3-氰基-6-羟基吡啶的制备

背景及概述

与碳环芳香含能化合物相比，氮杂(芳)环硝基化合物具有较高的密度等特性，近期形成研究热点的吡啶衍生物就是一类潜在的含能前体，频频被选为原料/母核用于医药、化工产品的制备。3-氰基-6-羟基吡啶英文名称：6-hydroxy-3-pyridinecarbonitrile，中文别名：5-氰基-2(1H)-吡啶酮，CAS号：94805-52-4，分子式：C6H4N2O，分子量：120.109，密度：1.27g/cm3，沸点：332.7ºCat760mmHg，熔点：256-258ºC。

制备

以6-氯吡啶-3-甲酰胺为起始物料，经制备氰基及水解生成羟基后得到目标化合物3-氰基-6-羟基吡啶[1]。合成反应式如下图：

图1 3-氰基-6-羟基吡啶合成反应式图

实验操作：

在1L反应瓶中依次加入49.9g(0.36mol)6-氯吡啶-3-甲酰胺，31.6g(0.40mol)吡啶，376g四氢呋喃(THF)。置于低温浴槽中降温至-5℃，滴加83.2g(0.396mol)三氟乙酸酐(TFAA)，约1h滴毕。-5～5℃保温反应1h，然后升温至30℃保温反应3h。反应结束，脱溶剂除去THF，加入100g水和180g乙酸乙酯，分液、水洗，收集有机相，除去乙酸乙酯得到6-氯-3-氰基吡啶。

6-氯-3-氰基吡啶溶解或分散于稀盐酸溶液中，降温至-5度左右；配制高浓度的亚硝酸钠溶液，预先降温至-5度，然后缓慢滴加入前一溶液中。滴加不要连续滴加，滴入少许后即用淀粉碘化钾试纸检验溶液的氧化性（其实是检验亚硝酸的含量），如果试纸呈紫黑色，显示亚硝酸过量过多，则暂停滴加；直到试纸呈浅蓝灰色（显示亚硝酸几乎消耗完毕），方可继续滴加；如此循环反复，要有耐心，不可操之过急。反应全程应避光防止重氮盐分解。如此直到所有亚硝酸钠滴完，溶液应澄清透明。反应完毕后，即加入氢氧化钠等碱溶液，然后缓慢升温（防止反应剧烈），重氮盐即分解放出氮气，随即与氢氧根离子结合产生3-氰基-6-羟基吡啶。

参考文献

[1] Justus Liebigs Annalen der Chemie, , vol. 487, p. 127,129