一種吡啶酮衍生物的製備方法

2023-04-23 05:01:51

專利名稱：一種吡啶酮衍生物的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種吡啶酮衍生物的製備方法，屬含氮雜環類化合物的製備方法及應 用的技術領域。
背景技術：
有機螢光雜環材料在分子探針、有機發光二極體、光伏、染料等方面具有廣泛的應 用價值，2-吡啶酮屬於有機含氮雜環化合物，其衍生物是合成吡啶、喹啉的中間體；治療心 髒疾病的諸多藥物常含2-吡啶酮結構，由於2-吡啶酮具有發光和免疫生物特性，2-吡啶酮 衍生物的應用越來越受到人們的關注。目前，有許多合成2-吡啶酮的方法，例如氮取代吡啶鹽氧化，Knovenagel反應都 可以製備2-吡啶酮；其中最重要的合成2-吡啶酮方法涉及氰乙醯胺與1，3雙酮的反應；吡 啶酮及其衍生物的品種較多，其合成原理雖然看似簡單，但由於原料與反應過程較複雜，至 今開發生產的產品仍較少；例如氰基吡啶酮合成的基本反應是Guareshi-Thrope反應，用 乙醯乙酸乙酯、乙醯乙酸苯胺等含有氰基的活性亞甲基化合物，例如氰乙酸甲酯、氰乙酸乙 酯、氰乙醯胺，在哌啶或醇鈉存在下可環構成吡啶酮衍生物；該反應採用純胺為原料，醇鈉 作溶劑，最終反應須蒸餾分離，既增加了反應步驟，提高了能耗，還增加了環境汙染，產物純 度和產率均較低，使工業化應用受到很大局限。

發明內容
發明目的本發明的目的就是針對背景技術的不足，以丙二腈和苯甲醯丙酮為原料，在乙酸 和六甲基二矽胺脘條件下，採用配製溶液、電加熱、磁力攪拌、水浴狀態、氮+氬氣體保護 下、水循環冷凝下合成吡啶酮衍生物，經重結晶提純，得到高純度產物單晶體及高產收率。技術方案
本發明使用的化學物質材料為丙二腈、苯甲醯丙酮、乙酸、六甲基二矽胺脘子水、二二甲基亞碸、氬氣、氮氣，其材料組合用量如下以克、毫升、釐米3為計量單位
丙二腈C3H2N21. 32g士0. OOlg
苯甲醯丙酮CioHIOO22. Og士0. OOlg
乙酸C2H4O2200ml士Iml
六甲基二矽胺脘C6H19Si2N0. 97ml ±0. OOlml
二甲基亞碸C2H6OS50ml士2ml
去離子水H2O10000ml士100ml
氬氣Ar5000cm3 士IOOcm3
氮氣N25000cm3 士IOOcm3
製備合成方法如下
(1)精選化學物質材料
6


甲基二
下完成 管，並密閉
對製備所需的化學物質材料要進行精選，並進行質量純度控制
99. 9% 99. 9% 99. 8% 99. 9% 99. 9% 99. 9% 99. 9% 99. 9%
.矽胺脘+乙酸混合溶液
丙二腈固態晶體
苯甲醯丙酮 固態固體 乙酸液態液體
六甲基二矽胺脘液態液體 二甲基亞碸 液態液體 去離子水 液態液體 氬氣氣態氣體
氮氣氣態氣體
(2)配製苯甲醯丙酮+六甲基
①稱取苯甲醯丙酮0.81g士0. OOlg Γ 稱取六甲基二矽胺脘0. 97ml 士0. OOlml ； 稱取乙酸 6. 5ml 士0. OOlml ；
②配製在三口燒瓶中進行；
③將苯甲醯丙酮、六甲基二矽胺脘、乙酸加入三口燒瓶中；
④用攪拌器進行攪拌，攪拌時間20min士lmin，使其充分混合，成苯甲醯丙酮+六 矽胺脘+乙酸混合溶液；
(3)配製苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液
①稱取苯甲醯丙酮0.81g士0. OOlg ； 稱取丙二腈 1.32g士0. OOlg ；
稱取乙酸 7. Oml士0. OOlml ；
②配製在三口燒瓶中進行；
③將苯甲醯丙酮、丙二腈、乙酸加入三口燒瓶中；
