吡啶-4-甲醛

有机化学论文

学院：土木工程与建筑学院

专业：防水材料与工程2班

姓名：吴登

学号：1110612213

指导老师：庞海霞

日期：2012年10月25日

吡啶-4-甲醛的性制

CAS: 872-85-5
分子式: C6H5NO
分子量: 107.11

沸点: 198℃
熔点: -2--4℃
中文名称: 4-吡啶甲醛；4-甲醛吡啶；吡啶-4-甲醛
英文名称: 4-Pyridinecarboxaldehyde；4-Pyridylaldehyde；isonicotinaldehyde；4-formylpyridine；4-pyridinealdehyde

性质描述: 微黄色油状液体。沸点82-83℃（2.13kPa），相对密度1.122，折光率1.5352（25℃）。闪点54℃。能溶于水及乙醚。

结构式

吡啶-4-甲醛的合成方法

摘要：4-,1：啶甲醛合成的新工艺，是以4-,1：啶甲醇为原料，选用二氧化锰为氧化剂，三氯甲烷作溶剂，直接反应生成

4-,1：啶甲醛。该方法的优点是成本比较低，适合工业化生产。同时研究了不同的氧化剂、氧化剂的用量以及反应时间对生成物中4-,1：啶甲醛的含量的影响。采用液相色谱测定4-,11：啶甲醛的含量。

QIN Wei．wei ，CAI Xiu．kai ，YU Oong-hai2，et a1．

(1．College of Material Science＆Engine~ng，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；2．Jinan Che,~hm-Shuaagda

Chemical Co．LTD．，Jinan 250100，China)

Abstract：A new synthetic method of4-pyridylaldehyde is the focus of the paper．Acc

ording to the method，after

the mixture of4-pyridinecarbinol and manganese dioxide in chloroform is stirred。4-pyridylaldehyde will begenerated directly．The advantages of this n6~hr method are its low cost and its suitability for industrial producdon．Liquid chromatography WaS carried out to study the efects of diferent kinds of oxidants，the dosage of oxidant，dnd the reaction time on the experiment results．The yield of 4-pyridylaldehyde WaS also determinedby liquid chromatography．

Key words：organic synthesis；4-pyridinecarbino；manganese dioxide；liquid chromatography；4-pyridylalde-1wde.

摘要

4-吡啶甲醛是乙酰胆碱酯酶抑制剂盐酸多萘哌(donepezil hydrochloride)的中间体原料。该产品非常容易氧化，储存很不方便，经常需要现用现制备。文献报道其合成方法，主要有以下两种，一是以4一甲基吡啶为原料，采用催化氧化法¨-3j，该方法的优点是成本比较

低，适合工业化的生产，但是该法需用较大型的工业设备，不宜进行小批量的生产。二是以异烟酸为起始原料经过酯化、肼解、氧化得到4-nIL啶甲醛【4]，该法的优点是比较适合实验室内小批量的生产，但是该方法产率不高，反应时间长，不适合放大生产。本文以较容易得到的4-nIL啶甲醇为原料直接氧化生成4-nIL啶甲醛，反应时间短，产率高，既适合实验室的小批量生产，又能放大到工业化的生产中。

收稿日期：2006—06一Ol

作者简介：秦伟伟(1982一)，女，山东德州人，山东建筑大学材料科学与工程学院在读硕士，主要从事有机化学合成方面的研究．

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1 实验部分

1．1 试剂与仪器

采用以下试剂：4一吡啶甲醇(工业品)，氯仿(工业品)，二氧化锰(分析纯)；仪器：电热套，

旋转蒸发器(星海旋转蒸发器无锡市星海王生化设备有限公司)，高效液相色谱分析仪(LC一10ATvp型高效液相色谱分析仪)。

1．2 实验过程

在带搅拌、回流装置的250mL三颈瓶中，依次加入一定量的4一吡啶甲醇、氧化剂和氯仿，搅拌溶解，然后用旋转蒸发器进行浓缩处理，最后减压蒸馏得到4一吡啶甲醛粗品。其反应如图l L5 所示。

图1 4一吡啶甲醇氧化生成4．吡啶甲醛简单原理

1．3 产品的分析

对粗制品进行液相色谱分析，检测4一吡啶甲醛的含量，进而选择合适的氧化剂以及氧化剂

的用量，得到制备4一吡啶甲醛的最优方法。

2 结果与讨论

2．1 氧化剂的选择

在带搅拌、回流装置的250mL三颈瓶中，加入15g 4一吡啶甲醇，100mL三氯甲烷，然后分别以MnO2、SeO2、KMnO4和K3[Fe(cN) 6]作为氧化剂，搅拌回流反应3h，然后对产品进行浓缩，减压蒸馏，分别得到12．14g、10．96g、10．45g、7．95g 4一吡啶甲醛粗品，不同氧化剂的产率如表1所示。当选用M-为氧化剂时得到4一吡啶甲醛的含量较高，且产率也高。所以我们确定最佳的氧化剂为MnO2。

表1 不同氧化剂对产率的影响

以二氧化锰作催化剂的反应原理如图2[7-9] 所示。

在带搅拌、回流装置的250mL三颈瓶中，加入15g4一吡啶甲醇，100mL三氯甲烷，然后分别加入15g、30g、45g、60g、75g M 作为氧化剂，搅拌回流反应3h，然后对产品进行浓缩，减压蒸馏，分别得到6．21g、8．85g、11．93g、12．1lg、12．06g 4一吡啶甲醛粗品。

图3为MnO2的用量对产率的影响，当M- 的量少于60g时产率及含量都相应的较低，通过分析可以确定在生成物中有大量4一吡啶甲醇，表明反应不完全；当MnO2的量超过60g时，产率及含量也相应的较低，经分析确定生成物中存在4-pl~啶甲酸，表明氧化剂过量将醛进一步氧化成了酸。在所做的几组试验中，当选用MnO2的量为60g时得到4-吡啶甲醛的含量最高，且产率也最高，所以综合考虑技术与经济因素，我们确定氧化剂M- 的用量为60g，即加入氧化剂的量是4-pl~啶甲醇的4倍。

2．3 反应时间的选择

在带搅拌、回流装置的250mL三颈瓶中，加入15g 4．吡啶甲醇，100mL氯仿，60g MI 作为氧化剂，分别搅拌回流反应2h、3h、5h、6h，然后对产品进行浓缩，减压蒸馏，分别得到8．67g、12．38g、11．93g、11．97g 4．吡啶甲醛粗品。

图4为反应时间对产率的影响，当反应时间小于3h时产率及

含量相应的都较低，通过分析可以确定在生成物中有大量4一吡啶甲醇，表明反应不完全；当反应时间超过3h时，产率也相应的较低，经分析确定生成物中存在4一吡啶甲酸，表明反应时间过长未反应的MnO2将醛进一步氧化成了酸。在所做的几组试验中，当反应时间为3h时得到4一吡啶甲醛的含量最高，且产率也最高，所以综合考虑技术与经济因素，我们确定最佳反应时间为3h。

3 结论

根据以上分析可以得出结论：将15g 4一吡啶甲醇及60gZ．氧化锰加入到三氯甲烷中(质量比采用1：4)，搅拌溶解半小时后加热回流3h，冷却然后过滤浓缩及减压蒸馏即可得到4一吡啶甲醛，且含量在96％以上。

参考文献：

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