2-吡啶甲酸的电解合成方法

2020/12/8 10:12:18

背景及概述[1]

2‑吡啶甲酸是重要的有机合成中间体,在医药工业中用于制备卡波卡因药物和神经性药物,在神经抑制和局部麻醉方面应用广泛;2‑吡啶甲酸是合成各种2‑吡啶甲酸盐的必备原料,其中2‑吡啶甲酸铬是人类重要的保健药品,广泛用于人体补铬剂、饲料添加剂、糖尿病的治疗等;2‑吡啶甲酸也可用于制备除草剂。

制备[1]

1、配料

(1)碱液配制:将1125L纯水放到配制釜中;开启搅拌浆,然后匀速地加入375公斤的氢氧化钠,完全溶解,配制成25%碱液;打开冷却循环水使碱液温度降至25~30℃,开启配制液泵,将碱液送至碱液计量槽备用。

(2)初始电解料配制:将3600L纯水放入配制釜中,开搅拌,然后从碱液计量槽加入400公斤25%碱液,搅拌均匀;接着匀速地加入103公斤2‑吡啶甲酸的多氯化物(6‑氯‑2‑吡啶甲酸18wt%、3,6‑二氯‑2‑吡啶甲酸70 wt %、3,5,6‑三氯‑2‑吡啶甲酸9 wt %、3,4,5,6‑四氯‑2‑吡啶甲酸3 wt %),完全溶解后停止搅拌,开启配制液泵,送至电解液循环槽备用。

2、电解

(1)开启循环液泵,初始电解料经冷却器进入无隔膜电解槽中。

(2)开启电解控制系统,电流密度控制在200~1000A/m2之间。

(3)开启冷却器冷却水阀门,控制反应液温度为20℃。

(4)电解还原反应过程中,不断补充固体2‑吡啶甲酸的多氯化物(同上配比),按27公斤/小时匀速地加入到电解液循环槽中,总加入量为400公斤。同时控制碱液加入流量使体系的pH保持在 8.5~13.4范围内。经液相色谱跟踪分析,目标产物2‑吡啶甲酸含量≥98%时为电解反应终点。

(5)电解反应至终点时,依次关闭电解控制系统、冷却水阀门、循环泵开关。电解液放入循环槽备用。

3、分离结晶

1)中和:开启循环液泵将电解液循环槽内的电解液泵入中和釜中,开启搅拌并通入冷水;匀速地加入适量的浓盐酸,使反应液的pH值为3~4。

2)蒸发:将中和釜中的物料放入三效结晶蒸发器,蒸发冷凝水作下批电解配料用水,析出的晶体沉降入三级蒸发结晶器下部晶体槽,由三级出料回流泵送入离心机。固体物料去下步溶剂提取,液体物料回蒸发器。

3)提取:将上步固体物料约780公斤加入到提取釜中,再将1500L的乙醇加入提取釜中,开动搅拌;打开蒸汽夹套加热升温至90~95℃,回流1小时,关闭夹套蒸汽阀门停止加热,开启夹套冷水,降温到20~30℃后过滤分去氯化钠。滤液去浓缩釜回收乙醇,浓缩液冷却结晶,离心分离得2‑吡啶甲酸粗品,母液回浓缩釜,粗品进入结晶釜用乙醇重结晶,得到2‑吡啶甲酸结晶280公斤,HPLC纯度≥99.60%,总收率≥87.5%,重结晶母液回提取釜。

参考文献

[1] [中国发明] CN201110099198.X 一种2-吡啶甲酸的电解合成方法

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