喹啉酸的合成研究

第36卷第2期精细化工中间体Val. 36 No. 22006 年4月FINE CHEMICAL INTERMEDIATESApril 2006___{药物及其中间体}喹啉酸的合成研究段湘生，聂萍(湖南化工研究院，湖南长沙410007)摘要: 以喹啉为起始原料,经过氧化、碱解、酸化合成医药中间体喹啉酸，详细考察了氧化反应时间，加料方式，催化剂用量对反应的影响，获得了喹啉酸合成优惠反应条件: n(喹啉):n(氯酸钠):n(五水硫酸铜):n(硫酸):n(催化剂)=1:5:1.3:4:0.0005,氣酸钠滴加温度97~103 C,滴加氯酸钠时间20h。用此法合成喹啉酸,产品总收率74.5%,产品纯度98.2%。关键词:喹啉酸;中间体;喹啉中圈分类号: 0626.32*3文献标识码: A文章编号: 1009-9212(2006)02- -0018-03Synthesis of Quinolinic AcidDUAN Xiang- sheng, NIE Ping(Hunan Research Instute of Chemical Industry, Changsha 410007, China)Abstract: Quinolinic acid was synthesized from cheap materials quinoline via oxidation， alkalization， andacidification. Effect of oxidation time，material addition patterm and catalyst amount on synthesis of quinolinic acid wasinvestigated. The optimal conditions were as follow: molar ratio of quinolinic，sodium chlorate, copper sulphate ,sulfuric acid and catalyst was 1 :5: 1.3 :4: 0.0005. Sodium chlorate at dropped in the sotution at 97~103 9C , within20 h. The total yield and purity of quinolinic acid was 74.5% and 98.2%，respectively.Key words: quinolinic acid ; intermediate; quinoline1前言(2)双氧水氧化法用喹啉酸是一种重要的农药、医药及压敏色素中间-C00H体。它可以用于合成含吡啶或喹啉环的眯唑啉酮类除-CoOH草剂，也可以用于合成抗生素。喹啉酸的合成方法较多，根据起始原料的不同,可以分为以下两种方法。(3)双氧水一-次 氯酸钠联合氧化法[5](1) 8-羟基喹啉氧化法凹-COOH+H2O2+ NaCIO一一101.COOH~COOH3H(4)氯酸钠氧化法6(2)喹啉氧化法261+NaClO, -高锰酸钾氧化法反应剧烈，选择性低，产物复杂由于8-羟基喹啉价格昂贵，目前大多采用喹啉氧难以分离纯化。双氧水氧化法和双氧水--- -次氯酸钠化法，根据氧化剂的不同，又可以分为以下四种方法。联合氧化法均需要大量50%以上的双氧水,反应时间(1)高锰酸钾氧化法31长，法反应条件温和，反-COOH !应MYH中国煤化工收率高。笔者研究了喹CNMHG作者简介:段湘生(1966-), 男，湖南常宁人，副研究员.从事农药研究与开发工作。收稿日期: 2006-02- 10第2期段湘生，等:唾啉酸的合成研究192合成步骤4结果与讨论(1)喹啉酸铜的合成喹啉酸合成收率主要决定于喹啉酸铜的合成，笔者重点考察了喹啉酸铜合成中催化剂和氯酸钠的用量、氯酸钠滴加时间和温度等因素的影响。000一4.1 催化剂用量对反应产物收率的影响(2)喹啉酸钠的合成该反应所用催化剂价格昂贵,但对反应收率影响较大。在其它反应条件不变的条件下，催化剂用量对-COOH反应的影响结果见表1。} +NaOHHOOC-表1催化剂用量 对反应产物收率的影响-COONeCOONa+CuO+H2OTable 1 Erect of catalyst on yield of product催化剂用量喹啉酸(3)喹啉酸的合成(mL)产物(g)含量(%)收率(%).013.997.665.0-COONa-CO0H+2HCI-十+2NaCl.515.897.974.1~COOH16.698.278.116.778.63实验16.598.477.83.1主要仪器 与试剂仪器:电动搅拌、HP1000液相色谱仪。由表1结果可知，催化剂用量低于2mL时，合试剂:喹啉(AR, 99%)、氯酸钠(AR, 99%)、成收率较低，催化剂用量达2 mL或更多时，合成收硫酸铜(CP, 98%)、液碱(工业品，30%)、 盐酸率稳定在78%左右,考虑成本因素，建议实际用量为(CP, 36%)。2 mL。3.2实验步骤4.2 氯酸钠用量对反应产物收率的影响3.2.1喹啉酸铜的合 成氯酸钠在反应中释放出二氧化氯，与喹啉发生氧将41.5g五水硫酸铜和196 g稀硫酸加人到玻璃反.化反应。由于二氧化氯易挥发，因此氯酸钠必须大大应器内，搅拌下加热到40~50,待五水硫酸铜全部过量，以下是氯酸钠用量对反应的影响，结果见表2。溶解后，再加入16.6g喹啉和2mL配制好的催化剂,表2氯酸钠用对反应产物收率的影响继续搅拌加热至97~103C,开始滴加182g氯酸钠溶Table 2 Elftect of sodium chlorate on yield of product液(44%), 在该温度范围内滴加20h,滴加完毕,继续保温反应4h。