CN102219732B - 一种2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，以式化合物3-甲基吡啶氧化物为起始原料，在稀释剂的存在下，与亲电子试剂和有机氮碱在-60-100℃下反应得到反应产物，再将反应产物与氯化剂在40-200℃条件下进行反应，得到2-氯-5-甲基吡啶化合物。本发明生产工艺简单便捷，收率高，以3-甲基吡啶氧化物计算收率可达到82％左右。
Description
技术领域
本发明属于农药技术领域，具体的涉及一种2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法。
背景技术
2-氯-5-甲基吡啶是生产农药吡虫啉、吡虫清的重要中间体。吡虫啉和吡虫清是一种氯代烟碱类杀虫剂，对害虫具有触杀和胃毒作用，并具有卓越的内吸活性，是一种高效、广谱、安全、作用机理新颖的杀虫剂，对有机磷类，氨基甲酸酯类以及合成拟除虫菊酯类具有严重抗药性的害虫具有特效。
2-氯-5-甲基吡啶现有的合成方法主要有的氯化法，2-氨基-5-甲基吡啶氯化法，环合氯化法，3-甲基吡啶直接氯化法等。
专利US4897488介绍了3-甲基吡啶氧化物为起始原料，以三氯氧磷为氯化剂，在二异丙胺、二氯甲烷的存在下，与-10℃反应制备2-氯-5-甲基吡啶的方法。但收率也只有55-62％。
专利US5010201介绍了以3-甲基吡啶氧化物为起始原料，以氯化磷酰胺为氯化剂，在二异丙胺、二氯甲烷存在下，与室温反应制备2-氯-5-甲基吡啶的方法。但是该方法需要制备氯化磷酰胺，步骤繁琐，收率也只有57-68％。
专利EP0438691介绍了以3-甲基吡啶氧化物为起始原料，以邻苯二甲酰氯为氯化剂，在三乙胺、二氯甲烷存在下，与40℃左右反应制备2-氯-5-甲基吡啶的方法。但收率也只有71％左右。
专利EP0508217介绍了以2-氨基-5-甲基吡啶为原料，通过与氯化氢和亚硝酸甲酯反应制备2-氯-5-甲基吡啶的方法。但该方法所用原料价格昂贵，难于获得，不便于工业化生产。
专利JP-149726介绍了以3-甲基吡啶为原料，以氯化钯为催化剂，氯气为氯化剂，直接氯化反应制备2-氯-5-甲基吡啶的方法。但是该方法氯吡啶的收率只有63％，催化剂价格昂贵又难于套用，不便用于工业生产。
三聚氰酰氯，作为一种新型的亲电试剂及氯化剂，在有机化学及医药学领域得到广泛的运用。因其具有化学性质活泼，亲电性强等特性，所以是一种很好的氯化剂，在吡啶氯化中具有很好的氯化效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，并且克服现有合成技术中收率偏低的问题。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种2-氯-5-甲基吡啶(I)化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)先将式(II)化合物3-甲基吡啶氧化物加入到稀释剂中，冷却后，先慢速滴加亲电试剂，然后是有机氮碱，加入时应有搅拌，稀释剂与亲电试剂和有机氮碱的摩尔比为1∶1-10∶1-10，在-60-100℃条件下反应，得到式(III)化合物，
式(III)中，X代表脱氯的亲电试剂或脱羧的相应基团；
(2)将式(III)化合物与氯化剂以摩尔比为1∶0.1-20的比例作为反应物，以稀释剂或另外过量的氯化剂为溶剂，在常压或高压，40-200℃条件下反应，得到式2-氯-5-甲基吡啶化合物(I)。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的亲电试剂为酰氯、酸酐、磷氧化合物、磷酰氯或氰酰氯。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的亲电试剂为乙酰氯、丙酰氯、三氯乙酰氯、乙酸酐、丙酸酐、苯甲酰氯、苯磺酰氯、C1-C4烷基取代苯磺酰氯、三氯化磷、三氯氧磷、五氯化磷、亚硫酸、三聚氰酰氯或硫酰氯。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的亲电试剂为三聚氰酰氯。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的有机氮碱为三(C1-C4烷基)胺、N，N-二(C1-C4烷基)苄胺、N，N-二(C1-C4烷基)胺、N，N-二(C1-C4烷基)环己胺或C1-C4烷基取代或无取代的吡啶。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的有机氮碱为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二异丙胺、N，N-二甲基苄胺、N，N-二乙基苄胺、吡啶、C1-C4烷基取代吡啶。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的氯化剂为三氯化磷、三氯氧磷、五氯化磷、亚硫酰氯、硫酰氯、三聚氰酰氯、光气、双光气或固体光气。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的稀释剂为脂肪族或芳香族卤代烃。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的稀释剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或二氯苯。
所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于步骤(1)的优选反应温度为-40-10℃，3-甲基吡啶氧化物与亲电试剂和有机氮碱以摩尔比1∶1.5-5∶1.5-5的比例反应；步骤(2)的优选反应温度为100-140℃，式(III)化合物与氯化剂以摩尔比为1∶0.2-5的比例反应。
本发明中式(III)化合物可以以中间体形式从反应体系中分离出来，也可以不分离，直接进行下一步氯化反应。
