CN103992266A - 2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，以2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶为原料与氰基乙酸酯、无机碱、醇类反应溶剂进行缩合反应，第一步缩合反应完成之后，直接加入无机酸进行下一步脱羧反应，再经纯化得到得到2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈。本发明具有原料易得、成本低、操作简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法。
背景技术
近年来,含氟杂环类农药的发展异常迅速,相关中间体的开发也成为关注的热点。2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈是氟代氮杂环类农药中重要的一种中间体, 结构式如下：
，
由它合成的农药,一类如吡氟禾草灵,氯氟乙禾灵,吡氟氯禾灵等除草剂,它们具有药效高,毒性低,污染小等特点；另一类如氟啶脲等苯甲酰脲类杀虫剂，作用机理独特,具有高效、低毒、对环境友好等显著特点。
由2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈合成的农药在美国、西欧、日本等发达国家已上升为除草剂、杀虫剂的骨干品种。而我国对这种高效、低用量农药中间体的研制步伐缓慢,影响了新农药的开发和工业化。因此,研发具有工业化前景的中间体合成方法意义重大。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种原料易得、成本低、操作简单的2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，包括以下步骤：
A、在20-25℃的条件下，将醇类反应溶剂加入到反应瓶中，再依次加入无机碱、氰基乙酸酯，搅拌20-30分钟；
B、温度至10-15℃，滴入2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加完后将温度升至35-40℃，反应2小时后反应完毕；
C、在35-40℃的条件下滴加浓度为47%的无机酸，滴加完毕后将温度升至70-100℃，反应6-10小时后反应完毕；
D、反应完毕后，在50-110℃的条件下直接蒸出反应溶剂，残余液体加入水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈。
使用物料的质量比为： 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶：氰基乙酸酯：无机碱：反应溶剂：无机酸：水=1:0.5-0.6:0.5-0.6:2-3:0.5-0.6:2-3。
本发明的进一步改进在于：醇类反应溶剂为乙二醇、甲醇、乙醇。
本发明的进一步改进在于：无机碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠。
本发明的进一步改进在于：氰基乙酸酯为氰基乙酸乙酯、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸叔丁酯。
本发明的进一步改进在于：无机酸为氢溴酸、醋酸、硝酸。
本发明的进一步改进在于：其反应式如下：
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明采用2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶来合成2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈，成本较低，操作步骤简单。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法的一种具体实施方式，包括以下步骤：在20-25℃的条件下，将醇类反应溶剂加入到反应瓶中，再依次加入无机碱、氰基乙酸酯，搅拌20-30分钟；温度至10-15℃，滴入2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加完后将温度升至35-40℃，反应2小时后反应完毕；在35-40℃的条件下滴加浓度为47%的无机酸，滴加完毕后将温度升至70-100℃，反应6-10小时后反应完毕；反应完毕后，在50-110℃的条件下直接蒸出反应溶剂，残余液体加入水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈。
其中，使用物料的质量比为： 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶：氰基乙酸酯：无机碱：反应溶剂：无机酸：水=1:0.5-0.6:0.5-0.6:2-3:0.5-0.6:2-3。醇类反应溶剂为乙二醇、甲醇、乙醇。无机碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠。氰基乙酸酯为氰基乙酸乙酯、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸叔丁酯。无机酸为氢溴酸、醋酸、硝酸。
实施例1
20-25℃将250ml无水乙二醇加入到1000ml反应瓶中，依次加入122.7g碳酸钠、57.6g氰基乙酸乙酯，搅拌20-30分钟；降温至10-15℃，滴加加入100g 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加后完升温至35-40℃，反应2小时，TLC显示反应完毕；此温度下，滴加158g 47%氢溴酸，滴加完毕后升温至90-100℃，反应6小时，TLC显示反应完毕；反应完毕后，100-110℃直接蒸出反应溶剂，残余液体加入200ml水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到目标产物。
反应产物的HPLC纯度：94%； 提纯后目标产物C8H4ClF3N2：元素分析方法测定的各元素理论值：C, 43.63; H, 2.56；N, 10.18，实测值：C, 43.65; H, 2.53；N, 10.17。
实施例2
