2-吡啶甲酸的电解合成方法

背景及概述^[1]

2‑吡啶甲酸是重要的有机合成中间体，在医药工业中用于制备卡波卡因药物和神经性药物，在神经抑制和局部麻醉方面应用广泛；2‑吡啶甲酸是合成各种2‑吡啶甲酸盐的必备原料，其中2‑吡啶甲酸铬是人类重要的保健药品，广泛用于人体补铬剂、饲料添加剂、糖尿病的治疗等；2‑吡啶甲酸也可用于制备除草剂。

制备^[1]

1、配料

（1）碱液配制：将1125L纯水放到配制釜中；开启搅拌浆，然后匀速地加入375公斤的氢氧化钠，完全溶解，配制成25%碱液；打开冷却循环水使碱液温度降至25～30℃，开启配制液泵，将碱液送至碱液计量槽备用。

（2）初始电解料配制：将3600L纯水放入配制釜中，开搅拌，然后从碱液计量槽加入400公斤25%碱液，搅拌均匀；接着匀速地加入103公斤2‑吡啶甲酸的多氯化物（6‑氯‑2‑吡啶甲酸18wt%、3,6‑二氯‑2‑吡啶甲酸70 wt %、3,5,6‑三氯‑2‑吡啶甲酸9 wt %、3,4,5,6‑四氯‑2‑吡啶甲酸3 wt %），完全溶解后停止搅拌，开启配制液泵，送至电解液循环槽备用。

2、电解

（1）开启循环液泵，初始电解料经冷却器进入无隔膜电解槽中。

（2）开启电解控制系统，电流密度控制在200～1000A/m2之间。

（3）开启冷却器冷却水阀门，控制反应液温度为20℃。

（4）电解还原反应过程中，不断补充固体2‑吡啶甲酸的多氯化物（同上配比），按27公斤/小时匀速地加入到电解液循环槽中，总加入量为400公斤。同时控制碱液加入流量使体系的pH保持在 8.5～13.4范围内。经液相色谱跟踪分析，目标产物2‑吡啶甲酸含量≥98%时为电解反应终点。

（5）电解反应至终点时，依次关闭电解控制系统、冷却水阀门、循环泵开关。电解液放入循环槽备用。

3、分离结晶

1）中和：开启循环液泵将电解液循环槽内的电解液泵入中和釜中，开启搅拌并通入冷水；匀速地加入适量的浓盐酸，使反应液的pH值为3～4。

2）蒸发：将中和釜中的物料放入三效结晶蒸发器，蒸发冷凝水作下批电解配料用水，析出的晶体沉降入三级蒸发结晶器下部晶体槽，由三级出料回流泵送入离心机。固体物料去下步溶剂提取，液体物料回蒸发器。

3）提取：将上步固体物料约780公斤加入到提取釜中，再将1500L的乙醇加入提取釜中，开动搅拌；打开蒸汽夹套加热升温至90～95℃，回流1小时，关闭夹套蒸汽阀门停止加热，开启夹套冷水，降温到20～30℃后过滤分去氯化钠。滤液去浓缩釜回收乙醇，浓缩液冷却结晶，离心分离得2‑吡啶甲酸粗品，母液回浓缩釜，粗品进入结晶釜用乙醇重结晶，得到2‑吡啶甲酸结晶280公斤，HPLC纯度≥99.60%，总收率≥87.5%，重结晶母液回提取釜。

参考文献

[1] [中国发明] CN201110099198.X 一种2-吡啶甲酸的电解合成方法