CN102351785B - 制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，包括酯化反应、加成反应、环合反应、水解反应等步骤。本发明使用三氯乙酰氯作为环合反应的氯化剂，过量的三氯乙酰氯可以通过滴加醇类转化成三氯乙酸酯，解决了环合转料困难的问题，降低了高腐蚀性氯化剂对人体的伤害；关键是三氯乙酸酯还可继续用作加成原料，大大提高了三氯乙酰氯的利用率，降低了含磷废水的排放，醇钠mol收率可达68%。

Description

制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法
技术领域
本发明涉及一种3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法。
背景技术
3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠是合成杀虫剂毒死蜱、甲基毒死蜱和除草剂绿草定的重要中间体。醇钠的合成反应条件苛刻、技术难度大、生产成本高，是影响下游产品生产能力和成本的主要因素。目前工业上合成醇钠比较经济可行的路线是三氯乙酰氯法。该方法主要缺点是醇钠含量和收率均不理想，一般收率不超过65％，且“三废”排放量大。
针对以上缺陷，近年来国内外专利提出了一种制备四氯吡啶及三氯吡啶醇钠的新工艺。美国专利5618942将2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯与三氯氧磷在HCl的催化下制备四氯吡啶，当使用丁酸乙酯时，四氯吡啶的收率高达90.6%。中国专利200410014480.3以三氯乙醛为起点，经氧化、酯化、加成、环合、水解得三氯吡啶醇钠，总收率约为75%。在这两篇专利中，环合这一步均使用三氯氧磷作为氯化剂，腐蚀设备且后处理困难，物料损失大，不利于人员身体健康及工业化生产。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种醇钠收率高的制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法。
本发明的技术解决方案是：
一种制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，其特征是：包括下列步骤：
（1） 酯化反应
将三氯乙酰氯加入四口烧瓶中，搅拌下滴加醇类（三氯乙酰氯摩尔量的1~2倍），30~60min滴完，后在50~60℃保温30~60min，蒸馏除去过量的醇类，得三氯乙酸酯。
（2） 加成反应
将上述三氯乙酸酯与催化剂（用量为三氯乙酸酯质量的0.5~5%）加入四口烧瓶中，搅拌升温至100~150℃滴加丙烯腈（用量为三氯乙酸酯摩尔量的1.1~1.5倍），2~3h滴完，后升温至130~150℃维持2~5小时。蒸馏除去过量的丙烯腈，抽滤得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯。
（3） 环合反应
将上述2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯与三氯乙酰氯（2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯摩尔量的2~8倍）及醇类（加入量为反应体系总摩尔数的1~15‰）加入高压釜中，升温至120~150℃反应5~10h，后降温卸压﹝降温到20～70℃,最佳为46～58℃；卸压到常压，必要时可以采用微负压（绝对压强不小于0.09MPa，不大于0.1MPa）操作﹞滴入醇类（加入量为三氯乙酰氯摩尔数的1.1~5倍，优选1.1~2倍），转移出料液进行水蒸气蒸馏得四氯吡啶，釜残蒸馏出三氯乙酸酯回收套用。
（4） 水解反应
将上述四氯吡啶与10~20%的NaOH溶液（以NaOH计为四氯吡啶摩尔量的2~4倍）及催化剂（用量为四氯吡啶质量的0.5~5%）加入四口烧瓶中，升温至回流温度反应8~12h后抽滤，经干燥得3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠。
或者将四氯吡啶与10~20%的NaOH溶液（以NaOH计为四氯吡啶摩尔量的2~4倍）加入密闭反应釜中，升温至120℃，维持搅拌，5～7小时降温过滤，经干燥得3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠。
酯化反应所用醇类为C1~C6的醇。
加成反应所用催化剂为CuCl、Cu(OAc)2、Cu2O、CuO、CuSO4、Cu(NO3)2中的一种或几种。
水解反应所用催化剂为CuI与苄基三乙基氯化铵的混合物、CuI与乌洛托品混合物、CuI与六甲基磷酰三胺混合物、CuI与聚乙二醇混合物中的一种或几种；其中CuI占催化剂总重量的18％～24％。
环合反应所用的醇类为为C1~C6的醇。
本发明的优点在于创造性地使用三氯乙酰氯作为环合反应的氯化剂，过量的三氯乙酰氯可以通过滴加醇类转化成三氯乙酸酯，解决了环合转料困难的问题，降低了高腐蚀性氯化剂对人体的伤害；关键是三氯乙酸酯还可继续用作加成原料，大大提高了三氯乙酰氯的利用率，降低了含磷废水的排放，醇钠mol收率可达68%。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1：
将100.00g 99.5%的三氯乙酰氯加入250ml四口烧瓶中，搅拌下滴加99.5%的甲醇19.34g，半小时滴完，后在60℃保温半小时，蒸馏除去过量的甲醇，得含量98%的三氯乙酸甲酯98.03g，收率达99%。
将上述三氯乙酸甲酯与0.96gCuCl加入250ml四口烧瓶中，搅拌升温至140℃滴加40.16g丙烯腈，3h滴完，后升温至140℃维持3小时。蒸馏除去过量的丙烯腈，抽滤得到含量78%的2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯135.95g，收率达85%。
将上述2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯与252.45g 99.5%的三氯乙酰氯及3.88g甲醇加入1L高压釜中，升温至140℃维持8h，后降温卸压﹝降温到20～70℃,最佳为46～58℃；卸压到常压﹞滴入甲醇（加入量为三氯乙酰氯摩尔数的1.5倍），转移出料液进行水蒸气蒸馏，经干燥后得含量95%的四氯吡啶87.22g，收率83%。
将上述四氯吡啶与342.28g 15%的NaOH溶液及0.93g苄基三乙基氯化铵和CuI混合物（CuI占催化剂总重的20％）加入500ml四口烧瓶中，升温至回流温度反应10h后抽滤，经干燥得含量91.75%的3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠90.17g，收率98%。
以酯化时加入的三氯乙酰氯计醇钠的总收率达68.44%。
实施例2：
重复实施例1，但加成时用Cu2O代替CuCl，得到含量78%的3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠81.91g，收率53%。
实施例3：
重复实施例1，但环合时维持反应4h，得到含量75%的3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠80.37g，收率50%。
实施例4：
重复实施例1，但水解时用乌洛托品与CuI混合物代替苄基三乙基氯化铵与CuI混合物，得到含量87%的3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠94.22g，收率68%。
实施例5：
重复实施例1，但水解时用密闭反应釜进行，升温到120℃维持6小时，经干燥得含量90.61%的3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠94.41g，收率68.21%。
实施例6：
一种制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，其特征是：包括下列步骤：
（1） 酯化反应
将三氯乙酰氯加入四口烧瓶中，搅拌下滴加醇类（三氯乙酰氯摩尔量的1~2倍），30~60min滴完，后在50~60℃保温30~60min，蒸馏除去过量的醇类，得三氯乙酸酯。
（2） 加成反应
将上述三氯乙酸酯与催化剂（用量为三氯乙酸酯质量的0.5~5%）加入四口烧瓶中，搅拌升温至100~150℃滴加丙烯腈（用量为三氯乙酸酯摩尔量的1.1~1.5倍），2~3h滴完，后升温至130~150℃维持2~5小时。蒸馏除去过量的丙烯腈，抽滤得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯。
（3） 环合反应
将上述2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯与三氯乙酰氯（2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯摩尔量的2~8倍）及醇类加入高压釜中，升温至120~150℃反应5~10h，后降温卸压滴入醇类，转移出料液进行水蒸气蒸馏得四氯吡啶，釜残蒸馏出三氯乙酸酯回收套用。
（4） 水解反应
将上述四氯吡啶与10~20%的NaOH溶液（以NaOH计为四氯吡啶摩尔量的2~4倍）及催化剂（用量为四氯吡啶质量的0.5~5%）加入四口烧瓶中，升温至回流温度反应8~12h后抽滤，经干燥得3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠。
或者将四氯吡啶与10~20%的NaOH溶液（以NaOH计为四氯吡啶摩尔量的2~4倍）加入密闭反应釜中，升温至120℃，维持搅拌，5～7小时降温过滤，经干燥得3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠。收率大于68%。

