3-甲氨基吡啶的合成研究

介绍

3-甲氨基吡啶的分子式为C6H8N2，外观为，难溶于水，稍溶于乙醇和乙醚，溶于氯仿、苯和醋酸。

图一 3-甲氨基吡啶

合成

将200g CAT1催化剂装入2.5cm×150cm的反应管中，通入载气N2，将温度编程至250°C，切换至10%氢气/氮气；在300分钟内加热至450°C还原催化剂。5小时后，在氮气流中将温度降至320°C，引入3-氨基吡啶和甲醇的混合溶液（甲醇与3-氨基吡啶的摩尔比为8:1），控制进料速率，使物料空速为1.2 h-1，用岛津GC-2010气相色谱法定量测定低沸点物质的流出产物，并与标准物质的保留时间和峰面积进行比较进行定量分析。采用色谱积分面积归一化法测定3-氨基吡啶原料的转化率和产物3-甲氨基吡啶和3-二甲氨基吡啶的选择性[1]。

图二 3-甲氨基吡啶的合成

将100.1 g（633 mmol）3-溴吡啶与160 ml（1280 mmol）8M甲胺的乙醇溶液、4 g（27.5 mmol）8-羟基喹啉和2.2 g（11.5 mmol）碘化铜在高压釜中在120°下搅拌16小时。将混合物在砂/硅胶上抽滤并浓缩，向残余物中加入柠檬酸水溶液和环己烷，水相用氯化钠饱和，与稀氢氧化钠水溶液混合至pH为10，用乙酸乙酯提取6次，合并的有机相用无水MgSO4干燥并蒸发。残余物在膜泵真空下在球管中蒸馏。3-甲氨基吡啶收率：46.8克（理论值的63%）。1H-NMR（CD3CN）2.75（s，3H），4.3（br，1H），6.85（m，1H）[2]。

图三 3-甲氨基吡啶的合成2

在300°C的H2流下还原0.5小时后，在不将催化剂暴露于空气的情况下进行了催化测试。通过隔膜入口将甲醇（30mmol）注入玻璃管内的还原催化剂中，从而用一层甲醇覆盖催化剂以限制其暴露在空气中。在空气下移除隔膜后，将3-硝基吡啶（1mmol）、固体NaOH（1mmol）、正十二烷（0.25mmol）和磁力搅拌棒放入管中。将管插入不锈钢高压釜（28 ml）中，并用N2气体吹扫。最后，将所得混合物在150°C下加热，并在1bar N2下搅拌。对于正辛胺的模型反应，通过应用分离或商业产品的GC灵敏度，使用正十二烷作为内标，通过GC分析确定催化剂筛选、反应条件优化、动力学研究和控制反应、正辛胺转化率和产物收率。对于底物范围研究，使用硅胶60（球形，60-100μm），使用己烷/乙酸乙酯或乙酸乙酯/甲醇作为洗脱溶剂，通过柱色谱分离产物。通过1H和13C NMR以及GC-MS方法测定和鉴定分离的胺衍生物3-甲氨基吡啶的收率[3]。

图四 3-甲氨基吡啶的合成3

参考文献

[1]牟新东,王喜成,李慧.催化氨基吡啶N-烷基化的方法[P].山东省:CN202110576988.6,2021-08-06.

[2]KATSUHIK M T E S N K A O E B M R E M F .Acylated Aminopyridine and Aminopyridazine Insecticides[P].US20100753185,2010-12-02.

[3]Jamil M ,Touchy S A ,Rashed N M , et al.N -Methylation of amines and nitroarenes with methanol using heterogeneous platinum catalysts[J].Journal of Catalysis,2019,37147-56.