CN104447571A - 一种合成2-氯嘧啶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备2-氯嘧啶的方法。本发明首先将四烷氧基缩丙二醛与胍盐在极性溶剂中以强酸型离子交换树脂为催化剂在-5～0℃下进行环化反应2～6h，将环化反应的产物采用碱调节pH至7～8，而后减压蒸馏，得到2-氨基嘧啶，然后将2-氨基嘧啶以NaNO2、HCl和ZnCl2为催化剂，在-10～5℃下被还原即得到产品。通过上述的合成路线，获得了纯度较高、收率较高的2-氯嘧啶。
Description
技术领域
本发明涉及2-氯嘧啶制备的技术领域，尤其涉及一种合成2-氯嘧啶的方法。
背景技术
2-氯嘧啶又名2-氯吡啶啉，分子式为C4H3ClN2，其分子量为114.53，CAS号为1722-12-9，其为一种白色或淡黄色粉末，熔点为63～66℃，沸点为75～76℃，闪点为98℃。现有技术合成2-氯嘧啶的方法存在物的收率较低和产品纯度较低的技术缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种合成2-氯嘧啶的方法，该合成方法的产物的纯度较高、收率较高。
一种合成2-氯嘧啶的方法，包括以下步骤：
(1)将四烷氧基缩丙二醛(式A)与胍盐(式B)在极性溶剂中以强酸型离子交换树脂为催化剂在-5～0℃下进行环化反应2～6h，将环化反应的产物采用碱调节pH至7～8，而后减压蒸馏，得到2-氨基嘧啶(式C)，反应式如下，
其中，式A中R选自C1～4烷烃，式B中HX选自硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或至少两种；
(2)将2-氨基嘧啶以NaNO2、HCl和ZnCl2为催化剂，在-10～5℃下被还原，得到2-氯嘧啶(式D)，反应式如下，
上述合成方法的步骤(1)中，强酸型离子交换树脂可以为磺酸型离子交换树脂、盐酸型离子交换树脂或硫酸型离子交换树脂。于本发明中，对离子交换树脂具体型号、规格以及组成离子交换树脂的高分子树脂材料无特定限制，本领域从市售的各种规格和型号的离子交换树脂均适用于本合成方法。四烷氧基缩丙二醛与胍盐的摩尔比优选为1：1.1～1.4。环化反应优选为异丁醇溶剂中进行，当然其它本领域通用的用于有机反应的溶剂也可适用于本方法。减压蒸馏的温度和压力可根据2-氨基嘧啶的沸点等相关的物理属性来选择，也可参考现有技术中关于对2-氨基嘧啶的减压蒸馏的手段。
上述合成方法的步骤(2)中，2-氨基嘧啶、NaNO2、HCl和ZnCl2的摩尔比优选为1：2.4～2.8：2.5～3.5：3.2～4。还原反应在二氯甲烷的溶剂中进行。反应完毕后，可采用常规的手段对反应产物中的2-氯嘧啶进行分离提纯，例如，可以首选将反应产物用冷水使之形成水相和有机相，用二氯甲烷多次萃取水相而保留水相中的有机相，混合全部的有机相，对其加入干燥剂进行干燥和过滤，滤液蒸干即可得到产品2-氯嘧啶。
本发明首先将四烷氧基缩丙二醛与胍盐在极性溶剂中以强酸型离子交换树脂为催化剂在-5～0℃下进行环化反应2～6h，将环化反应的产物采用碱调节pH至7～8，而后减压蒸馏，得到2-氨基嘧啶，然后将2-氨基嘧啶以NaNO2、HCl和ZnCl2为催化剂，在-10～5℃下被还原即得到产品。通过上述的合成路线，获得了纯度较高、收率较高的2-氯嘧啶。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
以下实施所涉及的化工原料均为市售或本领域技术人员所熟知的方式来制得。限于篇幅，以下省去了这些化工原料具体来源途径，对此不应视为对本发明方案实施方式的质疑。
实施例1
将1mol四烷氧基缩丙二醛、1.1mol盐酸胍盐及0.1～0.2g磺酸型离子交换树脂加入四口瓶，在异丁醇溶剂中，搅拌，冰盐浴冷至-5℃，环合反应6h小时后，加入氢氧化钠调节pH至7，减压蒸馏后得到产品2-氨基嘧啶。
向250mL的反应器中加入2.5mol盐酸和80g二氯甲烷，然后在搅拌下加入1mol2-氨基嘧啶。在10～15℃下加入3.2mol ZnCl2，反应30min后，生成深黄色的悬浮物。然后冷却到-10℃，在氮气保护下在4h内缓慢加入2.4mol亚硝酸钠。继续通入氮气1h后，终止反应。将反应物倒入150mL水中冷却。分液，水相用40mL二氯甲烷萃取4～6次以收集其中的有机相，最后将所有的有机相用6～10g硫化钠干燥后过滤；在常压，45～50℃下浓缩滤液，回收二氯甲烷。然后减压(3.3kPa)浓缩，过滤后在40℃下干燥1～2h。最后得到淡黄色晶体，即为产品2-氯嘧啶。
实施例2
将1mol四烷氧基缩丙二醛、1.4mol盐酸胍盐及0.1～0.2g磺酸型离子交换树脂加入四口瓶，在异丁醇溶剂中，搅拌，冰盐浴冷至0℃，环合反应2h小时后，加入氢氧化钠调节pH至8，减压蒸馏后得到产品2-氨基嘧啶。
向250mL的反应器中加入3.5mol盐酸和80g二氯甲烷，然后在搅拌下加入1mol2-氨基嘧啶。在10～15℃下加入4mol ZnCl2，反应60min后，生成深黄色的悬浮物。然后冷却到5℃，在氮气保护下在3h内加入2.8mol亚硝酸钠。继续通入氮气0.5h后，终止反应。将反应物倒入150mL水中冷却。分液，水相用40mL二氯甲烷萃取4～6次以收集其中的有机相，最后将所有的有机相用6～10g硫化钠干燥后过滤；在常压，45～50℃下浓缩滤液，回收二氯甲烷。然后减压(3.3kPa)浓缩，过滤后在40℃下干燥1～2h。最后得到淡黄色晶体，即为产品2-氯嘧啶。
