[发明专利]一种电解法制备2-乙酰基吡嗪的方法

说明书

本发明公开了一种电解法制备2‑乙酰基吡嗪的方法，包括以下步骤：采用H型电解槽作为反应器，吡嗪和丙酮酸溶于二氯甲烷中，氧化剂过硫酸铵溶于水中，加入阴极室中，再添加二甲基亚砜；阳极室中加入质量分数为5～30％的硫酸溶液；保持恒温，通电电解，保持电流密度为10～800A·m^‑2，通电量达到2F·mol^‑1后停止通电，分出有机相，得到含有2‑乙酰基吡嗪的二氯甲烷溶液；本发明解决了现有技术中制备2‑乙酰基吡嗪工艺中存在的生产成本高、产品质量低及污染环境的技术问题。

技术领域

本发明属于精细化工和有机电化学合成技术领域，具体的说，涉及一种电解法制备2-乙酰基吡嗪的方法。

背景技术

乙酰基吡嗪是一种应用广泛的食品添加剂和医药中间体。目前，制备方法主要为有机金属试剂法，将吡嗪酰胺脱水成相应的腈，同格氏试剂甲基溴化镁反应，再水解得到乙酰基吡嗪，其最大的缺点是反应须在低温下进行且成本高。为了降低成本，人们尝试过渡金属盐活化过硫酸铵的方法，过渡金属盐分为贵金属盐和非贵金属盐两类。贵金属盐一般采用银盐，它们在合成2-乙酰基吡嗪时具有良好的效果，但仍没有改变成本高、难回收的缺点。而对于非贵金属盐，一般使用亚铁盐，其价格便宜、收率高，但实际生产中，副产物多，难分离，降低了产品纯度。同时，如果产品中亚铁盐没有除尽，产品性状易改变，产品质量低。

有机电化学技术具有工艺流程简单，反应条件温和，反应易控制、环境友好等优点。

有鉴于此，有必要发展一种以电化学技术为主制备2-乙酰基吡嗪的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解法制备2-乙酰基吡嗪的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一方面提供了一种电解法制备2-乙酰基吡嗪的方法，包括以下步骤：

采用H型电解槽作为反应器，吡嗪和丙酮酸溶于二氯甲烷中，氧化剂过硫酸铵溶于水中，加入阴极室中，再添加二甲基亚砜；

所述吡嗪和丙酮酸的摩尔比为(1～2):1，所述丙酮酸溶于二氯甲烷的浓度为0.2～1mol·L^-1，氧化剂过硫酸铵溶于水的浓度为1～1.5mol·L^-1，所述二甲基亚砜的质量为阴极室中阴极液总质量的1％～10％；

阳极室中加入质量分数为5～30％(优选为20％)的硫酸溶液；保持恒温(温度优选为25℃)，通电电解，保持电流密度为10～800A·m^-2，通电量达到2F·mol^-1后停止通电，分出有机相，得到含有2-乙酰基吡嗪的二氯甲烷溶液，2-乙酰基吡嗪收率以吡嗪计。

所述H型电解槽包括左右设置的阳极室和阴极室，所述阳极室内设有阳极板，所述阴极室内设有阴极板，所述阳极板和所述阴极板的上部通过直流电源连通，所述阳极室和所述阴极室的中间部分通过阳离子交换膜连通，所述阴极室内部设有端部延伸至外部的温度计，所述阳极室的内底部设有第二搅拌子，在所述阳极室的下面设有第二磁力搅拌器，所述阴极室的内底部设有第一搅拌子，在所述阴极室的下面设有第一磁力搅拌器。

所述阳离子交换膜为阳离子交换膜Nafion PFSA Membranes(N-324)。

所述阳极板为阳极镀钌钛板、石墨、镀铱钛网。

所述阴极板为阴极铅板。

优选的，所述丙酮酸溶于二氯甲烷的浓度为0.3～0.4mol·L^-1，最优选为0.33mol·L^-1。

优选的，所述氧化剂过硫酸铵溶于水的浓度为1.5mol·L^-1。

优选的，所述二甲基亚砜的质量为阴极室中阴极液总质量的2～5％。