④用攪拌器進行攪拌，攪拌時間30min士lmin，使其充分混合，成 苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液；
(4)製備吡啶酮衍生物
①製備在四口燒瓶中進行，在水浴、加熱、攪拌、水循環冷凝、氮+氬氣體保護狀態
②清洗四口燒瓶
將去離子水150ml加入四口燒瓶中，攪拌清洗5min，然後倒掉，並晾乾； 清洗重複進行4次，使瓶內潔淨；
③將四口燒瓶置於水浴缸上，將水浴缸置於電熱攪拌器上； 在四口燒瓶中由左至右依次插入抽氣管、氮+氬氣體管、滴液漏鬥、水循環冷凝 min ；
④開啟抽氣管、抽氣閥、抽氣泵，抽出四口燒瓶內空氣；
⑤開啟氮+氬氣體管、氣體閥、氣體瓶，向四口燒瓶輸入氮+氬氣，輸入速度25cm3/
⑥在水浴缸中加入水浴水，使水浴水淹沒四口燒瓶內全部液體；
⑦將配製的苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸混合溶液由滴液漏鬥加入四口燒瓶中；⑧將苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液加入滴液漏鬥中，開啟控制閥，滴加溶 液，滴加速度0. lml/min，邊滴加、邊攪拌、邊加熱，使其充分溶解；⑨開啟水循環冷凝管和出氣孔，進行水循環冷凝；⑩開啟電熱攪拌器，水浴缸、四口燒瓶溫度由25°C升至70°C 士 1°C，恆溫、保溫、攪 拌，時間 180min士 IOmin ；□在製備過程中，在水浴、加熱、攪拌、水循環冷凝、氮+氬氣體保護狀態下將發生 化學反應，反應式如下
權利要求
一種吡啶酮衍生物的製備方法，其特徵在於使用的化學物質材料為丙二腈、苯甲醯丙酮、乙酸、六甲基二矽胺脘、去離子水、二甲基亞碸、氬氣、氮氣，其材料組合用量如下以克、毫升、釐米 3為計量單位丙二腈C3H2N21.32g±0.001g苯甲醯丙酮 C10H10O2 2.0g±0.001g乙酸 C2H4O2200ml±1ml六甲基二矽胺脘 C6H19Si2N 0.97ml±0.001ml二甲基亞碸 C2H6OS50ml±2ml去離子水H2O 10000ml±100ml氬氣Ar5000cm3±100cm3氮氣N25000cm3±100cm3製備合成方法如下(1)精選化學物質材料對製備所需的化學物質材料要進行精選，並進行質量純度控制丙二腈固態晶體99.9％苯甲醯丙酮固態固體99.9％乙酸 液態液體99.8％ 六甲基二矽胺脘液態液體99.9％二甲基亞碸液態液體99.9％去離子水 液態液體99.9％氬氣氣態氣體99.9％氮氣氣態氣體99.9％(2)配製苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸混合溶液①稱取苯甲醯丙酮0.81g±0.001g；`稱取六甲基二矽胺脘0.97ml±0.001ml；稱取乙酸6.5ml±0.001ml；②配製在三口燒瓶中進行；③將苯甲醯丙酮、六甲基二矽胺脘、乙酸加入三口燒瓶中；④用攪拌器進行攪拌，攪拌時間20min±1min，使其充分混合，成苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸混合溶液；(3)配製苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液①稱取苯甲醯丙酮0.81g±0.001g；稱取丙二腈1.32g±0.001g；稱取乙酸7.0ml±0.001ml；②配製在三口燒瓶中進行；③將苯甲醯丙酮、丙二腈、乙酸加入三口燒瓶中；④用攪拌器進行攪拌，攪拌時間30min±1min，使其充分混合，成苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