[發明專利]一種2-吡啶甲酸甲酯的制備方法

在審

• 申請號: 202310401026.6
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116396213A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 高令峰;榮冉;周妍;馮曉寧;張守成;孫旭;張啟龍;鄭庚修;高廣東
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C07D213/79
• 分類號: C07D213/79;C07D213/803
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 鮑明波

本發明公開了一種合成2?吡啶甲酸甲酯的制備方法，屬于化學合成領域。本發明提供一種新型2?吡啶甲酸甲酯的合成方法是以銅石墨烯復合材料為催化劑，吡啶與氯甲酸甲酯加熱反應，并通過萃取等后處理得到2?吡啶甲酸甲酯。所用的銅石墨烯復合材料由氧化石墨烯和三水合硝酸銅溶液，通過化學還原法將銅和氧化石墨烯還原后經煅燒處理而制得。本發明采用無溶劑合成工藝，具有操作流程簡單，催化劑可回收利用，產品提純方便，得到的產品純度高的優點。

技術領域

本發明涉及化學合成技術領域，具體涉及一種2-吡啶甲酸甲酯的制備方法。

背景技術

2-吡啶甲酸甲酯，CAS號：2459-07-6，分子量：137.136，密度：1.1g/cm3，沸點：227℃，分子式：C₇H₇NO₂，熔點：18.7℃，是無色至淺黃色透明液體。2-吡啶甲酸甲酯是重要的精細化學品及醫藥和材料中間體，是制備抗癌藥物索拉非尼的重要中間體。

文獻中描述以四丁基碘化銨(TBAI)和氟化銅(CuF₂)為催化劑，制備了喹啉銅絡合物，并將其用作均相銅基催化劑催化甲酯化反應，該工藝操作簡單，但使用上述催化劑和TBAI作為添加劑導致產生含銅量的廢料，后處理困難，不符合綠色合成。

Senthamarai等人在Chem,8(2),508-531；2022中使用催化劑將2-吡啶甲醇氧化成羧酸并與甲醇反應生成2-吡啶甲酸甲酯，該工藝反應條件溫和，催化劑可以循環使用，但生成的產品純度低，需要柱層析純化，不適合大規模生產。

Mata,Alejandro等人在Chem?Cat?Chem,11(3),997-1001；2019中也研究了2-吡啶甲酸甲酯的合成，但是反應中需要應用有毒氣體一氧化碳且反應條件需要高溫高壓，最后得到的產品也需要柱層析純化，操作繁瑣，不利于工藝生產。

石墨烯是一種由碳原子緊密堆積的二維納米材料，因為它具有非常好的力學、熱學、光學和電學性能，使其在復合材料、電化學傳感、能量儲存和催化領域有著廣闊的應用前景。在有機催化領域，石墨烯作為優良的載體，通過水熱還原，化學還原，等方法將金屬納米粒子均勻地負載到石墨烯片層上，利用石墨烯和金屬納米粒子之間的協同作用起到了高效的催化作用。

發明內容

本發明針對現有技術上的不足，提出的解決的問題在于提供了一種銅石墨烯復合材料的制備方法，及其催化吡啶與氯甲酸甲酯的加熱反應得到2-吡啶甲酸甲酯。為解決上述問題本發明的技術方案為：

以銅石墨烯復合材料為催化劑，催化吡啶與氯甲酸甲酯加熱反應，并通過萃取等后處理得到2-吡啶甲酸甲酯。

具體地，所述銅石墨烯復合材料由氧化石墨烯和三水合硝酸銅水溶液通過化學還原后煅燒處理而制得，其制備方法包括以下步驟：

(1)石墨粉置于燒瓶中，并加入濃H₂SO₄和H₃PO₄溶液，緩慢加入高錳酸鉀，在低溫環境下攪拌；升溫至40℃并保溫12h，將所得產物加入到冰水中，攪拌并加入30％的雙氧水至溶液變為金黃色，離心過濾，并用5％HCl溶液和蒸餾水離心洗滌至中性，置于烘箱干燥后研磨，得到氧化石墨烯；

(2)稱取制備的氧化石墨烯于超純水中超聲分散后，得到氧化石墨烯懸浮液，將其與三水合硝酸銅水溶液混合后室溫攪拌，滴加硼氫化鈉溶液，攪拌反應；將得到的懸浮液離心，離心后得到的固體材料放入管式爐中煅燒；自然冷卻，用水、乙醇洗滌，得到銅石墨烯復合材料。

具體地，所述的一種2-吡啶甲酸甲酯的制備方法中，其特征在于，氧化石墨烯溶液濃度為3mg/mL，三水合硝酸銅水溶液濃度為0.6mol/L，固體材料在管式爐中煅燒3h。

具體地，所述的一種2-吡啶甲酸甲酯的制備方法中，其特征在于，所用的吡啶與銅石墨烯復合材料的質量比為50～100：1。