2-羟基吡啶(英文名:2-Hydroxypyridine),又称2-吡啶酚、吡啶-2-醇,化学式C5H5NO,分子量95.10,CAS登录号142-08-5。该物质为白色或淡黄色晶体状粉末,熔点105~107℃,沸点280~281℃,密度1.39 g/mL(25/4℃),溶于水、乙醇和氯仿,部分溶于乙醚和苯,几乎不溶于轻石油和己烷[1]。
一、合成方法
以2-氨基吡啶为原料,其在硫酸存在下与亚硝酸钠发生重氮化反应,再经水解反应,制得2-羟基吡啶,合成路线如图1所示。吡啶环中的N原子对芳环的影响类似于硝基的吸电子效应,有利于2-氨基吡啶形成较稳定的重氮盐[2]。

图1 2-羟基吡啶的合成路线
①重氮化反应
在500 mL三口烧瓶中,加入190 mL的水,慢慢加入98%浓硫酸20 mL,在10~20℃下加入14.1 g(0.15 mol)2-氨基吡啶,2-氨基吡啶与硫酸的物质的量比为1:2.5或略高。然后将11.4 g亚硝酸钠溶于30 mL的水中,再将此亚硝酸钠溶液在搅拌条件下慢慢滴加到2-氨基吡啶的酸溶液中,控制温度为0~5℃,滴加时间控制在50 min左右。反应终点采用淀粉碘化钾试纸检验,当反应液使淀粉碘化钾试纸变蓝并且颜色不再褪去时,停止滴定,如果亚硝酸钠量不足则继续添加,直到反应到达终点。然后使反应液在50℃下继续搅拌,直到反应液中不再有气泡生成[2]。
②中和过程
用固体碱Na2CO3中和上述制得的重氮液,反应温度控制在30℃左右,直到溶液pH值为7.5~8.0停止加碳酸钠,在50℃下搅拌40 min,然后用25%(质量分数)的盐酸酸化到pH值为7.5,搅拌大约20 min后,改为滴加冰醋酸,并强烈搅拌,使反应液的pH值保持在6.0左右,不再变化为止[2]。
③产物的后处理
将调好pH值的溶液转移至旋转蒸发仪中,脱水得到固体产物,然后真空干燥,用丙酮萃取已得到的干燥固体,萃取4次。将萃取液进行减压浓缩回收萃取剂,并且浓缩到原体积的1/5时,0℃下结晶,得到产物2-羟基吡啶。烘干得到产物2-羟基吡啶11.0 g,收率78.0%,为淡黄色粉末晶体[2]。
二、用途
2-羟基吡啶又可称2-吡啶酚,是一种重要的有机合成中间体,在医药、农药等方面有广泛的用途[2]:
(1)2-羟基吡啶是合成盘化西林药品的重要中间体;
(2)2-羟基吡啶是合成聚氯乙烯-吡啶树脂、N-二氯化钯-二(2-羟基吡啶)、2-羟基-3,5-二硝基吡啶铜盐等催化剂的重要原料;
(3)2-羟基吡啶可以作为由甲醇合成乙醇和乙醛新工艺,制备酰亚胺以及在有机合成中保护氨基酸的新方法中引入N-苄酯茎等的重要催化剂。
参考文献
[1] 张丹丹, 瞿军, 陆文辉, 等. 2-羟基吡啶的合成工艺[J].河北化工, 2010, 33(06): 48-49.
[2] 颉林, 王守伟, 赵立祥, 等.2-羟基吡啶合成研究[J]. 山东化工, 2014, 43(09): 13-15.