液； (4)製備吡啶酮衍生物①製備在四口燒瓶中進行，在水浴、加熱、攪拌、水循環冷凝、氮+氬氣體保護狀態下完成；②清洗四口燒瓶將去離子水150ml加入四口燒瓶中，攪拌清洗5min，然後倒掉，並晾乾；清洗重複進行4次，使瓶內潔淨；③將四口燒瓶置於水浴缸上，將水浴缸置於電熱攪拌器上；在四口燒瓶中由左至右依次插入抽氣管、氮+氬氣體管、滴液漏鬥、水循環冷凝管，並密閉；④開啟抽氣管、抽氣閥、抽氣泵，抽出四口燒瓶內空氣；⑤開啟氮+氬氣體管、氣體閥、氣體瓶，向四口燒瓶輸入氮+氬氣，輸入速度25cm3/min；⑥在水浴缸中加入水浴水，使水浴水淹沒四口燒瓶內全部液體；⑦將配製的苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸混合溶液由滴液漏鬥加入四口燒瓶中；⑧將苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液加入滴液漏鬥中，開啟控制閥，滴加溶液，滴加速度0.1ml/min，邊滴加、邊攪拌、邊加熱，使其充分溶解；⑨開啟水循環冷凝管和出氣孔，進行水循環冷凝；⑩開啟電熱攪拌器，水浴缸、四口燒瓶溫度由25℃升至70℃±1℃，恆溫、保溫、攪拌，時間180min±10min； 在製備過程中，在水浴、加熱、攪拌、水循環冷凝、氮+氬氣體保護狀態下將發生化學反應，反應式如下式中O氧CH3甲基C碳CH2亞甲基N氮NC 腈基H3C 甲基C13H10N2O3 腈基 4 甲基 6 苯基 2 吡啶酮四口燒瓶內成3 腈基 4 甲基 6 苯基 2 吡啶酮溶液(6)隨瓶冷卻反應結束後，關閉電熱攪拌器，關閉水循環冷凝管，關閉氮+氬氣體保護瓶，使3 腈基 4 甲基 6 苯基 2 吡啶酮溶液隨四口燒瓶自然冷卻至25℃；(7)抽濾將3 腈基 4 甲基 6 苯基 2 吡啶酮溶液置於抽濾瓶的布氏漏鬥中，用二層快速定性濾紙進行抽濾，廢液抽至濾瓶中，濾紙上留存產物濾餅；(8)配製產物濾餅+乙酸混合液 將乙酸100ml置於燒杯中，然後加入產物濾餅，邊加入、邊攪拌，時間10min±1min，成乙酸+產物混合液；(9)離心分離將乙酸+產物混合液置於離心管中，然後置於離心機上，進行離心分離，離心機轉速5000r/min，離心時間30min±1min，離心分離後，產物在分離管底部沉澱；將離心管上部的液體倒掉，留存底部沉澱物，即產物；(10)真空乾燥將離心分離後的產物沉澱物置於石英皿中，然後置於真空乾燥箱中進行乾燥，乾燥溫度80℃±1℃，真空度5.0×10 4Pa，乾燥時間60min±2min，乾燥後得產物粉末，即淺黃色粉末；(11)洗滌、抽濾將淺黃色產物粉末置於燒杯中，加入去離子水100ml，攪拌洗滌10min，成產物混合液；將洗滌後的產物混合液置於抽濾瓶的布氏漏鬥中，用二層快速定性濾紙進行抽濾，廢液抽到濾瓶中，濾紙上留存產物濾餅；洗滌、抽濾重複進行6次；(12)真空乾燥將洗滌抽濾後的產物置於石英皿中，然後在真空乾燥箱中進行乾燥，真空度5.0×10 4Pa，乾燥溫度80℃±1℃，乾燥時間20min±1min，乾燥後成淺黃色粉末；(13)二甲基亞碸重結晶 ①將二甲基亞碸30ml±1ml加入燒杯中；將淺黃色產物粉末加入燒杯中，邊加入，邊攪拌，時間10min，使其充分溶解，成二甲基亞碸+產物粉末混合液；②過濾不溶物將混合液置於布氏漏鬥中，用三層低速定性濾紙進行過濾，濾紙上存留不溶物質，混合液濾至濾瓶中；③靜置揮發混合液將盛有混合液的濾瓶置於25℃±2℃的潔淨的真空乾燥箱中，在真空度5.0×10 