CN102040554A - 一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,制备步骤为:步骤一、2-氨基-5硝基吡啶的合成;步骤二、2-羟基-5-硝基吡啶的合成,步骤三、2-氯-5-硝基吡啶的合成。该制备方法消化过程副产物少,反应条件温和,总产率高的2-氯-5-硝基吡啶的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体说涉及一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法。
背景技术
2-氯-5-硝基吡啶是农药、医药工业中的重要中间体,是合成一些抗生素类药的重要中间体;其中以2-氯-5-硝基吡啶为中间体制得的抗金球菌的抗生素具有强心剂、抗病毒剂、灭菌剂、抗心律不齐等作用。
大多数硝基吡啶常温下是无色或者淡黄色的高沸点固体或液体,不易溶于水,易溶于有机溶剂如乙醚、四氯化碳等。吡啶环上的硝基具有类似于卤素的性质,易被亲核试剂取代。另外,吡啶环上引入卤素,可使分子极性增加,通过卤素的转换,可制备含有其它取代基的衍生物,某些精细化学品中引入卤素,可显著改变其性能。因此,研究2-氯-5-硝基吡啶的制备工艺具有十分重要的意义。
目前,2-氯-5-硝基吡啶的合成分为三步:硝化,水解,氯化。WilliamT.Caldwell和Edmund C.Komfeld采用发烟硝酸为硝化剂,反应过程中副产物2-氨基-3-硝基比例较多,并且,氯化过程中收率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种消化过程副产物少,反应温和,总产率高的2-氯-5-硝基吡啶的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,反应方程式为:
2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,操作步骤如下:
步骤一、2-氨基-5硝基吡啶的合成
搅拌下,控制温度<10℃,将2-氨基吡啶加入浓硫酸中,待2-氨基吡啶全部溶解后,控制温度<30℃,向其中滴加体积比为1∶1.0~1.2浓硫酸和发烟硝酸的混酸,滴加完毕,保持温度25~30℃搅拌30~40min,然后升温至55~65℃,保持10~12h,TLC检测原料2-氨基吡啶反应完全,反应结束,将反应液倒入碎冰中,用50~60wt.%的氢氧化钠水溶液,调节pH=5.5~6.0,抽滤沉淀,冰水冲洗滤饼,然后将滤饼溶于10~15wt.%的盐酸水溶液中,抽滤,除去表层的油状物,滤液用50~60wt.%的氢氧化钠水溶液,调节pH=4.0~5.0,抽滤沉淀,冰水冲洗滤饼,烘干至恒重,即得2-氨基-5硝基吡啶;其中2-氨基吡啶与发烟硝酸的摩尔比为1∶3.2~3.8。
步骤二、2-羟基-5-硝基吡啶的合成
将2-氨基-5硝基吡啶溶于10~15wt.%盐酸水溶液中,过滤,将滤液冷却到-5~0℃,搅拌下,控制温度-5~0℃,滴加亚硝酸钠水溶液,滴加完毕,保持温度0~5℃,继续搅拌30~45min,TLC检测反应完成,过滤,将滤液减压蒸馏,残余用体积比为2∶1的水和乙醇混合溶液重结晶,即得2-羟基-5-硝基吡啶;其中2-氨基-5-硝基吡啶与亚硝酸钠和盐酸的摩尔比为1∶1.2~1.6∶4.0~5.0。
步骤三、2-氯-5-硝基吡啶的合成
将原料2-羟基-5-硝基吡啶,N,N-二乙基苯胺和四乙基氯化铵加入三氯氧磷中,保持120~125℃,反应5~8h,TLC检测原料2-羟基-5-硝基吡啶反应完全,反应液冷却到<50℃,减压蒸除多余三氯氧磷,将剩余物倒入碎冰中,搅拌至冰完全融化,抽滤,冰水冲洗滤饼,烘干至恒重,即得目标产物2-氯-5-硝基吡啶;其中2-羟基-5-硝基吡啶与N,N-二乙基苯胺和四乙基氯化铵的摩尔比为1∶1.0~1.5∶0.2~0.4。
本发明的有益效果:提供一种消化过程副产物少,反应温和,总产率高的2-氯-5-硝基吡啶的制备方法。
具体实施方式
下面详细描述本发明所述的具体实施方案:
步骤一、2-氨基-5硝基吡啶的合成