然后将反应混合液冷却到30--40 C,44%氯酸钠用量真空抽滤，滤饼喹啉酸铜用3040C热水洗涤至滤液(g)_5114.598.168.1为中性，滤饼干燥，得兰色喹啉酸铜产品30g。6716.175.53.2.2喹 啉酸钠的合成82将30g喹啉酸铜粗品和100g液碱(15%) 加入9716.376.8到玻璃反应器，搅拌加热到90~100C，反应2h,反21398.078.4应完毕，降温至60°C，趁热真空过滤，滤饼氧化铜用50C热水洗涤一次，滤液为喹啉酸钠溶液。表2数据表明:氯酸钠用量达到167g时，合成3.2.3喹啉酸的合成收率达到75%以上，再增大用量收率变化不大，考虑将上述喹啉酸钠溶液加人到玻璃反应器，外用冰操作稳定性，实际用量增大到182 g。水冷却，搅拌降温至0~5C,滴加浓盐酸，当反应液4.3氯酸钠滴加时间对反 应产物收率的影响pH值为2~3时，停止滴加，保持0~5 C搅拌反应1中国煤化工氧化氯易挥发,因h,然后室温搅拌反应1h,反应完毕，真空过滤，滤比，YHC N MH G响很大。以下是氯饼喹啉酸用30- 40 C热水洗涤二次,抽干，干燥后得酸钠滴加时间对反应的影响，结果见表3。喹啉酸13g，母液回收喹啉酸3.5g,合计16.5g,含表3实验结果表明:氯酸钠滴加时间对反应收率量98.3%。影响很大，随滴加时间的延长，合成收率显著提高,20精细化工中间体第36卷当滴加时间达到20h时，收率达78.1%，故实际操作由表4结果可知，喹啉酸合成收率随反应温度升中滴加时间应大于20h。高而增加，当反应温度达到100 C左右时，合成收率最高，达到78.1%。表3氟酸钠滴加时间对反应产物收率的影响根据以上实验结果，喹啉酸合成优惠条件: nTable 3 Eftect of time on yield of product(喹啉):n (氯酸钠):n (五水硫酸铜):n (硫酸):n氯酸钠滴加时间喹啉酸(催化剂)=1:5:13:4:0.0005，氯酸钠滴加温度: 97-h)产物(g)含量(%)收率(%)103 C,滴加氯酸钠时间20 h。5.96.01010.196.246.55.结论514.697.268.016.678.1选择喹啉的氯酸钠氧化法合成喹啉酸，具有原料2516.778.4易得，反应条件温和，操作简单方便,原料成本低等优点。产品合成总收率(以喹啉计) 达78%，产品纯4.4 反应温度对反应产物收率的影响度≥98%。但氯酸钠过量太多，废水量较大。氯酸钠分解放出二氧化氯和二氧化氯氧化喹啉变参考文献:成喹啉酸的速度受温度影响较大，因此，选择合适的温度能够既加快反应速度又降低氯酸钠用量。氯酸钠[1 ] Oth Winfried, Pastorek Emmerich, Fickert Wermer. Quinolinieacid[P]. DE: 3150005, 1983-06-23.滴加温度对反应的影响结果见表4。[2] Mathiaparanam， Ponnampalam. Qinolinic acid [P]. EP:表4反应温度对反应产 物收率的影响135328，1985- -03-27.Table 4 Effect of temperature on yield of product[3] Kji， Masashi.Preparation of quinolinic acid as an intermediatefor drugs, agrochemicals, and dyes[P]. JP: 62/29571, 1987-反应温度02-07.(C)[4] Rebhahn, Robert W J，Kassner, et al. Quinolinic acid [P].40+395.323.3US: 4537971, 1985-08- -27.55+38.38.2[5] Hara Takao. Preparation of pyridinecarboxylic acids[P]. JP:70+313.697.063.203/101661. 1991-04 -26.85+316.098.075.1[6] Michalowicz， William. Process for 2. 3 -pyridinedicarboxlic100+398.2acid manufacture[P]. EP: 232118， 1987-08-12.寻求合作湖南沅江赤蜂农化有限公司地处洞庭湖沅江赤山，是国家定点农药原药生产企业，是湖南省阮江化学厂改制后整体收购的民营企业，拥有固定资产约7000万元，占地240多亩，除年产1.5 万吨甲胺磷等装置在生产外，仍有大量闲置的土地、厂房和设备。公司公用工程设施齐备，所处环境交通方便，有环保方面的优势。为充分利用资源，现面向全球寻求合作伙伴，其合作形式可以广泛商谈。如: (1)合作投资建设经营化工新产品; (2)技术转 让或技术投人建设生产经营化工新产品; (3)整体转移合作方继续生产受限制的但仍有市場的农药化工产品; (4)租赁厂房和设备，合作生产: (5)承担分装、代理农药制剂包括复配制剂在湖南的生产和总经销; (6)欢迎国有或民营有实力的大企业及上市公司参股经营或整体兼并。湖南沅江赤蜂农化有限公司董事长 薛永祥 电话: 13874300112联系人:企业顾问李国珍 电话: 0737-2286498 13467374581中国煤化工-Psina.com:TYHC N M H Goserone