4-氟吡啶盐酸盐的研究现状及其合成方法

2026/10/23 8:00:45 作者:南星

4-氟吡啶盐酸盐为淡黄色晶体,熔点99~100℃,溶于水,乙醇,二氯甲烷等。4‑氟吡啶盐酸盐是含氟吡啶类医药中间体,可在有机合成中作为砌块,经亲核取代等反应构建多种4‑取代吡啶杂环分子,用于激酶抑制剂等药物候选物研发。

研究现状

国外对4-氟吡啶及其4-氟吡啶盐酸盐的研究报道很少,但对芳香族化合物的氟化报道很多。最早的相关报道是关于氟元素对芳香族进行的取代反应。最早采用氟元素直接对芳香族化合物进行取代,这是十分激烈的反应,一般氟元素必须在氮气或氩气的稀释下,在很低的温度下通入到芳烃的惰性溶解剂稀释液中进行反应。这类反应机理类似于其它卤素分子的亲电取代反应。由于直接进行反应不易控制,副反应较多,且反应条件及对设备的要求比较苛刻,因此这类反应较少用于含氟芳香族化合物的合成。1963年WilliamA.Sheppard采用卤交换反应将芳烃中的氯交换为氟。卤交换反应是最具工业应用价值的重要途径,该途径可以采用廉价的卤取代化合物为原料,但在反应过程中使用的氟化氢有毒,刺激性强;芳环上的卤取代基是否被其它基团活化常常决定了卤交换反应能否进行等原因,客观上限制了该法的工业生产应。二十世纪八十年代,John P.Idoux等人开始避开直接氟化,而直接引入含三氟的基团,此方法简单,有效,清洁。

从整体上看,我国氟苯类中间体发展较早,目前生产能力普遍过剩;三氟甲苯类中间体发展较晚,近年来发展速度较快:而对于杂环芳香族化合物特别是含氟吡啶类的研究较晚,文献报道很少,只有关于2位、3位氟取代吡啶的报道如2-氨基-5-氟吡啶,2-氟-5-氰基吡啶,2-氯-3-氟吡啶,4-溴-2-氟吡啶。我国目前只有个别研究单位和生产厂家拥有含氟吡啶类中间体的合成技术,尚无有关于4-氟吡啶或4-氟吡啶盐酸盐的生产报道,网上能搜到天津市兴隆化工有限公司和上海嘉辰化工有限公司等几家:公司正在研发中。因此,含氟吡啶类中间体将成为今后几年国内含氟中间体研发的主要方向之一[1]。

合成方法

以吡啶为基本原料合成4-氟吡啶盐酸盐,主要经过几个步骤,即N-氧化、硝化、加氢、Schiemann反应合成出目标产物:4-氟吡啶盐酸盐。

4-氟吡啶盐酸盐的合成方法

4-氨基吡啶的合成:在500mL高压釜中加入4-硝基吡啶-N-氧化物16.6g(0.128mol),200mL乙醇和1.32g钯炭。先用H2换气5次,然后调至压力0.8Mpa,关闭进气针型阀和钢瓶阀门,静置10min。确认不漏气后,开动搅拌器,升温,温度控制在70℃左右,压力0.8MPa,反应1h。当不再加氢,压力不再下降时,降温至室温,出料、过滤。用少量酒精洗涤催化剂。此催化剂仍有活性,可继续使用多次。滤液经活性炭脱色,蒸馏脱去溶剂乙醇,再用乙酸乙酯重结晶。干燥得白色针状晶体9.3g,mp158~159℃,产率为91.4%,三步合计产率为73.8%。

4-氟吡啶盐酸盐的合成:将4-氨基吡啶9.4g(0.1mol)放入250mL烧瓶中,加入80mL HBF4,搅拌几分钟后固体溶解,溶液变为黄色透明液体,冷却,析出白色氟硼酸盐。冰盐浴降温至-10℃,缓慢加入NaNO2 7.6g(0.11mol),此过程中始终控制反应温度低于0℃,此过程放热有气泡冒出,加乙酸乙酯消泡,溶液由白色变为红棕色悬浊液,保温等下30min,撤去冰盐浴。烧瓶继续升温,15℃时猛烈分解。冷却,用NaOH溶液调PH=10,3x30mL二氯甲烷振荡萃取,通HCI气体至强酸性。蒸除二氯甲烷的淡黄色固体6.10g即为产物4-氟吡啶盐酸盐,mp99℃(文献值为100℃),产率为45.7%[1]。

4-氟吡啶盐酸盐的核磁谱图

参考文献

[1] 朱玉婷. 4—氟吡啶盐酸盐的合成工艺研究[D]. 南京:南京理工大学,2007. DOI:10.7666/d.y1153553.

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