2-脒基吡啶盐酸盐作为一种重要的有机化合物,在医药、农药以及材料科学等多个领域有着广泛的应用前景。其制备的一般方法主要包括以2-氰基吡啶为原料的氨解反应和以2-卤代吡啶和脒化试剂为原料的反应。
以2-氰基吡啶为原料的氨解反应
反应原理:2-氰基吡啶中的氰基(-CN)具有较高的反应活性,在氨和催化剂的作用下,氰基发生氨解反应,氰基中的碳原子与氨中的氮原子结合,逐步转化为脒基(-C(=NH)NH₂)结构,从而生成2-脒基吡啶。随后,2-脒基吡啶与盐酸反应,形成2-脒基吡啶盐酸盐。其主要反应方程式可简单表示为:

反应条件:在该氨解反应中,常用的催化剂有金属盐类,如氯化锌(ZnCl2)氯化镍(NiCl2)等。这些金属盐可以通过与反应物形成特定的配位结构,降低反应的活化能,从而加速氨解反应的进行。以氯化锌为例,它可以与2-氰基吡啶中的氮原子配位,使氰基的电子云密度发生改变,更易于氨分子的进攻,从而提高反应速率和产率。[1,2]
以2-卤代吡啶和脒化试剂为原料的反应
反应原理:若以2-卤代吡啶(如2-氯吡啶、2-溴吡啶等)为起始原料,卤原子(-X,X为Cl、Br等)具有较好的离去性。在合适的脒化试剂(如脒基锂、脒基钠等)作用下,卤原子被脒基取代,生成2-脒基吡啶,进而与盐酸反应得到目标产物2-脒基吡啶盐酸盐。以2-氯吡啶和脒基锂为例,反应方程式可表示为:

反应条件:此反应通常需要在无水、无氧的惰性气体保护氛围下进行,以避免脒化试剂与空气中的水分、氧气发生反应,影响反应的进行。同时,反应温度对反应的选择性和产率也有较大影响,一般需要在较低温度(如-80℃至室温之间)下进行,以确保卤原子被脒基选择性取代,减少副反应的发生。[3,4]
参考文献
[1]王旭,赵文军,尚洁,等.胺基烷基磺酸内鎓盐催化甲苯氯甲基化反应[J].石油化工,2010,39(06):611-615.
[2]于建涛,韩振邦,张健飞,等.联吡啶铁铜双金属负载PAN纤维的制备及其可见光催化性能研究[J].功能材料,2015,46(24):24095-24099+24104.
[3]Aronica L A, Albano G. Supported metal catalysts for the synthesis of N-heterocycles[J]. Catalysts, 2022, 12(1): 68.
[4]Rincon E, Garcia A, Romero A A, et al. Mechanochemical preparation of novel polysaccharide-supported Nb2O5 catalysts[J]. Catalysts, 2019, 9(1): 38.