5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成
一种重组大肠杆菌及用于转化生产5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711325652.2(22)申请日 2017.12.13(83)生物保藏信息CGMCC NO.14930 2017.11.20(71)申请人 迪沙药业集团有限公司地址 264205 山东省威海市经济技术开发区青岛南路-1-4号申请人 江南大学 威海迪素制药有限公司(72)发明人 李广生 刘龙 顾刘燕 (51)Int.Cl.C12N 1/21(2006.01)C12N 15/70(2006.01)C12P 17/10(2006.01)C12R 1/19(2006.01)(54)发明名称一种重组大肠杆菌及用于转化生产5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法(57)摘要本发明涉及一种涉重组大肠杆菌及其用于转化生产5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法，属于发酵工程领域。
本发明技术方案是：一株表达了来源于恶臭假单胞菌（pseudomonas putida ）ATCC33015所携带的内源性质粒pWWO上的二甲苯单加氧酶、苯甲醇脱氢酶和苯甲醛脱氢酶基因的大肠杆菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为C G M C CNO.14930。
本发明成功实现了p. putida 中的二甲苯单加氧酶、苯甲醇脱氢酶和苯甲醛脱氢酶在大肠杆菌中的异源表达，并以此重组细胞进一步转化2,5-二甲基吡嗪生产5-甲基吡嗪-2-羧酸。
权利要求书1页 说明书8页序列表3页 附图2页CN 107974428 A 2018.05.01C N 107974428A1.一种重组大肠杆菌，其特征在于，一株表达了来源于恶臭假单胞菌（pseudomonas putida ）ATCC 33015所携带的内源性质粒pWWO上的二甲苯单加氧酶、苯甲醇脱氢酶和苯甲醛脱氢酶基因的大肠杆菌，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号为CGMCC NO. 14930。
5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二甲酯合成工艺
5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二甲酯（简称为“5-MeO-DCM”）是一种重要的有机合成中间体化合物，广泛应用于医药、农药、染料和涂料等领域。
其生产合成工艺对于高效、环保和经济可行非常关键。
本文将深入探讨5-MeO-DCM的合成工艺，并共享个人观点和理解。
1. 介绍5-MeO-DCM是一种含氮的芳香族化合物，其合成工艺的研发和优化对于相关产业的发展至关重要。
我们先来了解一下5-MeO-DCM的结构和性质。
5-MeO-DCM是一种白色固体，可溶于有机溶剂，具有良好的稳定性和反应活性，是一种重要的化学合成中间体。
2. 传统合成工艺分析在过去的研究中，人们通过一系列反应途径来合成5-MeO-DCM，比如甲基吡啶的芳香硝化、重氮化反应和甲醛缩合等。
这些传统的合成方法虽然能够获得5-MeO-DCM，但是存在着反应条件苛刻、产物纯度低、废弃物排放难以处理等问题，导致生产成本高、环境污染严重等不利因素。
3. 现代合成工艺改进基于上述传统合成方法的不足，近年来，许多科研人员致力于改进5-MeO-DCM的合成工艺。
通过催化剂的设计和选择，可以实现反应条件的温和化和产物纯度的提高；采用新型溶剂和循环利用废弃物可以有效减少环境污染。
这些改进使得5-MeO-DCM的合成工艺更加高效、环保和经济可行。
4. 个人观点和理解在我看来，5-MeO-DCM的合成工艺改进是一个充满挑战和机遇的领域。
在实际工作中，我们需要不断学习和探索最新的合成工艺，灵活应用各种新技术和手段，以提高产物质量、减少生产成本，推动产业的发展和创新。
我们也要高度重视环保理念，努力寻求绿色合成工艺，为可持续发展贡献自己的力量。
5. 总结通过对5-MeO-DCM的合成工艺进行全面评估和探讨，我对这一领域的理解更加深入。
经过对传统合成方法和现代工艺改进的对比分析，我认识到合成工艺的优化对于产业发展的重要性。
