[发明专利]一种4-吡啶甲醛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4-吡啶甲醛的制备方法，属于杂环化合物领域。

背景技术

4-吡啶甲醛是合成治疗中轻度老年痴呆症盐酸多奈哌齐的中间体和基础有机合成原料。

关于4-吡啶甲醛的制备方法有多种报道：Fieser M Fieser and fiesers reagents for organic synthesis [M].John.Wiley and Sons.Tnc.1984,448和BockelheideV,Linn WJ.A novel synthesis of pyridyl carbinels and aldehydes [J]Am chem. Soc. 1954,76:1286-1291报道了以4-甲基吡啶为原料，经高温催化氧化制得4-吡啶甲醛，该方法需要400℃高温和V-Mo催化剂，生成物为4-吡啶甲酸，4-吡啶甲醛，4-吡啶甲醇，4-甲基吡啶的混合物，很难得到高纯度的4-吡啶甲醛产品。

JP 2005-15367报道以4-氰基吡啶为原料经Pd-C催化氢化，得到4-吡啶甲醇而非4-吡啶甲醛，因为Pd-C催化剂催化活性强，选择性差，很难判断反应是否完成，4-氰基吡啶在Pd-C催化剂催化加氢时，氢气数量无法控制，过量的氢气将继续还原4-吡啶亚胺和4-吡啶甲醛成4-吡啶甲胺和4-吡啶甲醇杂质。

 US 3274206报道以氰基吡啶为原料在20%的盐酸中，用5%的Pd-C在25～35℃，30～50psig下氢化，28%氨水水解，水蒸气蒸馏得到吡啶甲醛。由于Pd-C催化活性强，盐酸腐蚀性大，氰基吡啶氢化后主要产物是吡啶甲醇。

咸宁学院学报2004:18-19黄胜堂，周和平报道了以4-吡啶甲酸为原料经酯化，肼解，氧化得到4-吡啶甲醛，但该方法反应时间长，产率不高，不适合工业化生产。

山东建筑大学学报2006年第21卷第6气期秦伟伟、蔡修凯等记载了：4-吡啶甲醇用二氧化锰氧化得到4-吡啶甲醛，该方法会产生大量二氧化锰废渣，环境污染大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种4-吡啶甲醛的制备方法，本发明方法采用Cu-Ni催化剂进行催化氢化反应，避免了4-吡啶甲胺和4-吡啶甲醇等杂质的产生，反应周期短、收率和纯度高。

本发明所采取的技术方案是：一种4-吡啶甲醛的制备方法，包括以下步骤：

（1）将4-氰基吡啶加入到质子酸水溶液中，加入Cu-Ni催化剂混合均匀，加氢进行氢化反应至反应结束；

（2）过滤；

（3）向步骤（2）过滤得到的4-吡啶甲醛酸性溶液中加入中和剂中和至pH值为4～6；

（4）分离提纯4-吡啶甲醛。

Cu-Ni催化剂是Raney-Ni催化剂被铜盐水溶液腐蚀后，在水中浸泡钝化制得。

Cu-Ni催化剂制备时，铜盐与Raney-Ni催化剂的质量比为1:3.0～5.5，腐蚀至Ni将铜盐中的铜全部置换出，在水中浸泡钝化的时间为7～35天；Raney-Ni催化剂含水质量为50%，铜盐为硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜中的一种。

步骤（1）中当反应体系20分钟吸氢0.01～0.03MPa时停止加氢。

步骤（1）中所述质子酸为硫酸。

步骤（1）中4-氰基吡啶与质子酸的摩尔比为1:2～5，质子酸水溶液的质量分数为15%～40%。

优选的步骤（1）中4-氰基吡啶与质子酸的摩尔比为1:2.5～3，质子酸水溶液的质量分数为20%～30%。

步骤（1）中催化剂的加入量为4-氰基吡啶质量的10～30%。

步骤（1）的反应温度为40～80℃，氢化压力为0.3～0.8MPa。

中和剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钾中的一种。

用铜盐腐蚀Raney-Ni催化剂，可以适当降低催化剂的活性，以Cu-Ni催化剂进行催化氢化反应，Cu-Ni催化剂选择性高，以质子酸为介质只能将氰基还原到亚胺，当氰基被还原成亚胺后，反应体系就不再吸收氢气，由反应体系吸收氢气的速率和氢气的数量可以判断还原反应是否已经完成。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：