2-Хлор-4-піридинкарбонова кислотаце органічна сполука з CAS 6313-54-8 і хімічною формулою C6H4ClNO2. Зазвичай білий або світло-жовтий порошок з легким дратівливим запахом. Малорозчинний у воді, малорозчинний в етанолі, нерозчинний в ефірі. Стабільний при кімнатній температурі, але може розкладатися при високій температурі або під дією світла. Структура містить вільну карбоксильну одиницю та атом хлору. Через дефіцит електронів у піридиновому кільці ця речовина може проходити серію реакцій нуклеофільного заміщення під дією сильних нуклеофільних реагентів, що призводить до серії дехлорованих функціоналізованих продуктів. Це важливий проміжний продукт в органічному синтезі. Він може брати участь у різних органічних реакціях, таких як етерифікація, амідування, алкілування тощо, утворюючи таким чином різні складні органічні молекули. Шляхом трансформації та модифікації його функціональних груп можна синтезувати сполуки з різними структурами та властивостями, забезпечуючи різноманітні шляхи синтезу та стратегії для органічного синтезу.
(Посилання на продукт: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/2-chloro-4-pyridinecarbonketylic-acid-cas-6313.html )
Спосіб 1:
Використовуючи 2-хлорізонікотинову кислоту як вихідний матеріал, фармацевтичну проміжну 2-газофазну метиловий ефір ізонікотинової кислоти з чистотою понад 98,5% було синтезовано шляхом етерифікації метанолом під каталізом гідроксиду з виходом 77,7%.
Реакція нейтралізації:
C6H4ClNO2 + NaOH → C6H4ClNO2Na + H2O
(2-Хлороізонікотинова кислота реагує з гідроксидом натрію з утворенням 2-хлорізонікотинової кислоти натрію та води)
Реакція етерифікації:
C6H4ClNO2Na + CH3OH → C7H6ClNO2 + NaOCH3
(2-Натрій хлорізонікотинової кислоти реагує з метанолом, утворюючи 2-метиловий ефір ізонікотинової кислоти в газовій фазі та натрій метанолу)
Етапи синтезу:
(1) Змішайте 2-хлорізонікотинову кислоту з гідроксидом
Змішайте 2-хлорізонікотинову кислоту (C6H4ClNO2) з відповідною кількістю гідроксиду (наприклад, гідроксиду натрію NaOH), додайте відповідну кількість розчинника (наприклад, води) і нагрійте до відповідної температури реакції, наприклад {{4 }} ступінь . Мета цього етапу — викликати реакцію нейтралізації між 2-хлорізонікотиновою кислотою та гідроксидом, утворюючи відповідну кислу сіль.
(2) Повільно додайте метанол
При перемішуванні повільно додайте по краплях метанол (CH3OH) в реакційну систему. Метанол вступає в реакцію етерифікації з 2-соллю хлорізонікотинової кислоти з утворенням 2-газофазного метилового ефіру ізонікотинової кислоти (C7H6ClNO2) і відповідних алкоксидів. Під час процесу реакції необхідно контролювати прискорення крапель і температуру реакції, щоб уникнути надмірної реакції або побічних реакцій.
(3) Після певного часу реакції припиніть нагрівання та охолодіть до кімнатної температури
Після додавання метанолу по краплях продовжуйте підтримувати температуру реакції до завершення реакції. Час реакції можна регулювати відповідно до фактичної ситуації, зазвичай коливаючись від кількох годин до більше десяти годин. Після завершення реакції припиніть нагрівання і дайте реакційній системі природним чином охолонути до кімнатної температури.
(4) Відфільтруйте та видаліть каталізатор
Після охолодження фільтрують реакційний розчин, щоб видалити каталізатор і вихідні матеріали, що не прореагували. Відфільтрований фільтрат є неочищеним продуктом, що містить 2-метиловий ефір ізоніазиду в газовій фазі.
(5) Очистіть сирий продукт
Очистіть неочищений продукт за допомогою дистиляції, перекристалізації та інших операцій очищення, щоб отримати 2-метиловий ефір ізоніазиду в газовій фазі з чистотою понад 98,5%. Під час процесу рафінування слід приділяти увагу контролю умов експлуатації, щоб уникнути розкладання або втрати продуктів.
Метод 2: Синтез 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти з 2-хлор-4-йодопіридину та вуглекислого газу
1. Детальні кроки
Підготовка сировини: спочатку необхідно підготувати 2-хлоро-4-йодпіридин і вуглекислий газ. 2-Хлор-4-йодопіридин можна синтезувати або придбати іншим шляхом, тоді як вуглекислий газ можна отримати за допомогою стисненого газу або хімічних реагентів.
Змішана сировина: змішайте 2-хлор-4-йодпіридин і вуглекислий газ у певній пропорції. Конкретну пропорцію можна регулювати відповідно до експериментальних вимог.