我坚信，未来定会有更多关于5-MeO-DCM合成工艺的重要突破和创新，为相关领域的发展带来新的活力和机遇。
兰州大学科技成果——一种催化氧化制备5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法
兰州大学科技成果——一种催化氧化制备5-甲基吡嗪
-2-羧酸的方法
作为一种重要的医药中间体，5-甲基吡嗪-2-羧酸主要用来合成降血糖药物格列吡嗪及降血压药物阿昔莫司；同时，也可用于合成抗结核药物5-甲基吡嗪-2-羧酸甲酯。
采用高效、绿色、环保的方法大规模合成5-甲基吡嗪-2-羧酸意义重大。
目前，5-甲基吡嗪-2-羧酸的工业合成以2,5-二甲基吡嗪为原料，其合成方法主要有如下几种：
（1）KMnO4氧化法，但该方法中由于高锰酸钾一般过量使用，容易氧化生成较多副产物，产品收率低；且更容易生成大量含高锰酸钾及金属离子的废水，环境危害大，不符合环保、绿色化学要求；
（2）醋酸钴、醋酸锰催化氧化法，但该方法5-甲基吡嗪-2-羧酸及盐类催化剂的分离较为繁琐，且溴化钾、醋酸体系对反应设备的腐蚀性较大；
（3）金属卟啉催化氧化法，尽管该方法较为绿色环保，但金属卟啉催化剂难合成、价格昂贵，不易较大规模用于工业催化氧化合成5-甲基吡嗪-2-羧酸。
针对上述5-甲基吡嗪-2-羧酸合成技术中的缺点，本课题提供一种方案简单、成本低廉、且收率更高的催化氧化合成5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法。
本课题主要开发了一种Mn-W-Co/硅藻土负载型催化剂，采用固定床催化氧化法，高效实现2,5-二甲基吡嗪催化氧化转化为5-甲基吡嗪-2-羧酸。
【CN109821268A】一种5甲基吡嗪2羧酸粗品的纯化方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910169851.1(22)申请日 2019.03.06(71)申请人 泰州市惠利生物科技有限公司地址 225300 江苏省泰州市高港区永安洲镇高永工业园(72)发明人 李赟高 郭宏明 孙重亮 朱宏文 张恒家 (51)Int.Cl.B01D 7/00(2006.01)B01D 7/02(2006.01)C07D 241/24(2006.01)(54)发明名称一种5-甲基吡嗪-2-羧酸粗品的纯化方法(57)摘要本发明公开了一种5-甲基吡嗪-2-羧酸粗品的纯化方法，该方法利用真空升华凝华工艺制备高纯5-甲基吡嗪-2-羧酸。
制备工艺依次为粗品脱水、升温抽真空开氮气进行升华、冷却凝华、开罐、收料。
可获得总收率在80％以上，纯度在99％以上的5-甲基吡嗪-2-羧酸白色透明固体。
该方法工艺简单，无需使用有机溶剂，无废水更加环保，成本低廉，产品纯度高、产量高，适合工业化生产。
权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 109821268 A 2019.05.31C N 109821268A权 利 要 求 书1/2页CN 109821268 A1.一种5-甲基吡嗪-2-羧酸粗品的纯化方法，其特征在于采用真空升华凝华工艺，该工艺包括以下步骤：(1)将5-甲基吡嗪-2-羧酸溶液的pH调至2以下，5-甲基吡嗪-2-羧酸固体析出，离心，得到5-甲基吡嗪-2-羧酸粗品；(2)将5-甲基吡嗪-2-羧酸粗品平铺于提纯装置的料槽中，并进行搅拌，搅拌速度为0-100r/min；(3)将料槽温度升高到40-60℃，进一步脱去水分，直至水分含量降至1％以下；(4)将料槽温度升高至60℃-100℃，同时开动真空泵以及冷却系统，进行抽真空，真空度控制在650Pa以下；(5)在料槽中通入氮气，真空度控制在10000Pa以下；(6)高纯的5-甲基吡嗪-2-羧酸气体将会随着氮气以及真空系统被抽到结晶釜中并凝结在釜壁上，将结晶釜的温度控制在-20℃-40℃；(7)待步骤(5)与步骤(6)中持续至不再有高纯的5-甲基吡嗪-2-羧酸气体逸出时，关闭提纯装置的真空系统、冷却系统、氮气输送系统，并从结晶釜中刮壁取料，制备得到的5-甲基吡嗪-2-羧酸纯度为99.0％-99.99％，收率为80％-99％。
5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成
5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成研究关键词：5-甲基吡嗪-2-羧酸；合成；三乙胺摘要目的：研究5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成方法。
