94805-52-4/3-氰基-6-羥基吡啶的制備

背景及概述

與碳環芳香含能化合物相比，氮雜(芳)環硝基化合物具有較高的密度等特性，近期形成研究熱點的吡啶衍生物就是一類潛在的含能前體，頻頻被選為原料/母核用于醫藥、化工產品的制備。3-氰基-6-羥基吡啶英文名稱：6-hydroxy-3-pyridinecarbonitrile，中文別名：5-氰基-2(1H)-吡啶酮，CAS號：94805-52-4，分子式：C6H4N2O，分子量：120.109，密度：1.27g/cm3，沸點：332.7ºCat760mmHg，熔點：256-258ºC。

制備

以6-氯吡啶-3-甲酰胺為起始物料，經制備氰基及水解生成羥基后得到目標化合物3-氰基-6-羥基吡啶[1]。合成反應式如下圖：

圖1 3-氰基-6-羥基吡啶合成反應式圖

實驗操作：

在1L反應瓶中依次加入49.9g(0.36mol)6-氯吡啶-3-甲酰胺，31.6g(0.40mol)吡啶，376g四氫呋喃(THF)。置于低溫浴槽中降溫至-5℃，滴加83.2g(0.396mol)三氟乙酸酐(TFAA)，約1h滴畢。-5～5℃保溫反應1h，然后升溫至30℃保溫反應3h。反應結束，脫溶劑除去THF，加入100g水和180g乙酸乙酯，分液、水洗，收集有機相，除去乙酸乙酯得到6-氯-3-氰基吡啶。

6-氯-3-氰基吡啶溶解或分散于稀鹽酸溶液中，降溫至-5度左右；配制高濃度的亞硝酸鈉溶液，預先降溫至-5度，然后緩慢滴加入前一溶液中。滴加不要連續滴加，滴入少許后即用淀粉碘化鉀試紙檢驗溶液的氧化性（其實是檢驗亞硝酸的含量），如果試紙呈紫黑色，顯示亞硝酸過量過多，則暫停滴加；直到試紙呈淺藍灰色（顯示亞硝酸幾乎消耗完畢），方可繼續滴加；如此循環反復，要有耐心，不可操之過急。反應全程應避光防止重氮鹽分解。如此直到所有亞硝酸鈉滴完，溶液應澄清透明。反應完畢后，即加入氫氧化鈉等堿溶液，然后緩慢升溫（防止反應劇烈），重氮鹽即分解放出氮氣，隨即與氫氧根離子結合產生3-氰基-6-羥基吡啶。

參考文獻

[1] Justus Liebigs Annalen der Chemie, , vol. 487, p. 127,129