实施例3
将1mol四烷氧基缩丙二醛、1.3mol盐酸胍盐及0.1～0.2g磺酸型离子交换树脂加入四口瓶，在异丁醇溶剂中，搅拌，冰盐浴冷至-3℃，环合反应4h小时后，加入氢氧化钠调节pH至7.5，减压蒸馏后得到产品2-氨基嘧啶。
向250mL的反应器中加入3mol盐酸和80g二氯甲烷，然后在搅拌下加入1mol2-氨基嘧啶。在10～15℃下加入3.5mol ZnCl2，反应45min后，生成深黄色的悬浮物。然后冷却到0℃，在氮气保护下在3.5h内加入2.5mol亚硝酸钠。继续通入氮气40min后，将反应物倒入150mL水中冷却。分液，水相用40mL二氯甲烷萃取4～6次以收集其中的有机相，最后将所有的有机相用6～10g硫化钠干燥后过滤；在常压，45～50℃下浓缩滤液，回收二氯甲烷。然后减压(3.3kPa)浓缩，过滤后在40℃下干燥1～2h。最后得到淡黄色晶体，即为产品2-氯嘧啶。
实施例4
将1mol四烷氧基缩丙二醛、1.25mol盐酸胍盐及0.1～0.2g硫酸型离子交换树脂加入四口瓶，在异丁醇溶剂中，搅拌，冰盐浴冷至-3℃，环合反应3h小时后，加入氢氧化钠调节pH至7.5，减压蒸馏后得到产品2-氨基嘧啶。
向250mL的反应器中加入2.8mol盐酸和80g二氯甲烷，然后在搅拌下加入1mol2-氨基嘧啶。在10～15℃下加入3.6mol ZnCl2，反应40min后，生成深黄色的悬浮物。然后冷却到-5℃，在氮气保护下在3h内加入2.6mol亚硝酸钠。继续通入氮气50min后，终止反应。将反应物倒入150mL水中冷却。分液，水相用40mL二氯甲烷萃取4～6次以收集其中的有机相，最后将所有的有机相用6～10g硫化钠干燥后过滤；在常压，45～50℃下浓缩滤液，回收二氯甲烷。然后减压(3.3kPa)浓缩，过滤后在40℃下干燥1～2h。最后得到淡黄色晶体，即为产品2-氯嘧啶。
实施例5
将1mol四烷氧基缩丙二醛、1.35mol盐酸胍盐及0.1～0.2g硫酸型离子交换树脂加入四口瓶，在异丁醇溶剂中，搅拌，冰盐浴冷至-1℃，环合反应5h小时后，加入氢氧化钠调节pH至7，减压蒸馏后得到产品2-氨基嘧啶。
向250mL的反应器中加入3.2mol盐酸和80g二氯甲烷，然后在搅拌下加入1mol2-氨基嘧啶。在10～15℃下加入3.7mol ZnCl2，反应30min后，生成深黄色的悬浮物。然后冷却到0℃，在氮气保护下在3h内加入2.65mol亚硝酸钠。继续通入氮气0.5h后，将反应物倒入150mL水中冷却。分液，水相用40mL二氯甲烷萃取4～6次以收集其中的有机相，最后将所有的有机相用6～10g硫化钠干燥后过滤；在常压，45～50℃下浓缩滤液，回收二氯甲烷。然后减压(3.3kPa)浓缩，过滤后在40℃下干燥1～2h。最后得到淡黄色晶体，即为产品2-氯嘧啶。
将实施例1～5得到的2-氯嘧啶进行转化率和收率进行测试，值得说明的是，这些测试为本领域技术人员所熟悉的测试手段，具体的测试方法不在此赘述。其测试结果如下表：
表1
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (6)
1.一种合成2-氯嘧啶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将四烷氧基缩丙二醛(式A)与胍盐(式B)在极性溶剂中以强酸型离子交换树脂为催化剂在-5～0℃下进行环化反应2～6h，将环化反应的产物采用碱调节pH至7～8，而后减压蒸馏，得到2-氨基嘧啶(式C)，反应式如下，
其中，式A中R选自C1～4烷烃，式B中HX选自硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或至少两种；
(2)将2-氨基嘧啶以NaNO2、HCl和ZnCl2为催化剂，在-10～5℃下被还原，得到2-氯嘧啶(式D)，反应式如下，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述强酸型离子交换树脂为磺酸型离子交换树脂、盐酸型离子交换树脂或硫酸型离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述四烷氧基缩丙二醛与胍盐的摩尔比为1：1.1～1.4。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述环化反应在异丁醇溶剂中进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述2-氨基嘧啶、NaNO2、HCl和ZnCl2的摩尔比为1：2.4～2.8：2.5～3.5：3.2～4。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述还原反应在二氯甲烷的溶剂中进行。
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