3-氰基-2-氯-5-碘吡啶及2-甲氧基丙烯的合成工艺研究

摘要

3-氰基-2-氯-5-碘吡啶是合成5位取代的吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物的关键中间体。但是目前对于3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的合成鲜有文献报道，仅有一篇文献给出以3-氰基-2-氯吡啶为起始原料的合成路线，但步骤长，成本高。本文以氰乙酰胺与丙二醛为起始原料先合成3-氰基-2-羟基吡啶再经过选择性的碘代、氯代，得到目标化合物。此工艺的关键步骤是对3-氰基-2-羟基吡啶5位的选择碘代，本文进行了重点研究。
　　 2.甲氧基丙烯也是重要的医药中间体，是合成克拉霉素等的重要原料，也是实验室常用的有机试剂，在精细化工、医药、材料等工业领域中应用十分广泛。本文先以丙酮和乙二醇为起始原料合成丙酮缩乙二醇然后和甲醇反应以间接的方法合成2,2-二甲氧基丙烷，再消除一分子甲醇得到2-甲氧基丙烯。
　　 本文研究的主要内容与结论：
　　 1.以氰乙酰胺和丙二醛合成3-氰基-2-羟基吡啶的过程中，主要考察了100℃反应的时间和重结晶溶剂。结果显示100℃反应的时间为3小时收率最高，而纯化方法为用乙醇回流洗掉杂质。
　　 2.对于3-氰基-2-羟基-5-碘吡啶的合成，分别考察了不同碘代体系、反应溶剂、反应时间、反应温度、投料比、添加剂对反应的影响。结果显示以碘单质作为碘代剂、95％乙醇为溶剂、投料比为底物：无水NaECO3:I2=1:2:1.25(摩尔比)不使用任何添加剂在60℃下反应18小时为最佳反应条件收率47.1％，未反应原料回收率82.3％。
　　 3.对3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的合成，则主要比较了以三氯氧磷氯代或者三氯氧磷与五氯化磷合用氯代，并对重结晶纯化的溶剂进行考察。结果显示，以三氯氧磷作为氯代试剂后处理方便，操作简便。重结晶溶剂选用丙酮。
　　 4.丙酮缩乙二醇的合成过程中，考察了催化剂、带水剂、反应时间、投料比对反应的影响。结果显示：以硫酸铁为催化剂、石油醚(60-90℃)为带水剂、投料比为丙酮:乙二醇为2:1(摩尔比)、反应时间4小时为最佳反应条件。
　　 5.2,2-二甲氧基丙烷的合成过程中，主要考察了甲醇用量对反应的影响。结果表明：甲醇用量是丙酮缩乙二醇的10倍(V/V)的时候效果最好。
　　 6.2-甲氧基丙烯的的合成过程中，主要考察了溶剂种类、丁二酸酐的用量以及吡啶的用量对反应的影响。结果显示，甲苯完全可以替代二甘醇二甲醚作溶剂，丁二酸酐和吡啶与2,2-二甲氧基丙烷等摩尔量时产率最高。
　　 本文首次给出3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的具体合成工艺，并且首次分别对3-氰基-2-羟基-5-碘吡啶和3-氰基-2-氯-5-碘吡啶进行了鉴定。所得工艺，对环境污染小、反应条件温和、操作简便，为该重要有机中间体的规模化生产提供了理论依据和数据。而得到的2-甲氧基丙烯的合成工艺操作简便、反应条件温和，可以方便用于实验室和工业上2-甲氧基丙烯的合成，尤为关键的是最后一步首次用甲苯代替其它文献中的二甘醇二甲醚为溶剂达到了同样的效果，大大降低了成本且操作简便。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶和2-甲氧基丙烯的应用

1.2.1 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的应用

1.2.2 2-甲氧基丙烯的应用

1.3 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶和2-甲氧基丙烯的合成

1.3.1 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的合成

1.3.2 2-甲氧基丙烯的合成

1.4 本实验的研究目的和意义

1.4.1 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的合成的研究目的和意义

1.4.2 2-甲氧基丙烯的合成的研究目的和意义

第二章 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的合成

2.1 实验部分

2.1.1 仪器与材料

2.1.2 实验方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 3-氰基-2-羟基吡啶的合成

2.2.2 3-氰基-2-羟基-5-碘吡啶的合成

2.2.3 2-氯-5-碘-3氰基吡啶的合成

2.3 结论

2.3.1 3-氰基-2-羟基吡啶的合成

2.3.2 3-氰基-2-羟基-5-碘吡啶的合成

2.3.3 3-氰基-2-氯-5-碘吡啶的合成

第三章 2-甲氧基丙烯的合成

3.1 实验部分

3.1.1 仪器与材料

3.1.2 实验方法

3.2 结果与讨论

3.2.1 丙酮缩乙二醇的合成

3.2.2 2，2-二甲氧基丙烷的合成

3.2.3 2-甲氧基丙烯的合成

3.3 结论

3.3.1 丙酮缩乙二醇的合成

3.3.2 2，2-二甲氧基丙烷的合成

3.3.3 2-甲氧基丙烯的合成

第四章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士论文期间发表论文

附录