[發(fā)明專利]制備吡嗪類化合物的改進方法

無效

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• 申請日: 1997-06-13
• 公開（公告）號: CN1191220A
• 公開（公告）日: 1998-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 李加榮
• 申請（專利權(quán)）人: 李加榮
• 主分類號: C07D241/12
• 分類號: C07D241/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及制備吡嗪類化合物的改進方法。

吡嗪類化合物是一類具有爆米花、類可可、似榛子等香氣的新型香料，已廣泛用于飲料、糖果、肉類制品、燒烤制品及煙草等，也是合成醫(yī)藥、農(nóng)藥等的重要中間體。這類化合物的合成路線主要有：1)由α-二胺和α-二醇或烷氧基環(huán)氧乙烷環(huán)化縮合而成(JP昭55-50024)；2)由α-二胺和α-二酮制得二氫吡嗪衍生物，然后在醇溶液中催化脫氫制成(J.Agri.Food?Chem.，1978，1176)。前者需在高溫及特制的催化劑中進行，易產(chǎn)生不愉快氣味的副產(chǎn)物，使產(chǎn)品不適于用作食品香料；后者產(chǎn)率較低，有時由于未反應的中間體混雜于產(chǎn)品中而產(chǎn)生不愉快氣味及易使產(chǎn)品的色澤發(fā)黃降低產(chǎn)品的質(zhì)量，且合成工藝采用的是獨立操作的二步合成法，工藝流程相對較長，操作不簡便，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本相對較高。

本發(fā)明的目的是克服上述不足，提供了一種新的制備吡嗪類化合物的改進方法。

本發(fā)明以取代的α-二酮(I)和α-二胺為起始原料，經(jīng)Shiff堿縮合環(huán)化，制得的二氫吡嗪衍生物(III)不必分離，直接加入堿和催化劑進行催化脫氫，從而“一鍋”生成吡嗪類化合物(IV)。相應的合成路線如下：其中，R₁、R₂＝CH₃、C₂H₅，-C₃H₆-、-C₄H₈-，或苯基；

R₃、R₄＝H、CH₃、C₂H₅。

本發(fā)明采用一鍋法生產(chǎn)吡嗪類化合物(IV)的工藝流程如下：

α-二酮+α-二胺→縮合→催化脫氫→濃縮

→萃取→干燥→蒸餾→精餾→產(chǎn)品

本發(fā)明中使用的α-二酮化合物包括丁二酮、戊二酮，環(huán)戊二酮、環(huán)己二酮和二苯酮等；α-二胺化合物包括乙二胺、丙二胺、丁二胺等。一鍋法使用的溶劑為無水乙醇。

本發(fā)明催化脫氫中使用的堿為堿金屬的氫氧化物，如氫氧化鉀、氫氧化鈉；催化劑為錳的氧化物，如二氧化錳。

本發(fā)明是將預先冷凍的α-二酮衍生物(I)的醇溶液滴加到-5-2℃的α-二胺的醇溶液中，兩者的摩爾比為(I)∶(II)＝1∶1.01-1∶1.1；取代基的鏈烴越小，則滴加溫度越低；滴加完后得到漿汁白色混合液自然升至室溫，反應液澄清后可加熱回流2小時，然后冷卻至35℃以下即可進行催化脫氫，中間體二氫吡嗪衍生物(III)不必分離提純。

本發(fā)明采用的催化脫氫試劑是堿金屬氫氧化物和錳的氧化物。堿可選取氫氧化鉀或氫氧化鈉；催化劑可選取二氧化錳；它們與α-二酮(I)的摩爾比為(I)：堿∶二氧化錳＝1∶1∶2.5-1∶1∶3。加入強堿試劑的作用一方面是金屬錳離子必須在強堿條件下才具有高氧化能力；同時亦使縮合后殘存的有機胺對錳離子的毒副作用受到抑制；此外，在強堿條件下，錳離子可與堿金屬離子產(chǎn)生協(xié)同效應，增加錳離子的催化能力。

本發(fā)明在催化脫氫過程中添加脫水劑。所述脫水劑可以是苯、甲苯和二甲苯等。由于芳烴、乙醇和水能形成沸點相對較低的恒沸點共沸物，從而使得體系中的水得以除去，促使整個反應平衡向著有利于生成吡嗪類化合物(IV)的方向移動。

本發(fā)明在具體實施中，縮合反應完成后冷卻至35℃以下即可加入脫水劑、堿和氧化劑。脫氫反應在醇沸騰溫度下進行，回流時間為4-8小時，其中優(yōu)選6-8小時。同時蒸出適量的水共沸物。

本發(fā)明在后處理過程中采用將反應液冷卻至40℃左右時即減壓抽濾。濃縮濾液回收乙醇(回收的乙醇可重復使用)；濃縮液用飽和食鹽水稀釋；稀釋液用適量的有機溶劑萃取，萃取劑可以是乙醚或二氯甲烷。萃取液經(jīng)無水硫酸鈉或硫酸鎂干燥后，常壓蒸出萃取劑，再減壓精餾，即可制得無色透明、香氣宜人的吡嗪類化合物。

本發(fā)明化合物的優(yōu)點在于將常用的兩步合成法改進為使用一鍋法加以實施，同時在生產(chǎn)過程中使用了一些特殊的工藝條件，例如加入脫水劑除去體系的水份等，因此可使得吡嗪類化合物的產(chǎn)品收率比常規(guī)生產(chǎn)方法提高5-10％；而且使得生產(chǎn)工藝大為簡化，減少了設備投資，縮短了生產(chǎn)周期，降低了能耗，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時亦能確保產(chǎn)品的價格競爭優(yōu)勢。

本發(fā)明將通過下述具體實施例得到進一步的說明。

實施例1?2，3-二甲基吡嗪的生產(chǎn)