[发明专利]高效制备4-二甲氨基吡啶

说明书

技术领域

本发明涉及一种以4-氰基吡啶和丙烯酸为主要原料采用一釜法制备DMAP的新方法。

背景技术

4-二甲氨基吡啶，是一种新型高效的酰化催化剂，已在醇、烯醇、胺、酚、烯醇酯、异腈酸酯类的酰基化及酯交换、醇类醚化等有机反应中得到了广泛的应用。此外，DMAP还可以作为反相相转移催化剂，用于界面反应。由于其具有反应速度快、条件温和、可适用的溶剂广泛，以及产物收率较高等优点，且适用于空间位阻大的醇类以及一些对酸不稳定的羟基化合物的酰化反应，DMAP被广泛应用于医药、农药、香料、石油化工等精细化工生产领域，具有广阔的应用前景。

合成4-二甲氨基吡啶的方法较多。通常实验室可通过4-取代吡啶来制备：如4-氨基吡啶法、4-三甲硅氧基吡啶法、4-吡啶酮法、4-氯吡啶法等，此类方法的共同缺点是原料来源困难、产率普遍偏低。工业上生产工艺主要有双吡啶盐法和4-氰基吡啶法。其中双吡啶法以吡啶和氯化亚砜为原料，先制得中间体4-（4-吡啶基）氯化吡啶盐酸盐，再与二甲胺或二甲基甲酰胺反应生成4-二甲氨基吡啶。4-氰基吡啶法是以4-氰基吡啶和2-乙烯基吡啶、二甲胺为起始原料，以水和丙酮为混合溶剂，在稀碱溶液中回流2 h裂解中间体，制得4-二甲氨基吡啶。以上工艺得到的DMAP产品收率低，仅在60~75%，在生产操作中不易得到高纯度的产品，一般均低于98.5%。且以上两种工艺均需多步反应，中间体还需经过分离提纯才可进行下步反应，工艺繁琐、使用的起始原料价格高，污染大，“三废”不易进行处理。

专利4158093报道的DMAP合成中，4-氰基吡啶和2-乙烯基吡啶在一种强酸的存在下，得到4-氰基吡啶乙烯基加合物盐酸盐，该盐酸盐进行亲核取代反应，然后在NaOH存在下裂解得到DMAP。合成步骤繁琐、中间体还需经过分离提纯才可进行下步反应，且所得DMAP收率较低、成本高、污染大。

孙顺能等人在《化学试剂》（Vol.12,1989,357）DMAP的合成及应用中报道：在乙酸乙酯介质中，以吡啶与二氯亚砜为原料进行回流反应后，先蒸除乙酸乙酯和未反应的吡啶及二氯亚砜，再用无水乙醇处理得到中间体，最后再与N，N-二甲基甲酰胺进行亲核取代反应得到成品。操作相对繁琐、且所得到的中间体不稳定，在如搅拌等外力作用下即会分解；而且长时间的高温会导致副反应增加，影响产物的收率。

发明内容

为了弥补现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种一釜法合成4-二甲氨基吡啶的新方法。即季铵中间体不经过分离纯化，直接加入胺基化试剂取代氰基，再经pH调节剂分解得到目标产物，原料丙烯酸循环利用，回收率达95%以上。该方法反应条件温和、工艺简单、纯度收率高、损失小。

一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于，将浓盐酸滴入4-氰基吡啶、丙烯酸与水的混合溶液中，搅拌均匀，并升温至50~60°C，保温4~8 h，保温结束后，自然冷却至室温，一次性加入胺基化试剂，30~50°C搅拌1~3 h，然后加入适量pH调节剂，回流条件下继续反应0.5-3 h，停搅拌静置分层后降至室温进行固液分离，水洗干燥即得DMAP成品。

所述的一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于，4-氰基吡啶与丙烯酸摩尔比为1.0~2.5:1。

所述的一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于所加入的4-氰基吡啶与浓盐酸、水、胺基化试剂的质量比为1:1~1.5:0.7~1.0:05~0.9。

所述的一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于所采用的胺基化试剂是以下物质中的一种或几种的复配物：二甲胺盐酸盐、N,N-二甲基甲酰胺、二甲胺。

所述的一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于加入pH调节剂使反应体系的pH稳定在10.5~13。

所述的一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于pH调节剂采用碳酸铵、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾中的一种或者几种组成的混合溶液，pH调节剂溶液质量浓度为20~40%。

一种高含量、低成本4-二甲氨基吡啶的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

4-二甲氨基吡啶后处理中，停搅拌静置分层后降至室温进行固液分离，有机相仅需水洗干燥即可，操作中省却了重结晶步骤。

本发明提供的一种有效制备4-二甲氨基吡啶的方法的优点：