吡啶酮是何种物质?分子式怎么写?在哪个方面用途较多?

吡啶酮是何种物质?分子式怎么写?在哪个方面用途较多?
吡啶酮是何种物质?分子式怎么写?在哪个方面用途较多?

吡啶酮是何种物质?分子式怎么写?在哪个方面用途较多?
维生素
2-吡啶酮不仅是近年来开发的多种农药、医药的重要中间体和原料,同时也是由甲醇合成乙醇和乙醛,制备聚酰亚胺以及保护氨基酸的新方法中引入N-苄酯基或N-4-硝基苄酯基的重要催化剂.传统合成2-吡啶酮的工艺是以吡啶和氨基钠为原料,经齐齐巴宾反应、重氮化反应和亲核取代反应完成的.新的合成工艺是由吡啶经过光氯化和亲核取代两步反应来完成.
1 实验
1.1 试剂与仪器
试剂：吡啶(日本)、氯气(天津化工厂)、氢氧化钠(大沽化工厂)、羟基化剂(天津师范大学)、甲醇(天津试剂二厂)
仪器：红外光谱仪(日本岛津A2435型),KYKY-QP1000A色质联用仪,BRUKER AC-P200超导核磁共振仪.
1.2 合成原理


1.3 合成步骤
1.3.1 光氯化反应 在一个500mL反应装置上装一预混器,在反应器的夹层中均匀地镀上紫外光反射层.预混器和反应器均配以自动控温热电偶,反应器中间装一个125W高压汞灯,并将高压汞灯置于波通之中.混有抑制剂的稀释剂和原料的计量装置按常规装配.反应开始前,先将反应器预热到设定温度,开启高压汞灯,然后将气化后的原料及稀释剂同时按需要量送至预混装置,再进入反应器进行反应.反应的原料比为吡啶:氯气=1:1.2,吡啶的转化率为93.4%.
1.3.2 亲核取代反应 在装有搅拌器、回流装置和温度计的2000mL的三颈瓶内,加入2-氯吡啶227g,羟基化剂580mL,加热回流15h.反应完毕后,将反应物蒸干,然后向反应体系中加入蒸馏水600mL,将水蒸出约三分之二后,冷却至室温.用浓盐酸中和上述液体至PH=6~7后,将水蒸干.向固体物中加入约500mL甲醇,充分搅拌后,过滤.再用200mL甲醇分两次洗净固体,合并甲醇溶液,蒸出甲醇后,可得到2-吡啶酮粗品172g,重结晶,可得到纯度为98%以上的精品,产率85%,m.p.：105°C(文献值105~107°C).
1.4 结构测试
我们对所合成的化合物进行了结构测试,结果如下：
1.4.1 MS谱测试结果 其分子离子峰为95,表明分子量为95,符合分子式C5H5NO,其主要裂解碎片峰(m/z)分别为67,41,40和39.
1.4.2 1H NMR、13C NMR和IR谱的测试结果1H NMR δH：6.31(1H,dd,J4.5=6.40,J5.6=6.37,5-H)；6.60(1H,d,J3.4=8.70,3-H)；7.42(1H,dd,J4.5=6.40,J3.4=8.70,4-H)；7.48(1H,d,J5.6=6.37,6-H)；11.90(1H,sbr,1-H NH)；
13C NMR的化学位移dC由去偶谱获得,按一般规律进行解析.164.60(C2),106.32(C3),132.26(C4),119.55(C5)141.14(C6)；
IRumax： 1665cm-1(C=O),1542 cm-1(CO-NH)；
与已知谱图对照完全符合,从而证明了合成方法的可靠性.
2 结果与讨论
2.1 此种合成方法比传统合成方法工艺缩短了1/3,而且在传统方法原料中氨基钠为一级易燃品,不能与空气接触,使用条件苛刻.
2.2 这种合成方法总转化率(以吡啶计)比传统方法高约37%.
2.3 通过IR和NMR的解析,可以推断产物主要为酮式结构即2-吡啶酮,而不是烯醇式结构即2-羟基吡啶.红外光谱在1665cm-1有C=O的特征吸收峰,而在1542 cm-1处又有酰胺基的特征吸收峰.同时NMR的化学位移也能提供有力的证据,与2-甲氧基吡啶相比较,2-吡啶酮的6-位氢比2-甲氧基吡啶相应位置的化学位移小0.65,6-位碳则小5.90,而2-甲氧基吡啶在一般情况下是不互变成酮式的,所以我们认为该化合物主要是以酮式存在.
2.4 羟基化剂是根据沸点的需要,由含4个至6个碳原子的叔醇和氢氧化钠或氢氧化钾组成的复配制剂.
3 参考文献
[1] 赵增国, 张和, 王桂林等. 农药中间体2-氯吡啶的光氯化合成研究. 农药,1998,37(3)：11-12.
[2] 龟井登. 吡啶卤素化合物的蒸馏方法.日本：平-308257, 昭63(1988)6月3日.
[3] 龟井登. 吡啶卤素化合物的制备方法.日本：平-308255, 昭63(1988)6月3日.
[4] 江川高雄, 山际秀一.2-氯吡啶和2,6-二氯吡啶的制备法.日本：昭60-78967.昭58(1983)10月5日.
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李永强 男,42岁,硕士研究生,讲师,从事有机化学教学和科研工作.
**联系人 赵增国 男,54岁,研究员,从事有机合成科研工作.天津市教育委员会资助项目(990821)