6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸的合成

张 伟，齐旬通，徐冰冰，李公春，王宏胜

（许昌学院化学化工学院，河南 许昌 461000）

0 前言

吡啶多羧酸类化合物是合成农药、医药和染料的中间体，它被广泛应用在药物合成以及工业合成等许多方面。吡啶多羧酸类化合物在配位聚合物的合成中是常用的一类有机配体，可以与多种金属离子作用，合成配合物[1-9]，因此，合成吡啶多羧酸类化合物有着比较重要的意义。合成吡啶多羧酸类化合物最常用的方法是氧化喹啉或吡啶衍生物法[10-13]，本文采用2-羟基-3-喹啉甲醛为原料，以高锰酸钾为氧化剂，水为溶剂，氧化合成了6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸。合成6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸的反应式如下：

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

CL-2A 型恒温电热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司），SHZ-D 型循环式多用真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司），RV05-5T 型旋转蒸发仪（德国IKA-Labortechnik 公司），FTIR-650 型傅里叶变换红外光谱仪（天津港东科技发展股份有限公司）；2-羟基-3-喹啉甲醛，高锰酸钾，氢氧化钠，盐酸等。

1.2 实验步骤

在装有机械搅拌、回流冷凝管、温度计的100 mL 四颈烧瓶中，加入25.0 mL 水、0.25 g 氢氧化钠和0.88 g（0.005 mol）2-羟基-3-喹啉甲醛。开启机械搅拌，预热到60 ℃左右，分批慢慢加入7.9 g（0.05 mol）高锰酸钾，维持瓶内反应物温度在60 ℃～70 ℃之间。加完高锰酸钾后，升温至90 ℃左右反应，使氧化反应完全。趁热抽滤混合物，滤渣二氧化锰用少量热水洗涤3 次。将滤液和洗涤液合并，小心加热旋转蒸发浓缩，冷却后用浓盐酸酸化，使溶液呈强酸性，出现白色沉淀。抽滤得到白色固体，放置晾干，得到产物。

2 结果与讨论

2.1 6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸的合成

本实验采用高锰酸钾氧化2-羟基-3-喹啉甲醛合成6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸，氧化反应过程中强烈放热，所以要分批加入高锰酸钾，并控制好加入高锰酸钾的速度，不宜过快，以免反应过于剧烈，造成温度控制比较困难。若反应温度过高，可用冷水浴冷却。高锰酸钾加完后，反应物温度开始下降时，升温至90 ℃左右反应，使氧化反应完全，并使二氧化锰沉淀陈化。用玻璃棒蘸一滴反应混合物点到滤纸上做点滴试验，若在二氧化锰点的周围没有出现紫色的环，则说明氧化反应结束。趁热抽滤混合物，滤渣二氧化锰用少量热水洗涤。合并滤液和洗涤液，小心加热旋转蒸发浓缩，冷却后用浓盐酸酸化，使溶液呈强酸性，pH 值在2 左右，出现白色沉淀。抽滤得6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸。

2.2 产品红外谱图分析

对合成的产物在FTIR-650 型傅里叶变换红外光谱仪上用KBr 压片法进行了红外光谱测试，所得红外光谱见图1。

图1 6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸红外谱图

从6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸红外谱图可以看出：3506.4 cm-1和3422.5 cm-1处的中强峰归属为羟基和羧基的O-H 键伸缩振动吸收峰，3201.3 cm-1处的宽峰归属为羧基形成氢键后的O-H 键伸缩振动吸收峰，2924.9 cm-1处的尖峰归属为吡啶环上的C-H 键伸缩振动吸收峰，1692.7 cm-1处的吸收峰归属为羧基的羰基C=O 伸缩振动吸收峰，1591.3 cm-1、1530.5 cm-1、1456.0 cm-1和1403.9 cm-1处的吸收峰归属为芳香吡啶环的吸收峰，这些吸收峰表明所合成的化合物为吡啶甲酸的结构。结合氧化反应的原料结构，说明所合成的产物为6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸。

3 结论

采用2-羟基-3-喹啉甲醛为原料，以高锰酸钾为氧化剂，以水为溶剂，经过氧化、浓缩、浓盐酸酸化、抽滤、干燥，合成了6-羟基-2,3,5-吡啶三甲酸0.71 g，产率62.2%。

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