Умови реакції: помістіть змішану сировину в реактор, додайте відповідну кількість каталізатора та розчинника, а потім нагрійте до відповідної температури реакції. Під час процесу реакції необхідно контролювати такі умови, як температура, тиск і швидкість перемішування, щоб забезпечити плавний хід реакції.
Час реакції: час реакції можна регулювати відповідно до експериментальних потреб, зазвичай це займає від кількох годин до кількох десятків годин. Під час процесу реакції необхідний регулярний відбір проб і тестування, щоб визначити, чи реакція завершена.
Розділення та очищення: після завершення реакції реакційний розчин відокремлюють і очищають. Зазвичай для розділення та очищення можна використовувати такі методи, як кристалізація, перекристалізація та екстракція. Відокремленим продуктом є 2-хлор-4-йодонитинова кислота.
2. Хімічне рівняння
Рівняння реакції між 2-хлоро-4-йодпіридином і вуглекислим газом:
СН3CHCl2СН2Я + КО2 + H2O → CH3CHCl2СН2COOH + HCl + HCOOH
Це рівняння реакції представляє процес 2-хлоро-4-йодопіридину та вуглекислого газу, що реагують з каталізатором і розчинником з утворенням 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти та води шляхом нагрівання.
Рівняння розділення та очищення 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти:
СН3CHCl2СН2COOH + HCl + HCOOH → CH3CHCl2СН2COOH · HCl · HCOOH
Це рівняння реакції представляє процес виділення 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти з реакційного розчину та її очищення за допомогою таких методів, як кристалізація, перекристалізація та екстракція.
Метод 3: Синтез 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти з вуглекислого газу та 2-хлор-3-йодопіридину
Хімічне рівняння
Рівняння реакції вуглекислого газу та 2-хлор-3-йодопіридину:
БО2 + CHCl2СН2I → CHCl2СН2COOH + HCl
Це рівняння реакції представляє процес нагрівання вуглекислого газу та 2-хлор-3-йодпіридину в присутності каталізатора та розчинника з утворенням 2-хлор-4-йодонитинової кислоти та води.
Рівняння розділення та очищення 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти:
CHCl2CH2COOH + HCl → CHCl2СН2COOH · HCl
Це рівняння реакції представляє процес виділення 2-хлоро-4-йодонитинової кислоти з реакційного розчину та її очищення за допомогою таких методів, як кристалізація, перекристалізація та екстракція.
Детальні кроки:
1. Підготовка сировини: спочатку підготуйте необхідну сировину, а саме 2-хлор-3-йодопіридин і вуглекислий газ. Забезпечення чистоти та якості сировини має вирішальне значення для плавного перебігу реакції та якості продукту.
Підготовка реактора: Виберіть відповідний реактор і переконайтеся, що він чистий і сухий. Розмір реактора слід визначати на основі масштабу реакції, щоб гарантувати, що реакційну суміш можна повністю перемішати та вступити в реакцію.
2. Змішування та реакція сировини:
(1) Додайте 2-хлор-3-йодпіридин у реактор.
Введіть вуглекислий газ при відповідній температурі та тиску. Швидкість і час введення вуглекислого газу необхідно оптимізувати відповідно до умов експерименту, щоб забезпечити повну реакцію.
Під час процесу реакції може знадобитися додати каталізатори або промотори для прискорення реакції. Вибір і дозування каталізаторів слід регулювати відповідно до конкретної ситуації експерименту.
(2) Моніторинг реакції: під час процесу реакції регулярно відбираються зразки для аналізу, щоб визначити хід реакції та утворення продуктів. Цього можна досягти за допомогою хроматографічного аналізу, мас-спектрометричного аналізу або інших аналітичних методів.
3. Розділення та очищення продуктів:
(1) Після завершення реакції розділіть реакційну суміш. Зазвичай це передбачає такі етапи, як дистиляція, екстракція або кристалізація для видалення сировини, що не прореагувала, каталізаторів та інших домішок.
(2) Отриманий сирий продукт додатково очищають, наприклад перекристалізацією, хроматографічним очищенням тощо, щоб отримати 2-хлоро-4-йодонитинову кислоту високої чистоти.
(3) Характеристика та аналіз продуктів: різні аналітичні методи, такі як ядерний магнітний резонанс (ЯМР), інфрачервона спектроскопія (ІЧ), мас-спектрометрія (МС) тощо, використовуються для аналізу структури та чистоти очищеного продукту для забезпечення його якість і очікувана хімічна структура.
4. Утилізація відходів і захист навколишнього середовища: після експерименту належним чином утилізуйте рідкі та тверді відходи, дотримуйтесь правил утилізації відходів лабораторії, щоб забезпечити мінімальний вплив на навколишнє середовище.