方法：以2，5-二甲基吡嗪和N-氯代琥珀酰亚胺为原料，经氯代、酯化、碱解、氧化四步反应合成5-甲基吡嗪-2-羧酸。
结果：合成的5-甲基吡嗪-2-羧酸的总收率为52.0%，结构经元素分析，MS，1HNMR确证。
结论：设计的合成路线合理，反应条件温和，收率高，适合于工业生产。
Synthisis of 5-methylprazine-2-carboxylic acidHan guang(Kaifeng Medical Coll ege,Kaifeng 475001)han Baolai(Kaifeng Medical Coll ege,Kaifeng 475001)ABSTRACT OBJECTIVE：To synthe size5-methylpyrazine-2-carboxylicacid.METHOD:5-methylpyrazine-2-carboxylic acid was synthesized from 2,5-dimethylpyrazine and N-chlorosuc cinimide bychlorinating,esterification,alkalisis and oxidation.RESULTS:The yield of the 5-methylpyrazine-2-carboxylie acid was 52.0%.The final p roduct was identified by element analysis,MS and1HNMR.CONCLUSION:This is a good way to produce5-methylpryrazine-2-carboxylic acid with t he mild condition and a relative high yield.KEY WORDS5-methypyrazine-2-carboxylicacid,synthesis,triethylamine5-甲基吡嗪-2-羧酸(Ⅰ)是合成第2代口服降血糖药格列吡嗪(glyp izide),新型抗高血压药acipimox的关键中间体［1,2］。
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5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成研究
关键词：5-甲基吡嗪-2-羧酸；合成；三乙胺
摘要目的：研究5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成方法。
方法：以2，5-二甲基吡嗪和N-氯代琥珀酰亚胺为原料，经氯代、酯化、碱解、氧化四步反应合成5-甲基吡嗪-2-羧酸。
结果：合成的5-甲基吡嗪-2-羧酸的总收率为52.0%，结构经元素分析，MS，1HNMR确证。
结论：设计的合成路线合理，反应条件温和，收率高，适合于工业生产。
Synthisis of 5-methylprazine-2-carboxylic acid
Han guang(Kaifeng Medical Coll ege,Kaifeng 475001)
han Baolai(Kaifeng Medical Coll ege,Kaifeng 475001)
ABSTRACT OBJECTIVE：To synthe size
5-methylpyrazine-2-carboxylic
acid.METHOD:5-methylpyrazine-2-carboxylic acid was synthesized from 2,5-dimethylpyrazine and N-chlorosuc cinimide by
chlorinating,esterification,alkalisis and oxidation.RESULTS:The yield of the 5-methylpyrazine-2-carboxylie acid was 52.0%.The final p roduct was identified by element analysis,MS and
1HNMR.CONCLUSION:This is a good way to produce
5-methylpryrazine-2-carboxylic acid with t he mild condition and a relative high yield.
