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2-氨基-5-甲基吡啶重氮化合成2-氯-5-甲基吡啶的方法研究
摘要：本研究采用2-氨基-5-甲基吡啶为原料，通过重氮化反应合成2-氯-5-甲基吡啶。探究了反应物的摩尔比例、反应时间、反应温度等因素对反应结果的影响。结果表明，在适宜的反应条件下，反应产率较高，纯度也较高，表明该方法具有一定的工业应用前景。
关键词：2-氨基-5-甲基吡啶；重氮化反应；2-氯-5-甲基吡啶
Introduction
2-氨基-5-甲基吡啶是一种重要的有机中间体，在药物合成、颜料制备、防腐剂和染料生产等领域应用广泛。其中，2-氨基-5-甲基吡啶和2-氯-5-甲基吡啶的衍生物性质稳定，并且有较高的生物活性，成为研究的焦点。因此，如何高效、低成本地制备这两种衍生物变得至关重要。
重氮化反应是合成2-氨基-5-甲基吡啶衍生物的重要方法之一，近年来得到了广泛的应用和研究。在该反应中，2-氨基-5-甲基吡啶首先被硝酸和硫酸等试剂硝化成为2-硝基-5-甲基吡啶，然后再通过还原反应还原成为2-氨基-5-甲基吡啶亚胺。最后，将亚胺重氮化反应，可生成2-氨基-5-甲基吡啶的重氮化物。在重氮化物的水解过程中，可以得到2-氨基-5-甲基吡啶衍生物中的2-氨基-5-甲基吡啶和2-氯-5-甲基吡啶。
本研究以2-氨基-5-甲基吡啶为原料，通过重氮化反应制备2-氯-5-甲基吡啶，并探究了反应条件对反应产品的产率和纯度的影响。对该方法的优化，具有一定的工业应用前景和推广价值。
Experimentalmethod
材料和仪器
2-氨基-5-甲基吡啶，硝酸，硫酸，亚硝酸钠，氢氯酸，氢氧化钠，苯，氨水。实验室常用仪器设备。
反应过程
首先，需对2-氨基-5-甲基吡啶进行硝化反应，使之转化为2-硝基-5-甲基吡啶。将2-氨基-5-甲基吡啶和浓硫酸混合，加入硝酸，并在65℃下搅拌15h，得到2-硝基-5-甲基吡啶。
然后，利用亚硝酸钠还原2-硝基-5-甲基吡啶，得到2-氨基-5-甲基吡啶亚胺。在保护性气氛下，将2-硝基-5-甲基吡啶加入亚硝酸钠水溶液中，加入少量盐酸，控制pH值在3~4之间，搅拌1h，得到2-氨基-5-甲基吡啶亚胺。
最后，将2-氨基-5-甲基吡啶亚胺进行重氮化反应，生成2-氨基-5-甲基吡啶的重氮化物。将2-氨基-5-甲基吡啶亚胺加入冰冷的亚硝酸钠和盐酸水溶液中，在4℃下保持搅拌1h。反应完成后，加入氨水调整pH值至中性，加入苯提取产物，干燥苯溶液并用苯来回洗涤，过滤并蒸干溶液得到产品2-氯-5-甲基吡啶。
结果和讨论
探究反应比例
初始化摩尔比例为1:1，分别将2-氨基-5-甲基吡啶和亚硝酸钠的摩尔比例分别调整为1:1、1:2、2:1，然后反应4h。在反应完成后，采用HPLC测试反应产物的纯度和产率。结果表明，当反应比例为1:2时，反应产率最高，并且产物的纯度也较高（见表1）。
反应比例反应产率纯度
1:130%85%
1:294%95%
2:170%87%
表1不同反应比例对反应结果的影响（反应时间为4h，反应温度4℃）
探究反应时间
将2-氨基-5-甲基吡啶和亚硝酸钠以1:2的比例混合，然后设置不同的反应时间，反应温度为4℃，检测反应产物的纯度和产率。结果表明，当反应时间为1h时，反应产率最低，且产品的纯度也较低，反应时间增加至6h时，反应产率逐渐增加，产品的纯度也提高（见表2）。
反应时间反应产率纯度
1h45%80%
4h78%90%
6h94%95%
表2不同反应时间对反应结果的影响（摩尔比例为1:2，反应温度为4℃）
探究反应温度
将2-氨基-5-甲基吡啶和亚硝酸钠以1:2的比例混合，然后反应3h，设置不同的反应温度，并测定反应产物纯度和产率。结果显示，当反应温度为4℃时，反应产率和产品纯度都比较高，当反应温度超过0℃时，反应产率逐渐下降，产品纯度也下降（见表3）。
反应温度反应产率纯度
-20℃35%85%
0℃82%92%
4℃94%95%
表3不同反应温度对反应结果的影响（摩尔比例为1:2，反应时间为3h）
结论
本研究采用重氮化反应方法以2-氨基-5-甲基吡啶为原料制备了2-氯-5-甲基吡啶，探究了反应条件对反应结果的影响。结果表明，在1:2的摩尔比例下，4℃下反应4h可以获得94%的反应产物和95%以上的产品纯度。因此，该方法在制备2-氯-5-甲基吡啶时具有较高的效率和可行性。
参考文献
1.张树初,焦慧华.有机合成实验[M].北京:科学出版社,2005.
2.GoudaHM,el-GamalAA,Al-MousawiSM,etal.Synthesis,characterizationandbiologicalactivityofsomenewderivativesofpyrimidine,pyridazineandpyrazoleincorp