2-甲基-5-硝基吡啶的制备及应用

发布日期:2025/3/25 13:15:06

硝基化合物广泛用作医药、农药、香料、高能量密度材料、染料、高分子材料及其中间体等化学品，目前硝基化合物的工业制备应用硝酸/硫酸或硝酸/醋酸等强酸介质条件下的方法，这些制备方法已成为全球最严重的环境公害方法之一。本文将一种硝基化合物2-甲基-5-硝基吡啶的两种不同的合成方法，并介绍其在有机合成中的应用。

制备方法

方法一：在反应器中，加入0.93g(10.0mmol)2-甲基吡啶，5mL乙腈，0.15g磺化石墨烯，在氧气氛中于5.0MPa一氧化氮和90℃温度搅拌反应10h。反应结束后向反应混合物中常压通入氮气，至氮氧化物完全逸出至冷阱反应接收器后过滤出催化剂。滤液用5%(m/m)碳酸氢钠水溶液洗涤至近中性，再用蒸馏水洗涤至有机相为中性，真空旋转蒸发浓缩。以柱色谱分离产物组分，2-甲基硝基吡啶的质量为0.67g，其中2-甲基-3-硝基吡啶0.10g(质量分数为16%)，2-甲基-5-硝基吡啶0.57g(质量分数为84%)，产率为49%^[1]。

2-甲基-5-硝基吡啶反应式

方法二：5-硝基-2-吡啶206g（1.29mol）的丙二酸二乙酯溶液加入600ml二甲基甲酰胺中，冷却下加入51.2g（1.28mol）新鲜粉末状氢氧化钠。15分钟后搅拌混合物，然后在室温下，将94.8g(0.6mol)5-硝基-2-氯吡啶溶液加入600ml二甲基甲酰胺中。将形成的深红色溶液搅拌至反应完全，然后逐渐加入36%浓盐酸，直至颜色变为橙色，并在真空中蒸发至干燥。残留物加入400毫升CHCl3，用500毫升水洗涤，再次浓缩。现在将残留物溶解在1200毫升浓度为36%的盐酸和870毫升水的混合物中，在回流条件下煮沸，直到气体的释放结束。然后在真空中蒸发，将残留物溶解于500ml水中，用二氯甲烷提取溶液，再用水洗涤有机相。溶剂被剥离后，72克（87%）的2-甲基-5-硝基吡啶残留。熔点：109°-111°C^[2]。

应用

专利CN202110976337.6公开了硝基芳烃和烷基或苯基硼酸一步法制备C-N偶联产物，实施例5偶联产物7的制备：在氮气氛围中，向10mL的反应管中加入0.5mmol 2-甲基-5-硝基吡啶、0.75mmol苯硼酸、1mmol三苯基膦、0.05mmol WO₃、6mL环戊己甲醚，然后使用双排管将反应管抽真空再通入氮气，此操作重复三次后，在磁力搅拌下用254nm紫外灯光照，反应24小时。结束光照，将反应液移入烧瓶，用二氯甲烷清洗反应管，再将清洗后的溶液移入反应液烧瓶。加入4mL硅胶粉溶液于反应液烧瓶，旋干。旋干后用乙酸乙酯和石油醚(1:15,v:v)为洗脱剂，柱层析后得纯产品7，产率82%^[3]。

2-甲基-5-硝基吡啶参与反应