1、毕业论文 开题报告 化学工程与工艺 氨基吡啶的合成研究 一选题背景及意义 氨基吡啶类化合物是一类具有杂环结构的环氨物质，在有机化工的许多领域有着广泛的虑用。例如： 4-二甲基氨基吡啶作为一种高效的催化剂可以催化酰化反应、酯化反应、 Darkin West反应、 O烷基化反应等，国内化学制药行业已成功地将其应用于乙 (丙 )酰螺旋霉素、青蒿素琥珀酸酯等原料药的生产中，改善了工艺条件并取得良好的经济和社会效益。 2-氯 -3-氨基吡啶可作为粘度调剂，可以合成抗消化性溃疡药哌仑西平、二氨杂卓类抗艾滋病药 ,自细胞三烯生物 合成抑制剂，也可以与苯胺重氮化反应后，再与酰胺耦台，合成得到偶氮染料。 2，
2、6-二氨基吡啶在多酚氧化酶的作用下作为多酚氧化酶反应的底物之一，作用于角蛋白纤维，有利于毛发的再生和保护：它也可咀作为偶合剂制备染发剂；或是制备分子传感器模型用于核苷酸碱的检测；它可直接用于真菌感染的治疗，也可以制备用于生产止痛药和治疗泌尿系统疾病的有效药物的重要中间体。 3,4-二氨基吡啶可用于治疗 Lambgrt-Eaton肌无力综合症的治疗，效果明显，副作用小；它也可以用于台成杀虫剂。 2-氯 -4-氨基吡啶可以合成制各卤代吡啶基酮肟类 化合物作为药物和农用化学品的重要中间体 ,由它合成所得的 1-(2-氯 4-吡啶基 )-3-苯基脲，是一种活性很高的细胞分裂素，具有诱导愈伤组织生长，促
3、进芽的发育，延缓植物衰老等生物活性。 4-氨基吡啶属氮杂环类化合物，它是一种用于制备药物、染料等产品的重要化工原料，目前广泛应用于制药工业。例如，通过乙酰化、还原、成盐反应，可以制成抗生素 4-乙酰胺基哌啶盐，通过烷基化、季铵化反应制成抗金球菌的抗生素：用于合成新型降压药吡那地尔，用于治疗神经方面的疾病如重症肌无力；大剂量时还可用作有效的发厥药 ;4-氨基吡啶能 提高运动神经控制和感觉能力，降低慢性疼痛和痉挛状态脊髓疼痛；另外，在最近国际会议上曾有学者报道 4-氨基吡啶作为新药可用于治疗脊髓损伤。此外 ,4-氨基吡啶还是制各众多药物的中间体。 4-氨基吡啶衍生物可抑制脑乙酰胆碱酯酶，并可用于治
4、疗阿耳茨海默氏病；也是制备强心剂、抗病毒剂、灭菌剂、抗心律不齐药、治溃疡药等药物的中间体。 除了用作药物外， 4-氨基毗啶还有许多其他方面的应用。 4-氨基吡啶经重氮化、偶联、成盐反应可制成阴离子染料碘化 -1-甲基 -4-(4-二乙基胺基苯偶氮 )-吡啶盐。还可以用于制备食物添加剂 (如增甜剂 )等。 二最新合成技术进展 1 硝基氮氧化吡啶法 该法以吡啶为起始原料，经氧化制得氮氧化吡啶，再经混酸硝化制成 4一硝基氮氧化吡啶，最后还原得 4一氨基吡啶。 1 1 氮氧化吡啶的制备 根据反应机理不同，氮氧化吡啶的制备可分为直接氧化法和催化氧化法。 直接氧化法常用的氧化剂有过氧化氢和过氧乙酸。过氧化
5、氢氧化法具有过程简单、条件温和、收率高的优点。缺点是作为介质的冰醋酸需求量大，操作麻烦，在反应结束时须加入大量的氢氧化钠中和；且耗时长，造成间歇性操作的生产效率低下。过氧乙酸氧化法具有反应时问短，冰醋酸 使用量小的优点；但过氧乙酸稳定性差，高温易分解，影响氧化产率，且过氧酸易爆炸，也是合成中存在的问题。 催化氧化法的关键是选用合适的催化剂。文献 1-7报道的催化剂有阳离子交换树脂、过氧酸酐、过钨酸盐、杂多酸、硫酸硫酸氢钠以及钛硅分子筛 Ts一 1等。阳离子交换树脂法的双氧水消耗量小，但反应速度慢，反应很难进行彻底。过氧酸酐法具有成本高、工艺过程复杂、环境污染严重的缺点。过钨酸盐法产率较高，但催
