CN104829525B - 一种连续化反应生产2-氯-3-氰基吡啶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成领域，具体是涉及一种2-氯-3-氰基吡啶的生产方法。其以3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺为原料，三者同时连续滴加入第一反应器中，控制反应温度-10℃~40℃；第一反应器中的反应液连续地进入串联的后续反应器中，反应温度为80~100℃，停留时间1~2小时后，将反应液蒸馏回收三氯氧磷，水析获得2-氯-3-氰基吡啶。该方法采用连续化反应思路，涉及的反应器内反应条件平稳，便于实现自动化控制，具有工艺安全、生产效率高、产品质量稳定等优点。

Description

一种连续化反应生产2-氯-3-氰基吡啶的方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体是涉及一种2-氯-3-氰基吡啶的生产方法。
背景技术
2-氯烟酸是一种重要的农药和医药中间体，用于制备抗艾滋病药萘韦拉平、新型除草剂烟嘧磺隆、吡氟酰草胺等。2-氯-3-氰基吡啶是合成2-氯烟酸的重要中间体，其经过碱性水解、酸化后得到2-氯烟酸。2-氯-3-氰基吡啶的传统生产方法采用釜式间歇反应，在反应釜内投入三氯氧磷和3-氰基吡啶氮氧化物(或烟酰胺氮氧化物、烟酸氮氧化物及其混合物)，在5~40℃间滴加缚酸剂三乙胺；三乙胺滴加完成后缓慢升温至80~100℃并保温2~3小时，升温过程不能太快，尤其是在40~70℃期间升温太快容易使反应失控发生冲料；氯化反应结束后蒸馏回收过量的三氯氧磷，之后水析得到2-氯-3-氰基吡啶。该步反应涉及到降温和升温，且温度控制不好容易冲料，间歇操作劳动强度大，生产效率较低，是2-氯烟酸生产过程中难度最大的一步反应。目前尚无关于连续化反应生产2-氯-3-氰基吡啶的报道，所述2-氯-3-氰基吡啶的结构式如下：
专利CN200710072672公开了一种2-氯-3-氰基吡啶的制备方法，其以3-氰基吡啶为原料，通过过氧化氢制备烟酰胺-N-氧化物，然后向烟酰胺-N-氧化物两次滴加三氯氧磷，在35～80℃反应7～25小时，进而蒸馏水析获得。虽然该反应方法选择性高、副产品少，但是其仍无法解决生产效率低和反应条件控制难等技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种连续化反应生产2-氯-3-氰基吡啶的方法。该方法采用连续化反应思路，涉及的反应器内反应条件平稳，便于实现自动化控制，具有工艺安全、生产效率高、产品质量稳定等优点。
本发明的一个目的是提供一种连续化反应制备2-氯-3-氰基吡啶的方法，其以3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺为原料，三者同时连续滴加入第一反应器中，控制反应温度-10℃~40℃；第一反应器中的反应液连续地进入串联的后续反应器中，最终在80~100℃停留1~2小时后，将反应液蒸馏回收三氯氧磷，水析获得2-氯-3-氰基吡啶。
在本发明中，所述3-氰基吡啶氮氧化物也可以为烟酰胺氮氧化物、烟酸氮氧化物或其混合物，所述3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺的重量比为1：5~50：0.7~1.3，优选为1：5：0.8。
在本发明进一步地实施方案中，所述后续反应器的个数可以为1个或多个串联，当后续反应器的个数不为1时，各后续反应器中的反应温度依次递升直至最终反应温度80~100℃。各后续反应器中的停留时间可以通过调整进料量或反应器的容量而获得。
在本发明优选的实施方案中，所述反应器为3个串联，第一反应器中的温度为20℃~25℃，第二反应器的温度为40~50℃，第三反应器的温度为80~90℃，各反应器中物料停留时间为1~2小时。
在本发明的制备方法中，所有反应器可以为釜式或管道式反应器。
附图说明
图1本发明制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及进一步的详细说明来举例说明本发明。需要指出的是，以下说明仅仅是对本发明要求保护的技术方案的举例说明，并非对这些技术方案的任何限制。本发明的保护范围以所附权利要求书记载的内容为准。
在本发明的制备方法中，反应原理为：
实施例1
3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺的重量比为1：5：0.8的比例连续地加入1号反应釜中，通过控制进料速度以维持反应器内温度20℃~25℃；反应液从1号反应釜依次进入2号、3号反应釜，控制2号釜温度40~50℃，控制3号釜温度80~90℃，反应液在3号釜的平均停留时间控制在1~2小时，3号釜内的反应液连续进入后续的蒸馏回收系统。