KEY WORDS5-methypyrazine-2-carboxylic
acid,synthesis,triethylamine
5-甲基吡嗪-2-羧酸(Ⅰ)是合成第2代口服降血糖药格列吡嗪(glyp izide),新型抗高血压药acipimox的关键中间体［1,2］。
通常的合成路线为：将2,5-二甲基吡嗪(Ⅱ)用过氧化氢氧化成N-单氧化物，再与醋酸酐作用生成2-乙酰氧甲基-5-甲基吡嗪(Ⅳ),继而碱性水解得2-羟甲基-5-甲基吡嗪(Ⅴ),经高锰酸钾氧化得到(Ⅰ),收率为18%［3～5］。
亦有直接用(Ⅱ)、2-氯甲
基-5-甲基吡嗪(Ⅲ)、(Ⅳ)或(Ⅴ)进行电化学氧化制备(Ⅰ)的报道，电氧化一步收率分别为28%,74%,89%和93%［2,6］。
电化学氧化收率虽高，但并不适合我国国情。
我们参考Hirschenberg等的方法，设计了新的合成路线：以(Ⅱ)为原料，经氯代、酯化、碱解、氧化四步反应制备(Ⅰ)［4,7～9］(合成路线见图1)，收率为52.0%,反应条件温和，时间短，适合于工业生产。
图1 5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成路线
1 材料与仪器
2，5-二甲基吡嗪(中科院上海有机所开发公司，纯度为99%),其余试剂均为市售化学纯。
1106元素分析仪;GC/MS-QP-5000;Br uker DPX-400;X
4
显微熔点测定仪(温度计未经校正)。
2 5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成
2.12-氯甲基-5-甲基吡嗪(Ⅲ)的制备
(Ⅱ)10.8g(0.1mol)溶于250ml四氯化碳中，再加入13.0(0.1mol) N-氯代琥珀酰亚胺(NCS)和96.4mg(0.4mmol)过氧化苯甲酰，回流12h,冷至0℃,放置1～2h,过滤，滤饼用冷的四氯化碳120ml分2次洗涤，合并滤液，减压蒸四氯化碳，残留物为棕色油状物［主要为(Ⅲ)］,收率80%。
2.2 2-乙酰氧甲基-5-甲基吡嗪(Ⅳ)的制备
向一步产物中加入醋酸钠三水合物10.8g(0.08mol),三乙胺
0.2g(2mmol),搅拌，加热120℃反应1h,降至室温，加16ml水，静置，分开油水层，水层用20ml四氯乙烯萃取，合并有机层，依次用12ml水、12ml 5%碳酸氢钠水溶液、12ml水洗涤。
减压蒸馏有机层，收集123～125℃/10mmHg
之馏分，得(Ⅳ) 12.6g,收率95%,n
D 28 1.4912(文献［9］n
D
251.5057)。
2.32-羟甲基-5-甲基吡嗪(Ⅴ)的制备
(Ⅳ)12.6g(76mmol)溶于200ml无水乙醇中，加氢氧化钠细粉
3.6g(90mmol),搅拌下，加热回流0.5h,冷至室温，加200ml乙醚沉淀醋酸钠，过滤，滤饼用100ml乙醚洗涤，合并滤液，减压蒸醚、蒸醇，残留物用石油醚重结晶，得(Ⅴ)8.4g,收率90%mp:36～39℃(文献［9］mp:36～39℃)。
2.45-甲基吡嗪-2-羧酸的(Ⅰ)制备
(Ⅴ)8.4g(68mmol)溶于120 ml水中,20～24℃,搅拌下滴加高锰酸钾水溶液(14.4g高锰酸钾溶于240ml水中)，约40min滴毕，继续保温搅拌30min,加亚硫酸氢钠饱和水溶液至高锰酸钾的紫色褪去，过滤，滤饼二氧化锰用400ml 90℃水洗，合并滤液，浓缩，冷至0～5℃,用浓盐酸调pH2.0,0℃放
置1～2h, 过滤，滤饼用甲乙酮重结晶,P
2O
5
真空干燥，得(Ⅰ)7.2g。
收率52.0%
［以(Ⅱ)计］,mp:164～165℃(文献［4］mp:163～167℃)。
元素分析：实测值 c 52.02%,H 4.34%,O 23 .37%,N 20.27%(理论值:C 52.17%,H 4.38%,O
23.17%,N20.28%)。
1H-NMR［(CD
3)
2
O,TMS内标］
δ:2.64(3H,s,CH
3
),8.66(1H,d,J=1.2Hz,6-H),9.11(1H,d,J=1.2 hz,3-H)。
MS:m/z 138(M+),120(M+-18),94(M+-44)。
3 讨论
3.12-氯甲基-5-甲基吡嗪(Ⅲ)在空气中放置，会缓慢氧化，由棕色油状物变为棕黑色粘稠状固体，所以制备时蒸去溶剂后，应立即使用，进行酯化反应。
3.22-乙酰氧甲基-5-甲基吡嗪( Ⅳ)的制备采用了相转移催化酯化法，选三乙胺为催化剂，反应时间短，条件温和，收率高。
3.3目的物5-甲基吡嗪-2-羧酸(Ⅰ)在空气中会迅速变黑，需真空密封保存。
该合成路线由于酯化一步采用了相转移催化反应，使目的物的收率大大提高。
原料立足国内，成本较低，反应条件温和，适合于工业生产。