6、化剂价格太高，同时要求过氧化氢有较高的浓度。杂多酸具有非常高的活性，反应时间较短；同时由于具有酸的性质，避免了反 应中加入大量的醋酸，较直接氧化法有较大改进。硫酸硫酸氢钠法具有反应时间短、溶剂耗量少、催化剂价格低且容易获得的优点。 Ts一 1分子筛作为催化剂，不仅具有较好的催化活性、稳定性和重复使用性，而且极大地减少了副产物的生成，降低了氧化过程对环境的污染和设备的腐蚀。 1 2硝基氮氧化吡啶的制备 4一硝基氮氧化吡啶的制备一般采用传统的硝化方法，即在强搅拌条件下利用浓硫酸和发烟硝酸的混合液硝化，收率在 90以上。该法由于混酸的浓度高，吸水能力强，有利于硝化反应的进行。但反应生成的废酸需用大量
7、碱中和，污染严重；且 由于产品极性较强，溶解度较大，溶剂萃取效果差，造成收率偏低。因此有学者提出采用硝酸盐代替发烟硝酸进行硝化，该过程收率在 90左右。金属硝酸盐可在比较温和的条件下进行反应，并可提高硝化产物中对位异构体的生成比例。但金属硝酸盐作硝化剂要求原料严格无水，只有将氮氧化吡啶高真空精馏后才能获得较高收率。因此，选择适宜的硝化剂，是提高合成收率、减少有机溶剂用量和降低废水处理的关键。 1 3氨基吡啶的制备 由于硝基氮氧化吡啶的制备工艺大体相同，所以对氨基吡啶合成路线的研究主要集中在对硝基吡啶的还原过程。根据采用的 还原剂不同该过程分为金属还原法、催化加氢还原法和电化学还原法。 2 异烟
8、酰胺法 郑嗣华等以异烟酸为原料，经酯化、酰胺化及霍夫曼降解合成了 4一氨基吡啶，总收率可达 50以上。该法反应条件温和，收率较高；但该路线由于使用高毒性且具有强烈腐蚀性的液溴，工业化生产对设备材料要求苛刻，且对人体伤害较大需要严格的防护措施。 三、 本课题的研究方案 合成路线 N B rN B rN B rN B rm C P B AC H C l3H N O 3H 2 S O 4F e / A c O HOON O 2 N H2( 1 )( 2 ) ( 3 ) ( 4 )D iB o cN B rN H B o c( 5 )难点：第 4步 后处理再调 PH会产生大量固体，且不易抽滤 1王长守
9、，黄建良，张志杰，等 J陕西化工， 1999， 28(2)： 23 25 2T如 L， xin z， Yi M J chine che而 cal ktte鸺， 1996， 7(10)： 907908 3钱进省，朱晓俊 J中国医药工业杂志， 1996， 27(9)： 419 4张启戎，左军，陈学林，等 J化学研究与应用， 2002， 14(4)： 383 386 5杨汉民，姚卡玲，王薇，等 J中南民族学院学报， 1998， 17(3)： 9一 12 6高铁男，殷蕴婷，王旭，等 J天津工业大学学报， 200l， 20(1)： 2124 7赵岷，李新华 J锦州师范学院学报， 2000， 2l(2)： 41 44