4Pa下，使二甲基亞碸自然靜置揮發，時間80h；揮發後濾瓶中留存晶體產物，即最終產物淺黃色長條塊狀吡啶酮衍生物單晶體(14)檢測、分析、表徵對製備的淺黃色長條塊狀吡啶酮衍生物單晶體的形貌、色澤、化學成分、發光性能進行檢測、分析和表徵；用掃描電鏡進行長條塊狀晶體形貌分析；用原子力顯微鏡進行成膜性分析；用X 射線單晶衍射儀進行分子結構分析；用紅外吸收光譜儀進行紅外光譜分析；用紫外 可見光譜儀進行紫外吸收光譜分析；用螢光光譜儀進行發射光譜分析；結論產物為淺黃色長條塊狀吡啶酮衍生物單晶體、發黃光(15)產物儲存 對製備的吡啶酮衍生物淺黃色塊狀單晶體產物，儲存於棕色透明的玻璃容器中，密閉避光儲存，置於乾燥、陰涼、潔淨環境，要防水、防潮、防曬、防酸鹼鹽侵蝕，儲存溫度20℃±2℃，相對溼度≤10％。FSA00000294826700041.tif
2.根據權利要求1所述的一種吡啶酮衍生物的製備方法，其特徵在於所述的吡啶酮 衍生物的製備是在四口燒瓶中進行的，是在電熱、攪拌、水浴、水循環冷凝、氮+氬氣保護下 完成的，電加熱器(1)上設有顯示屏(2)、指示燈(3)、控制開關(4)、振蕩攪拌器(5)，電加 熱器⑴上部為水浴缸(6)，水浴缸(6)內為水浴水(13)，在水浴缸(6)內置放四口燒瓶 (7)，水浴水(13)浸泡四口燒瓶(7)內的全部液體；在四口燒瓶(7)上部由左至右設置抽 氣管(18)、氮+氬氣體管(21)、滴液漏鬥(12)及控液閥(13)、水循環冷凝管(8)及進水口 (10)、出水口(9)、出氣口(11)，四口燒瓶(7)內為苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸混 合溶液(15)、內部為氮+氬氣體(16)；進水口(10)出水口(9)與外接水源聯接；滴液漏鬥 (12)內為苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸混合溶液(14)，並由控制閥(13)控制滴加；氮+氬氣 體管(21)聯接氮+氬氣體瓶(22)，並由氮+氬氣體閥(20)控制；抽氣管(18)聯接抽氣泵 (19)，並由抽氣閥(17)控制。
3.根據權利要求1所述的一種吡啶酮衍生物的製備方法，其特徵在於所述的吡啶酮 衍生物的形貌為淺黃色長條塊狀單晶體，發黃光。
4.根據權利要求1所述的一種吡啶酮衍生物的製備方法，其特徵在於光致發光光譜 最大發射波長為545nm，半高寬為68nm。
5.根據權利要求1所述的一種吡啶酮衍生物的製備方法，其特徵在於所述的吡啶酮 衍生物，塊狀晶體的分子結構為
全文摘要
本發明涉及一種吡啶酮衍生物的製備方法，它是以丙二腈、苯甲醯丙酮為原料，先配製苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸溶液、苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸溶液，在四口燒瓶中，在電熱、水浴、攪拌、水循環冷凝、氮+氬氣體保護下進行，先將苯甲醯丙酮+六甲基二矽胺脘+乙酸溶液置於四口燒瓶中，然後滴加苯甲醯丙酮+丙二腈+乙酸溶液，進行化學反應，經抽濾、洗滌、離心分離、真空乾燥，製成淺黃色粉末，經二甲基亞碸重結晶提純，最終製成淺黃色長條塊狀吡啶酮衍生物晶體，發黃光，產物收率高，可達89.6％，產物純度好，可達99.9％，產物為單晶結構。
文檔編號C09K11/06GK101973936SQ201010500789
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者劉旭光, 周禾豐, 王 華, 許並社, 許慧俠, 郝玉英, 陳柳青, 陶鵬 申請人:太原理工大學