上述反应液在减压下蒸馏回收三氯氧磷，回收终点真空度在-0.06~-0.09MPa，温度在85~105℃，并且没有明显三氯氧磷馏出。
回收三氯氧磷后的浓缩液缓慢放入10倍水中析出2-氯-3-氰基吡啶，控制放料温度不高于50℃，放料完毕降温至40℃以下并保温搅拌1~1.5小时，抽滤，2×2倍水洗后得到2-氯-3-氰基吡啶，纯度99%，折纯重量收率96%，6-氯-3-氰基吡啶含量0.5%。
实施例2
3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺的重量比为1：5：0.8的比例连续地加入1号反应釜中，通过控制进料速度以维持反应器内温度20℃~25℃；反应液从1号反应釜进入2号反应釜，控制2号釜温度80~90℃，反应液在2号釜的平均停留时间控制在1~2小时，2号釜内的反应液连续进入后续的蒸馏回收系统。
上述反应液在减压下蒸馏回收三氯氧磷，回收终点真空度在-0.06~-0.09MPa，温度在85~105℃，并且没有明显三氯氧磷馏出。
回收三氯氧磷后的浓缩液缓慢放入10倍水中析出2-氯-3-氰基吡啶，控制放料温度不高于50℃，放料完毕降温至40℃以下并保温搅拌1~1.5小时，抽滤，2×2倍水洗后得到2-氯-3-氰基吡啶，纯度99%，折纯重量收率94%，6-氯-3-氰基吡啶含量0.5%。
实施例3
3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷以重量比为1：5的比例连续地加入1号反应釜中；反应液从1号反应釜溢流进入2号反应釜，以3-氰基吡啶氮氧化物、三乙胺重量比为1：0.8的比例将三乙胺连续地加入2号反应釜中，控制反应温度20℃~25℃；反应液从2号反应釜进入3号反应釜，控制3号釜温度80~90℃，反应液在3号釜的平均停留时间控制在1~2小时，3号釜内的反应液连续进入后续的蒸馏回收系统。
上述反应液在减压下蒸馏回收三氯氧磷，回收终点真空度在-0.06~-0.09MPa，温度在85~105℃，并且没有明显三氯氧磷馏出。
回收三氯氧磷后的浓缩液缓慢放入10倍水中析出2-氯-3-氰基吡啶，控制放料温度不高于50℃，放料完毕降温至40℃以下并保温搅拌1~1.5小时，抽滤，2×2倍水洗后得到2-氯-3-氰基吡啶，纯度99%，折纯重量收率93%，6-氯-3-氰基吡啶含量0.5%。
实施例4(常规方法)
3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷以重量比为1：5的比例投入反应釜中；以3-氰基吡啶氮氧化物、三乙胺重量比为1：0.8的比例将三乙胺缓慢地滴入反应釜中，控制反应温度20℃~25℃；三乙胺滴加完毕后在20℃~25℃保温1小时，之后再缓慢升温至40~50℃保温1小时，80~90℃保温1~2小时。
上述反应液在减压下蒸馏回收三氯氧磷，回收终点真空度在-0.06~-0.09MPa，温度在85~105℃，并且没有明显三氯氧磷馏出。
回收三氯氧磷后的浓缩液缓慢放入10倍水中析出2-氯-3-氰基吡啶，控制放料温度不高于50℃，放料完毕降温至40℃以下并保温搅拌1~1.5小时，抽滤，2×2倍水洗后得到2-氯-3-氰基吡啶，纯度97%，折纯重量收率86%，6-氯-3-氰基吡啶含量1.5%。
本发明与常规方法效果对比：
本发明内容仅仅举例说明了要求保护的一些具体实施方案，其中一个或更多个技术方案中所记载的技术特征可以与任意的一个或多个技术方案相组合，这些经组合而得到的技术方案也在本申请保护范围内，就像这些经组合而得到的技术方案已经在本发明公开内容中具体记载一样。

Claims (3)

1.一种连续化反应制备2-氯-3-氰基吡啶的方法，其以3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺为原料，三者连续加入第一反应器中，控制反应温度-10℃~40℃；第一反应器中的反应液连续地进入串联的第二反应器中进行保温反应，第二反应器的温度为40~80℃，第三反应器的温度为80~110℃，各反应器中物料停留时间为1~2小时；将反应液蒸馏回收三氯氧磷，水析获得2-氯-3-氰基吡啶；
所述3-氰基吡啶氮氧化物、三氯氧磷和三乙胺的重量比为1：5：0.8。
2.根据权利要求1所述的制备2-氯-3-氰基吡啶的方法，其特征在于，各反应器中的停留时间可以通过调整进料量或反应器的容量而获得。
3.根据权利要求1-2任一项所述的制备2-氯-3-氰基吡啶的方法，其特征在于，所有反应器可以为釜式或管道式反应器。
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