2-羟基-5-溴吡啶的制备

背景及概述

2-羟基-5-溴吡啶是一种重要的农药、医药中间体。在传统工艺中是以吡啶为起始原料，经重氮化反应和桑德迈尔反应制得5-溴-2-氯吡啶，然后再以高沸点醇为溶剂与醇钾作用后，水解得到该化合物，2-羟基-5-溴吡啶英文名称：2-Hydroxy-5-bromopyridine，中文别名：5-溴-2-吡啶酮；5-溴-2(1H)-吡啶酮，CAS号：13466-38-1，分子式：C5H4BrNO，分子量：173.995，外观与性状：灰白色至黄色-棕色结晶粉末，密度：1.776 g/cm3，沸点：305.9ºC at 760 mmHg，熔点：180-183 °C(lit.)。

制备

以吡啶为起始原料，经卤代反应制得5-溴-2-氯吡啶，然后再以高沸点醇为溶剂与醇钾作用后，水解得到目标化合物2-羟基-5-溴吡啶[1]，其合成反应式如下图：

图1 2-羟基-5-溴吡啶的合成反应式

实验操作：

将氮气瓶与装有500ml反应器的高压釜连接，向反应器中加入0.2mol的5-溴-2-氯吡啶，0.35mol氢氧化钠和300ml无水乙醇，充入氮气至0.3MPa，密闭反应系统，开启电磁搅拌，升温至130℃，连续搅拌6h。反应完毕，冷却至室温，缓慢放掉氮气，打开高压釜，取出反应物，用稀盐酸中和反应产物，将pH值调至6，过滤，将固体用氯仿作溶剂重结晶，得纯度为99%的5-溴-2-吡啶酮。

结果与讨论

反应压力的选择

由于5-溴-2-氯吡啶不溶于水，加热时又升华，故不可在水溶液中进行酸性水解。采用乙醇为溶剂，并通过生成醇钠以后，进攻试剂为酸性更强的烷氧基负离子，但由于乙醇沸点低，为了提高乙醇的沸点，使之在 !&8A 仍能维持液体状态，故反应前通入氮气，提高反应体系的压力。

原料配比

该反应是以气体为原料，原料配比对反应产物影响较大。

反应温度

反应温度对2-羟基-5-溴吡啶的生成影响很大，反应温度过高则消耗大量能源，必将提高反应的成本；反应温度过低，则反应速率慢，转化率明显下降。实验结果表明，温度控制在190℃-210℃ 较为适宜。

参考文献

[1]Swanson, Marianne Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 2002 , vol. 12, # 2 p. 197 - 200