20-25℃将250ml无水乙醇加入到1000ml反应瓶中，依次加入122.7g碳酸钠、57.6g氰基乙酸乙酯，搅拌20-30分钟；降温至10-15℃，滴加加入100g 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加后完升温至35-40℃，反应2小时，TLC显示反应完毕；此温度下，滴加158g 47%氢溴酸，滴加完毕后升温至70-75℃，反应10小时，TLC显示反应完毕；反应完毕后，50-60℃直接蒸出反应溶剂，残余液体加入200ml水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到目标产物。
反应产物的HPLC纯度：93%；提纯后目标产物C8H4ClF3N2：元素分析方法测定的各元素理论值：C, 43.63; H, 2.56；N, 10.18，实测值：C, 43.62; H, 2.58；N, 10.15。
实施例3
20-25℃将250ml无水乙二醇加入到1000ml反应瓶中，依次加入135.1g碳酸钾、57.6g氰基乙酸乙酯，搅拌20-30分钟；降温至10-15℃，滴加加入100g 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加后完升温至35-40℃，反应2小时，TLC显示反应完毕；此温度下，滴加158g 47%氢溴酸，滴加完毕后升温至90-100℃，反应6小时，TLC显示反应完毕；反应完毕后，100-110℃直接蒸出反应溶剂，残余液体加入200ml水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到目标产物。
反应产物的HPLC纯度：92%；提纯后目标产物C8H4ClF3N2：元素分析方法测定的各元素理论值：C, 43.63%; H, 2.56；N, 10.18，实测值：C, 43.60; H, 2.54；N, 10.19。
实施例4
20-25℃将250ml无水乙二醇加入到1000ml反应瓶中，依次加入122.7g碳酸钠、61.2g氰基乙酸叔丁酯，搅拌20-30分钟；降温至10-15℃，滴加加入100g 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加后完升温至35-40℃，反应2小时，TLC显示反应完毕；此温度下，滴加158g 47%氢溴酸，滴加完毕后升温至90-100℃，反应6小时，TLC显示反应完毕；反应完毕后，100-110℃直接蒸出反应溶剂，残余液体加入250ml水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到目标产物。
反应产物的HPLC纯度：94%；提纯后目标产物C8H4ClF3N2：元素分析方法测定的各元素理论值：C, 43.63; H, 2.56；N, 10.18，实测值：C, 43.64; H, 2.55；N, 10.19。
本发明采用2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶来合成2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈，成本较低，操作步骤简单。
Claims (8)
1.一种2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在20-25℃的条件下，将醇类反应溶剂加入到反应瓶中，再依次加入无机碱、氰基乙酸酯，搅拌20-30分钟；
B、温度至10-15℃，滴入2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加完后将温度升至35-40℃，反应2小时后反应完毕；
C、在35-40℃的条件下滴加浓度为47%的无机酸，滴加完毕后将温度升至70-100℃，反应6-10小时后反应完毕；
D、反应完毕后，在50-110℃的条件下直接蒸出反应溶剂，残余液体加入水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈。
2.根据权利要求1所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：使用物料的质量比为： 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶：氰基乙酸酯：无机碱：反应溶剂：无机酸：水=1:0.5-0.6:0.5-0.6:2-3:0.5-0.6:2-3。
3.根据权利要求1或2所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：所述醇类反应溶剂为乙二醇、甲醇、乙醇。
4.根据权利要求1或2所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠。
5.根据权利要求1或2所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：所述氰基乙酸酯为氰基乙酸乙酯、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸叔丁酯。
6.根据权利要求1或2所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：所述无机酸为氢溴酸、醋酸、硝酸。
7.根据权利要求1所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在20-25℃的条件下，将250ml无水乙二醇加入到1000ml的反应瓶中，再依次加入122.7g-135.1g碳酸钠、57.6g-61.2g氰基乙酸乙酯，搅拌20-30分钟；
B、温度至10-15℃，滴入100g 的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，滴加完后将温度升至35-40℃，反应2小时后反应完毕；
C、在35-40℃的条件下滴加158g的浓度为47%的氢溴酸，滴加完毕后将温度升至70-100℃，反应6-10小时后反应完毕；
D、反应完毕后，在50-110℃的条件下直接蒸出反应溶剂，残余液体加入200-250ml水，萃取分层，下层为有机相，有机相经过蒸馏提纯后得到2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈。
8.根据权利要求1所述2-[3-氯-5-（三氟甲基）-2-吡啶]乙腈的合成方法，其特征在于：反应式如下：
。
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