搅拌下,控制温度<10℃将2-氨基吡啶(60.2g,0.639mol)加入浓硫酸(150mL)中,待2-氨基吡啶全部溶解后,保持温度<30℃,向其中滴加浓硫酸(95mL)和发烟硝酸(95mL,2.37mol)的混酸,滴加完毕,保持温度25~30℃搅拌40min,然后升温至55~65℃,保持11h,TLC检测原料2-氨基吡啶反应完全,反应结束,将反应液倒入碎冰(1000g)中,用50wt.%的氢氧化钠水溶液,调节pH=5.5~6.0,抽滤沉淀,冰水(100mL×2)冲洗滤饼,滤饼溶于10wt.%的盐酸水溶液(200mL)中,抽滤,除去表层的油状物,滤液用50wt.%的氢氧化钠水溶液,调节pH=4.0~5.0,抽滤沉淀,冰水(50mL×2)冲洗滤饼,烘干至恒重,即得2-氨基-5硝基吡啶,收率:85.7%。
步骤二、2-羟基-5-硝基吡啶的合成
将2-氨基-5硝基吡啶(138.1g,1.000mol)溶于15wt.%的盐酸水溶液(913mL,4.500mol)中,过滤,将滤液冷却到-5~0℃,搅拌下,控制温度-5~0℃,滴加亚硝酸钠(103.5g,1.500mol)水(100mL)溶液,滴加完毕,保持温度0~5℃,继续搅拌45min,TLC检测反应完成,过滤,将滤液减压蒸馏,残余用体积比为2∶1的水和乙醇的混合溶液重结晶,即得2-羟基-5-硝基吡啶,后率:81.3%。
步骤三、2-氯-5-硝基吡啶的合成
将原料2-羟基-5-硝基吡啶(321.7g,2.296mol),N,N-二乙基苯胺(361.8g,2.985mol)和四乙基氯化铵(95.1g,0.574mol)加入三氯氧磷(350mL)中,120~125℃下反应5~8h,TLC检测原料2-羟基-5-硝基吡啶反应完全,反应冷却到<50℃,减压蒸除多余三氯氧磷,将剩余物倒入碎冰(5000g)中,搅拌至冰完全融化,抽滤,冰水(100mL×3)冲洗滤饼,烘干至恒重,即得目标产物2-氯-5-硝基吡啶,收率:76.9%。
Claims (4)
1.一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,合成步骤包括:
步骤一、2-氨基-5硝基吡啶的合成
搅拌下,控制温度<10℃,将2-氨基吡啶加入浓硫酸中,待2-氨基吡啶全部溶解后,控制温度<30℃,向其中滴加体积比为1∶1~1.2浓硫酸和发烟硝酸的混酸,滴加完毕,保持温度25~30℃,搅拌30~40min,然后升温至55~65℃,保持10~12h,TLC检测原料2-氨基吡啶反应完全,反应结束,将反应液倒入碎冰中,用50~60wt.%的氢氧化钠水溶液,调节pH=5.5~6.0,抽滤沉淀,冰水冲洗滤饼,滤饼溶于10~15wt.%的盐酸水溶液中,抽滤,除去表层的油状物,滤液用50~60wt.%的氢氧化钠水溶液,调节pH=4.0~5.0,抽滤沉淀,冰水冲洗滤饼,烘干至恒重,即得2-氨基-5硝基吡啶;
步骤二、2-羟基-5-硝基吡啶的合成
将2-氨基-5硝基吡啶溶于10~15wt.%的盐酸水溶液中,过滤,将滤液冷却到-5~0℃,搅拌下,控制温度-5~0℃,滴加亚硝酸钠水溶液,滴加完毕,保持温度0~5℃,继续搅拌30~45min,TLC检测反应完成,过滤,将滤液减压蒸馏,残余用体积比为2∶1的水和乙醇的混合溶液重结晶,即得2-羟基-5-硝基吡啶;
步骤三、2-氯-5-硝基吡啶的合成
将原料2-羟基-5-硝基吡啶,N,N-二乙基苯胺和四乙基氯化铵加入三氯氧 磷中,保持120~125℃,反应5~8h,TLC检测原料2-羟基-5-硝基吡啶反应完全,反应冷却到<50℃,减压蒸除多余三氯氧磷,将剩余物倒入碎冰中,搅拌至冰完全融化,抽滤,冰水冲洗滤饼,烘干至恒重,即得目标产物2-氯-5-硝基吡啶。
2.根据权利要求1所述的一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,其特征在于,2-氨基吡啶与发烟硝酸的摩尔比为1∶3.2~3.8。
3.根据权利要求1所述的一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,其特征在于2-氨基-5-硝基吡啶与亚硝酸钠和盐酸的摩尔比为1∶1.2~1.6∶4.0~5.0。
4.根据权利要求1所述的一种2-氯-5-硝基吡啶的制备方法,其特征在2-羟基-5-硝基吡啶与N,N-二乙基苯胺和四乙基氯化铵的摩尔比为1∶1.0~1.5∶0.2~0.4。
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