2-氨基-3-溴吡啶的制备

背景及概述

2-氨基-3-溴吡啶是苯脲型细胞分裂素高效植物生长调节剂吡啶基苯脲合成的必要试剂，吡啶类化合物在功能小分子的合成中也有潜在的应用价值。目前尚未实现商品化。因此它的合成制备具有现实的研究意义和实用价值。2-氨基-3-溴吡啶英文名称：3-Bromo-2-pyridinamine，中文别名：3-溴-2-氨基吡啶，CAS号：13534-99-1，分子式：C5H5BrN2，分子量：173.011，外观与性状：灰色至棕色粉末，密度：1.71 g/cm3，沸点：232ºC at 760 mmHg。

制备

以间溴吡啶为起始原料，经过氧化、硝化和还原三步合成了目标化合物2-氨基-3-溴吡啶。其合成反应式如下图：

图1 2-氨基-3-溴吡啶的合成反应式

实验操作：

步骤一、

在 50mL 双颈瓶中加入 1.500g 3-溴吡啶，19mL 三氟乙酸，1.67mL36% 的过氧化氢，42℃回流 3h，冷却至室温，倒入 150mL 蒸馏水中，冷却至 -5℃抽滤，对滤液进行减压蒸馏待浓缩至约 10mL 左右，再加入蒸馏水 75mL，继续减压蒸馏，当剩余约 5mL 左右停止蒸馏，加入无水碳酸钠中和，氯仿萃取 50mL>3 次，合并有机相，蒸干溶剂，得到白色固体，甲醇重结晶，得到白色针状晶体N- 氧化 -3-溴吡啶。

步骤二、

将 0.8198g的N- 氧化 -3-溴吡啶溶于 2.81mL 浓硫酸中，搅拌下加入 2.81mL 浓硫酸和 1.41mL 发烟硝酸的混合酸，升温至 90℃搅拌 2h。冷却后倒入碎冰中，抽滤，真空干燥得浅黄色固体2-硝基-3-溴吡啶。

步骤三、

室温搅拌下向 0.8648g的2-硝基-3-溴吡啶中加入 14.4mL 冰醋酸，0.8648g 还原铁粉，升温至 100℃恒温反应 1h 后再加入还原铁粉 0.8648g 继续反应 1h。得到灰白色稠状物，用稀 NaOH 溶液调节pH=8，用等体积的乙醚对其萃取三次，合并有机相，回收乙醚，得到白色固体，甲苯- 石油醚重结晶得灰色粉末2-氨基-3-溴吡啶。

结果与讨论

氧化过程研究

回流温度的影响

随着反应温度的提高，粗产物颜色由白色向红棕色转变且产率先升后降。温度升至一定程度后，间溴吡啶易被过度氧化，副产物增多，由于在，70℃左右过氧化氢分解放出释放出氧气，当其生成的速率大于其参加反应的速率时，过氧化氢利用率下降，导致产率大大降低。因此温度的选择对控制反应向 I 方向进行至关重要。 实验表明，氧化的回流温度为 42C。

过氧化氢加入量的影响

随着过氧化氢加入量的增加，粗产物颜色及产率变化与现象类似，说明过氧化氢达到一定量后也会发生过度氧化，导致产物 I 的产率降低。 条件为 0.6g间溴吡啶加入 36% 的过氧化氢 0.67mL。

反应时间的影响

随着反应时间的延长，产率先升高后又降低，随着反应时间的延长，逆反应加快导致产率降低。 反应时间控制在 3h 较为理想。

减压蒸馏时浴温的影响

反应完毕后，虽然已将未反应的原料抽率出去，但由于滤液中存在过量的过氧化氢仍会继续作用。 因此，减压蒸馏时浴温应维持和回流时一样或更低些，以避免过度氧化的发生。综上可知，的氧化条件为 0.6g 原料加入 36% 的过氧化氢 0.67mL ，42℃搅拌，回流 3h. 减压蒸馏时浴温和反应时的浴温保持一致或更低。

温度对硝化反应的影响

由于硝化反应为放热反应，若在高温下加入混酸反应温度就会迅速上升，此时发烟硝酸分解产生大量的二氧化氮气体，硝酸的有效利用率降低从而使该反应的亲电试剂 -NO+2 相应减少，此反应为亲电取代反应，亲电试剂为 -NO+2 )，反应产率也随之降低。因此，混酸在常温下加入以减少副反应的发生。

铁粉加入量对还原反应的影响

由于反应进行的比较缓慢，所以加入硝化物两倍量的铁粉，延长一倍反应时间更有利于提高产率。

结论

从间溴吡啶出发经过氧化、硝化和还原三步合成了2-氨基-3-溴吡啶，制备方法简单，操作方便。不仅适用于实验室合成，也为其工业化生产提供了依据。

参考文献

[1] Malinowski, Marek Bulletin des Societes Chimiques Belges, 1988 , vol. 97, # 1 p. 51 - 54