按照本发明可以得到较高收率的式(I)化合物2-氯-5-甲基吡啶，因此，按照本发明方法代表了对现有技术有价值的改进。
若使用三聚氰酰氯作为亲电试剂和第二步的氯化剂，以二异丙胺为有机氮碱，则反应方程式可以如下式表示：
式(III)化合物迄今尚未有文献报道过，所以是构成本发明主题的新化合物。
本发明的有益效果：
本发明生产工艺简单便捷，收率高，以3-甲基吡啶氧化物计算收率可达到82％左右。
具体实施方式
实施例1：制备化合物(III)的方法：
将80g，0.7339mol 3-甲基吡啶氧化物加入到550g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-10℃，缓慢滴加206g，1.4679mol苯甲酰氯和148.2g，1.4679mol三乙胺，滴加完毕后，回流搅拌1小时，抽滤，滤液蒸馏除去二氯甲烷，蒸馏分离出5-甲基吡啶-2-苯甲酸酯。
实施例2：
第一步：制备化合物(III)：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加169g，0.9174mol三聚氰酰氯和92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，与室温搅拌1小时，抽滤，滤液蒸馏除去二氯甲烷，得到含式(III)化合物。
第二步：制备化合物(I)：
向上述混合物中加入600ml氯苯，滴加42g，0.2736mol三氯氧磷，升温至回流反应，时间6小时。反应结束，水解，用液碱中和，水蒸气蒸馏，得到式(I)化合物，收率82.2％。
实施例3：
第一步：制备化合物(III)
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加169g，0.9174mol三聚氰酰氯和92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，与室温搅拌1小时，抽滤，滤液蒸馏除去二氯甲烷，得到含式(III)化合物。
第二步：制备化合物(I)
向上述混合物中加入500ml氯苯，缓慢滴加50g，0.2736mol三聚氰酰氯，升温至回流反应，时间共9小时。反映结束，水解，用液碱中和，水蒸气蒸馏，得到式(I)化合物，收率82.5％。
实施例4：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加148g，0.8027mol三聚氰酰氯和92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，与室温搅拌l小时，抽滤，滤液蒸馏除去二氯甲烷。加入500ml氯苯，缓慢滴加50g，0.2736mol三聚氰酰氯，升温至回流反应，时间共9小时。反映结束，水解，用液碱中和，水蒸气蒸馏，得到式(I)化合物，收率82.7％。
实施例5：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-50℃，缓慢滴加2.0642mol乙酸酐和2.0642mol N，N-二甲基苄胺，滴加完毕后，与室温搅拌1小时，抽滤，滤液蒸馏除去二氯甲烷。加入500ml氯苯，缓慢滴加50g，0.2736mol三聚氰酰氯，升温至回流反应，时间共9小时。反映结束，水解，用液碱中和，水蒸气蒸馏，得到式(I)化合物，收率73％。
Claims (7)
1.一种2-氯-5-甲基吡啶（Ⅰ)化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）先将式(Ⅱ)化合物3-甲基吡啶氧化物加入到稀释剂中，冷却后，先慢速滴加亲电试剂，然后是有机氮碱，加入时应有搅拌，稀释剂与亲电试剂和有机氮碱的摩尔比为1:1-10:1-10，在-60-100℃条件下反应，得到式(Ⅲ)化合物，
式(Ⅲ)中，X代表脱氯的亲电试剂；
（2）将式(Ⅲ)化合物与氯化剂以摩尔比为1:0.1-20的比例作为反应物，以稀释剂或另外过量的氯化剂为溶剂，在常压或高压，40-200℃条件下反应，得到式2-氯-5-甲基吡啶化合物(Ⅰ)；
所述的亲电试剂为三聚氰酰氯。
2.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的有机氮碱为三(C1-C4烷基)胺、N,N-二(C1-C4烷基)苄胺、N,N-二(C1-C4烷基)胺、N,N-二(C1-C4烷基)环己胺或C1-C4烷基取代或无取代的吡啶。
3.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的有机氮碱为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二异丙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二乙基苄胺、吡啶、C1-C4烷基取代吡啶。
4.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的氯化剂为三氯化磷、三氯氧磷、五氯化磷、亚硫酰氯、硫酰氯、三聚氰酰氯、光气、双光气或固体光气。
5.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的稀释剂为脂肪族或芳香族卤代烃。
6.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于所述的稀释剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或二氯苯。
7.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于步骤（1）的优选反应温度为-40-10℃，3-甲基吡啶氧化物与亲电试剂和有机氮碱以摩尔比1:1.5-5:1.5-5的比例反应；步骤（2）的优选反应温度为100-140℃，式(Ⅲ)化合物与氯化剂以摩尔比为1:0.2-5的比例反应。
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