Claims (4)

1.一种制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，其特征是：包括下列步骤：
（1）酯化反应
在三氯乙酰氯中加入醇类，反应，得三氯乙酸酯；
（2） 加成反应
将上述三氯乙酸酯与丙烯腈在催化剂存在下反应，得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯；
（3） 环合反应
将上述2,2,4-三氯-4-氰基丁酸酯与三氯乙酰氯及醇类加入高压釜中，升温至120~150℃反应5~10h，后降温卸压滴入醇类，转移出料液进行水蒸气蒸馏得四氯吡啶，釜残蒸馏出三氯乙酸酯回收套用；
（4） 水解反应
将上述四氯吡啶与10~20%的NaOH溶液及催化剂反应8~12h后抽滤，经干燥得3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠；
或者将四氯吡啶与10~20%的NaOH溶液加入密闭反应釜中，升温至120℃，维持搅拌，5～7小时降温过滤，经干燥得3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠；
加成反应所用催化剂为CuCl、Cu(OAc)2、Cu2O、CuO、CuSO4、Cu(NO3)2中的一种或几种；水解反应所用催化剂为CuI与苄基三乙基氯化铵的混合物、CuI与乌洛托品混合物、CuI与六甲基磷酰三胺混合物、CuI与聚乙二醇混合物中的一种或几种。 
2.根据权利要求1所述的制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，其特征是：酯化反应所用醇类为C1~C6的醇。
3.根据权利要求1或2所述的制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，其特征是：水解反应所用催化剂中CuI占催化剂总重量的18％～24％。
4.根据权利要求1或2所述的制备3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠的方法，其特征是：环合反应所用的醇类为C1~C6的醇。 
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