2,2′-(2,2′-联吡啶-4,4′-二次甲基)二丙二腈及其取代物的合成方法

摘要

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈及其取代物的合成方法，其包括如下步骤：以丙二腈和下式（Ⅱ）所示的联吡啶二醛类化合物为原料，在45－160℃温度条件下搅拌反应1－6h，反应结束后，反应液经后处理即得下式（Ⅰ）所示的目标产物；所述联吡啶二醛类化合物与丙二腈的物质的量比为1:2.5～8；，其中R1为H，CH3或C2H5，R2为H，CH3或C2H5。该方法以联吡啶二醛类化合物和丙二腈为原料，在无溶剂、无催化剂的条件下进行，操作简便，产物收率较高。

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈及其取代物的合成方法。 

背景技术

联吡啶类衍生物是一类重要的医药、农药和染料中间体，近来发现这类物质与多种金属络合形成具有共轭电子系统的配合物，具有显著的光电转换效应。显示在结构组成上，配体分子的共轭体系大小能够明显地影响这种特性。 

羰基化合物与活泼亚甲基之间发生的缩合反应即Knoevenagel反应，是有机合成中形成碳碳双键的重要方法，长期以来受到高度重视和广泛研究，已经成为有机合成中的经典反应。以哌啶催化为代表，催化Knoevenagel反应研究已经取得较大的发展；无催化Knoevenagel反应也有为数不多的报道。任仲皎等（有机化学），研究了苯甲醛与丙二腈在无催化剂下的Knoevenagel，结论是无催化剂无溶剂情况下，苯甲醛与丙二腈不发生Knoevenagel反应。 

本申请基于无催化无溶剂的目的，经过研究，令人惊讶地发现2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醛及其取代物，在无催化剂、无外来溶剂条件下，成功地进行了Knoevenagel反应，并获得了很高的收率，从而发现了一种合成2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈及其取代物的简便高效方法。 

发明内容

本发明目的在于提供一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈及其取代物的合成方法，该方法以联吡啶二醛类化合物和丙二腈为原料，在无溶剂、无催化剂的条件下进行，操作简便，产物收率较高。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈及其取代物的合成方法，其包括如下步骤：以丙二腈和下式（Ⅱ）所示的联吡啶二醛类化合物为原料，在45－160℃温度条件下搅拌反应1－6h，反应结束后，反应液经后处理即得下式（Ⅰ）所示的目标产物；所述联吡啶二醛类化合物与丙二腈的物质的量比为1:2.5～8；

，其中R₁为H，CH₃或C₂H₅，R₂为H，CH₃或C₂H₅。R₁和R₂可以相同，也可以不同。

较好的，所述的联吡啶二醛类化合物与丙二腈按物质的量比1:5于80℃条件下反应4h。 

所述的后处理具体为：反应液加水混匀，过滤，滤渣经洗涤、干燥、有机溶剂重结晶即得。 

后处理步骤中，水的添加量优选为反应液体积的2－5倍；滤渣优选用体积浓度10－50%的乙醇水溶液进行洗涤，也可以在乙醇水溶液洗涤前先用水洗涤数次。 

重结晶所用有机溶剂优选为二甲基甲酰胺（DMF）或二甲亚砜（DMSO）。 

本发明方法的合成路线如下图所示。在反应过程中，1）联吡啶二醛类化合物与丙二腈的理论反应物质的量比为1:2，但由于联吡啶二醛类化合物是固体，熔点较高，因此需要多加丙二腈来实际充当溶剂。丙二腈用量过少不利于均匀反应；过多会造成浪费。比较适宜的配比范围为1:2.5～8，在1:5时效果最佳。2）丙二腈熔点30.5℃，沸点220℃。理论上在丙二腈的回流温度下，升高温度均能提高反应速度，但丙二腈是有毒物质，温度过高易挥发，且后期产物形成后会沉淀出来，体系温度对反应贡献不大。所以温度选择范围宜在45－160℃（100℃左右时效果较佳），在该温度范围内，联吡啶二醛类化合物反应初期可以溶解形成溶液。 

。 

本发明方法以联吡啶二醛类化合物和丙二腈为反应原料，在无溶剂、无催化剂的条件下，合成了相应的2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈及其取代物。反应中避免使用溶剂和催化剂，是一种操作简单、低成本的、较为绿色的合成方法。该方法操作简便，产物收率较高。 

附图说明

图1为实施例1合成所得2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈的质谱图，由图可看出其分子量为308，质谱仪型号QP-5000，日本岛津公司生产； 

图2 为实施例1合成所得2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈的核磁氢谱图，由图可看出总共有4种氢，且比例为1:1:1:1，由化学位移和裂分数可知在化学位移7.8、8.8和9.0的氢原子位于吡啶环上，化学位移8.7的氢原子位于双键上；核磁共振仪型号Mercury Plus 400，美国瓦里安公司生产。

具体实施方式  

以下通过实施例对本发明方法作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1  

一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈的合成方法，其包括如下步骤： 将2.00 g（9.42mmol）2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醛加入到盛有3.11g（47.1mmol）丙二腈的烧瓶中，在搅拌条件下加热至100℃，维持该温度反应4h（体系出现混浊，薄层色谱分析反应结束）。反应结束后反应液转入其体积约4倍量的水中，混匀，减压抽滤，滤饼用少量水洗涤，然后用体积浓度40%的乙醇水溶液洗涤，干燥得粗品。所得粗品用DMF重结晶，得到2.86g微黄色固体，收率98.3%。

实施例2

一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈取代物的合成方法，其包括如下步骤：将2.00 g（8.32mmol）6,6'-二甲基-2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醛加入到盛有3.30g（49.95mmol）丙二腈的烧瓶中，在搅拌条件下加热至150℃，维持该温度反应2h。反应结束后反应液转入其体积约3倍量的水中，混匀，减压抽滤，滤饼用少量水洗涤，然后用体积浓度30%的乙醇水溶液洗涤，干燥得粗品。所得粗品用DMF重结晶，得到2.72g淡黄色固体，收率97.1%。

实施例3

一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈取代物的合成方法，其包括如下步骤：将2.00 g（7.45mmol） 6,6'-二乙基-2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醛加入到盛有3.94g（59.64mmol）丙二腈的烧瓶中，在搅拌条件下加热至60℃，维持该温度反应5h。反应结束后反应液转入其体积约5倍量的水中，混匀，减压抽滤，滤饼用少量水洗涤，然后用体积浓度20%的乙醇水溶液洗涤，干燥得粗品。所得粗品用DMF重结晶，得到2.60g灰色固体，收率95.72%。

实施例4

一种2,2'-(2,2'-联吡啶-4,4'-二次甲基)二丙二腈取代物的合成方法，其包括如下步骤：将2.00 g（7.86mmol）6-甲基-6'-乙基-2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醛加入到盛有2.08g（31.34mmol）丙二腈的烧瓶中，在搅拌条件下加热至45℃，维持该温度反应6h。反应结束后反应液转入其体积约3倍量的水中，混匀，减压抽滤，滤饼用少量水洗涤，然后用体积浓度40%的乙醇水溶液洗涤，干燥得粗品。所得粗品用DMF重结晶，得到2.63g灰色固体，收率95.43%。