[发明专利]一种制备吡啶氮氧化物的合成方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种重要的有机化工中间体的合成方法，特别是一种制备吡啶氮氧化物的合成方法。

(二)背景技术：

吡啶类氮氧化物属于吡啶的衍生物，它是一类重要的有机化工中间体，广泛应用于医药、染料、催化等诸多化工领域。含吡啶基团的新型农药、医药类型繁多具有很强的生理活性。这些新型农药不仅高效、低毒、广谱，而且对人及动物具有卓越的环境相容性，符合当今农药的发展趋势。在医药方面，它是合成2-氯甲基-4-甲氧基-3，5-二甲基吡啶盐酸盐的重要中间体，也是制备强心剂、灭菌剂、抗心律失常药、抗溃疡药等的重要中间体。吡啶类-N-氧化物可作为催化剂而广泛用于各种反应中，还可以作为氧化剂用于染料工业。因此这类化合物的研究具有重要的理论价值和实际实用价值。

现阶段制备此类吡啶氮氧化物的方法主要有以下三类：

1、以吡啶化合物为主原料，在硅酸钛催化下，经双氧水氧化得到。此反应虽产率较高，但催化剂价格昂贵且不易回收，反应时间较长，实际运用价值不大。

2、以吡啶化合物为主原料，在双氧水和冰乙酸作用下氧化生成最终产物。此工艺溶剂消耗量大，后处理需要多次萃取，操作繁杂，且长时间浓缩含双氧水的体系安全性较差，增加产品分解风险，不适合工业化生产。

3、以吡啶化合物为主原料，经过邻苯二甲酸过氧化物氧化得到终产物。此方法虽然避免了使用大量溶剂，但是原材料本身价格很高且后处理较困难。

以上三类合成方法均存在一定的缺陷，不能满足现在工业化生产的需要。因此为解决现有技术中存在的难题，急待找到一条进行规模化生产的切实可行的合成工艺。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种更优的吡啶类氮氧化物的合成方法，它能够克服上述现有技术中存在的不足，该方法原料易得，反应纯度、收率较高，工艺条件稳定，操作简单，适用于规模化生产，为制备吡啶类氮氧化物供了一种新的思路和方法。

本发明的技术方案：一种制备吡啶氮氧化物的合成方法，其特征在于具体制备步骤如下：

(1)制备尿素双氧水复合物：双氧水和稳定剂与尿素于0～40℃保温反应；反应毕，降温至-10～15℃，保温搅拌0.5～3h后离心，滤饼用酯类或醚类溶剂淋洗，得到尿素双氧水复合物；

其中尿素与双氧水的摩尔比为1∶0.5～3，稳定剂用量为每克尿素0.001～0.1克，酯类或醚类用量为每克尿素0.5～3.5ml；

(2)制备的反应过程：在酯类或腈类溶剂和酸酐存在下，加入主原料将体系升温至30～110℃，控温30～110℃，加入尿素双氧水复合物保温反应；反应完全后，冷却至0～50℃，加入饱和还原性试剂溶液至淀粉碘化钾试纸不再变蓝，加入碱溶液调节体系PH值至使PH值为8～10，离心、萃取、浓缩；

其中R₁～R₅为取代或者多取代的C1～C3的烷基、氢元素，羟基，甲氧基，乙氧基，卤素(F，Cl，Br，I)；酯类或腈类溶剂用量为每克主原料3～15mL；主原料与酸酐的摩尔比为1∶1～4；主原料与尿素双氧水复合物摩尔比为1∶1～4.5；

(3)制得产品：即得到产品

上述步骤(1)中，尿素与双氧水的摩尔比为1∶0.5～2；稳定剂用量为每克尿素0.001～0.05克，酯类或醚类用量为每克尿素0.5～2.5ml。

上述步骤(2)中的酯类或腈类溶剂用量为每克主原料3～10mL；主原料与酸酐的摩尔比为1∶1～3；主原料与尿素双氧水复合物摩尔比为1∶1～3.5；碱溶液用量为使体系PH值为9～10。

上述步骤(1)中，尿素与双氧水的摩尔比为1∶0.5～1.5；稳定剂用量为每克尿素0.001～0.01克，酯类或醚类用量为每克尿素0.5～2ml。

上述步骤(2)中的酯类或腈类溶剂用量为每克主原料4～8mL；主原料与酸酐的摩尔比为1∶1～2.5；主原料与尿素双氧水复合物摩尔比为1∶1～2.5；碱溶液用量为使体系PH值为9～10。

上述步骤(1)中的稳定剂为磷酸二氢钾、酒石酸钾钠、柠檬酸、水杨酸和乙二胺四乙酸；酯类或醚类溶剂为石油醚，乙酸乙酯，乙酸异丙酯。

上述步骤(2)中的酯类或腈类溶剂为乙酸乙酯、乙酸异丙酯，乙腈；酸酐为乙酸酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐，丁二酸酐；还原性试剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫化钠、硫酸亚铁；碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氨水。