论文部分内容阅读
2,3-吡啶二甲酸是一种重要的农药、医药和染料的中间体,可以用来合成对氟苯乙醚、莫西沙星、尼可刹米、咪唑啉酮类除草剂及喹诺酮类抗生素等;可以用烟酸来合成多种高血压、皮肤病及冠心病等的药物,也可以当作药物中间体来生产烟酸肌醇酯、异烟肼等。目前工业上主要以氧化喹啉或喹啉衍生物制备2,3-吡啶二甲酸,氧化剂有高锰酸钾、次氯酸钠、双氧水及臭氧等,但这些方法都不同程度地存在设备价格高、能耗高、收率低、废液处理难度大等问题;2,3-吡啶二甲酸可以经过高温脱羧,生成的烟酸再经升华得到纯度很高的烟酸,但此法对设备要求较高。本研究以喹啉为原料,依照文献报道,实验了用双氧水、高锰酸钾、氯酸钠、次氯酸钠等作氧化剂的氧化方法;还尝试了ZnO/DMF氧化和NHPI催化的分子氧氧化方法(文献中以萘或甲基吡啶为底物),但实验表明这两种方法对喹啉没有明显的氧化效果。最终,我们选用了2,3-吡啶二甲酸产率较高、后处理易操作、废弃物较少的NaClO3/CuSO4/H2SO4氧化方法,氧化反应生成的喹啉铜经过碱解、脱色、酸化、精制,析出2,3-吡啶二甲酸固体。本研究经过筛选正交实验系统全面筛选了可能影响2,3-吡啶二甲酸产率的因素,再用优化正交实验对筛选出的显著因素进行水平上的优化,并用SPSS statistics19.0数理统计软件对结果进行分析,得到了最佳合成条件:n(喹啉):n(氯酸钠):n(硫酸铜):n(浓硫酸)=1:3.5:1:3,在102℃的条件下反应24h,其中氯酸钠水溶液的滴加时间控制在10h。对正交实验结果验证表明,2,3-吡啶二甲酸平均产率约66.4%,粗品纯度可达96.6%,精制后为97.7%;以氧化反应滤液为溶剂,缩短了反应诱导时间,使反应总时间缩短至12h。2,3-吡啶二甲酸溶于苯甲醚中回流可制备烟酸,产率65.3%,纯度85.3%,此法反应温度较低,但产率有待提高。