[发明专利]一种高纯度2,5-吡啶二羧酸的制备方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种高纯度2，5-吡啶二羧酸的制备方法。

(二)技术背景：

2，5-吡啶二羧酸又名吡啶-2，5-二甲酸，英文名称2，5-Pyridinedicarboxylic acid(缩写PDCA)，是一种重要的有机合成中间体和高分子单体，在药物合成和高分子材料领域有着广泛地用途。医药方面早期用于抑制胶原质生成药物(DE 37003959，1988-08-18)，近来开始用于制备HBV-RT抑制剂(Bioorganic &Medicinal Chemistry Letters，2002，12：2715-2717，Nippon Kagakn Kaishi1967，88，553)：

在高分子合成及材料制备方面，2，5-吡啶二甲酸取代对苯二甲酸可合成具有改性功能的刚性直链杂环聚合物及其高性能纤维(WO2005100442A1，2005-10-27；JP 2005290317A，2005-10-20；US4533693，1985-08-06)：

此方面的市场需求正在不断上升，但需要质量达聚合级水平的单体PDCA。

关于2，5-吡啶二羧酸(PDCA)的合成及制备，文献报道均采用6-甲基-3-乙基吡啶为原料的直接氧化工艺，但它们的收率和提纯技术均不能满足市场对PDCA的质量和经济性要求，至今还没有在反应液中取出并制得高纯度PDCA的研究报道，聚合级PDCA的制备则更少。如日本专利JP11343283(1999年12月14日公开)在硫酸和催化剂MnSO₄存在下采用臭氧水中氧化，仅获得18％PDCA，30％6-甲基烟酸，24％吡啶二羧酸的反应液；直接用KMnO₄在KOH水溶液中氧化，也仅获得25％PDCA，5％6-甲基-3-(羧基羰基)吡啶，4％3-(羧基羰基)吡啶-6-羧酸的反应混合物(Khimiko-Farma tsevticheskiiZhurnal，1989，23(8)：985-7)；PDCA的合成也有以6-甲基-3-乙酰基吡啶为原料，用KMnO₄氧化反应制备法，PDCA收率也只有22％(Journalofthe Chemical Society，1962：2831-2)，况且原料6-甲基-3-乙酰基吡啶来源困难。因此，现今报道的PDCA合成路线及其工艺，均不能作为工业化生产的技术路线进行选择和实施，产业化价值低，而迫切需要新的路线和技术来支撑。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种以6-甲基烟酸或6-甲基烟酸甲酯为原料，经氧化剂直接氧化、精制合成高纯度2，5-吡啶二羧酸的方法，以克服现有技术中收率低，提纯难、成本高及工业化前景不理想的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种高纯度2，5-吡啶二羧酸的制备方法，包括如下步骤：以6-甲基烟酸或6-甲基烟酸酯为原料，以水或碱水溶液为反应溶剂，用氧化剂KMnO₄充分氧化，所得氧化反应液滤除生成的不溶物MnO₂后酸析得到粗品，粗品用酸碱精制即得到所述的高纯度2，5-吡啶二羧酸。反应式如下：

本发明优选原料与反应溶剂相互匹配：以6-甲基烟酸为原料时，使用水为反应溶剂；以6-甲基烟酸酯为原料时，使用碱水溶液为反应溶剂。所述的6-甲基烟酸酯可以是6-甲基烟酸甲酯、6-甲基烟酸乙酯、6-甲基烟酸异丙酯等，优选6-甲基烟酸甲酯。

当以6-甲基烟酸酯为原料，以碱水溶液为反应溶剂时，优选6-甲基烟酸酯先在碱水溶液中进行水解反应，除去水解生成的醇后再加入氧化剂KMnO₄进行氧化反应。所述的水解反应条件优选为：在50～60℃水解2～3小时。

所述的碱水溶液优选KOH水溶液。

本发明反应物的配料物质的量比推荐为：6-甲基烟酸或6-甲基烟酸酯∶氧化剂KMnO₄＝1∶4～8。

所述6-甲基烟酸与水溶剂的配料质量比推荐为6-甲基烟酸∶水＝1∶10～20；

推荐所述6-甲基烟酸甲酯与KOH水溶液的配料质量比为6-甲基烟酸甲酯∶水∶KOH＝1∶10～20∶0.4～0.8。

本发明优选所述氧化反应的条件为：在90～100℃氧化10～20小时。

本发明在充分氧化后得到的氧化反应液滤除不溶物MnO₂后酸析得到粗品，所述的酸析使用的酸优选无机酸，推荐为盐酸或硫酸，优选盐酸。一般酸析调节pH到2～3。