CN105037255B - 一种2‑氯‑5‑甲基吡啶的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2‑氯‑5‑甲基吡啶的合成方法，属于农药技术领域。该方法采用2‑氨基‑5‑甲基吡啶为原料，将2‑氨基‑5‑甲基吡啶溶解在浓盐酸里，通入过量的氯化氢气体饱和，双滴加硝酸和氯化亚砜溶液，反应结束后，用碱中和，分层，分离出油相，得产品2‑氯‑5‑甲基吡啶。该方法具有原料简单易得，操作步骤简单，反应快速，产物分离简单等优点。

Description

一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体的涉及一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法。
背景技术
2-氯-5-甲基吡啶是一种重要的“三药”中间体，可用于合成吡虫啉、吡虫清等烟碱类杀虫剂，这类杀虫剂具有广谱、安全、高效、低毒，持续周期长等优点。2-氯-5-甲基吡啶也可以作为除草剂吡氟氯禾草灵，吡氟禾草灵等的原料。
2-氯-5-甲基吡啶主要有直接氯化法，环合法，3-甲基吡啶氧化法，重氮化法等
直接氯化法：以3-甲基吡啶为原料，氯气为氯化剂，氯化钯作为催化剂，50-80℃条件下，直接氯化反应制备2-氯-5-甲基吡啶。此方法2-氯-5-甲基吡啶的收率只有62％，且催化剂价格昂贵，难以回收套用，不利于工业化生产。(CN101723882)
环合法：以环戊二烯、丙烯醛为原料，通过Diels-Alder反应、Michael加成反应合成2-氯-5-甲基吡啶。这条路线由美国瑞利公司开发，避免了其他氯化过程中生成的副产。但环戊二烯沸点低，容易自燃，自聚，同时该路线存在大量的“三废”问题，操作复杂，有安全隐患(US05229519)。以吗啉、丙醛为原料，经过环化、脱氢、氯化等步骤合成2-氯-5-甲基吡啶。此方法路线较长，环境污染严重，总体成本较高。(US4612377,US4645839)以苄胺、丙醛为原料，经过环化，三氯氧磷氯化合成2-氯-5-甲基吡啶。此方法产物与副产氯苄及溶剂分离困难，很难得到纯品。(EP0546418,US5304651)
3-甲基吡啶氧化法:以3-甲基吡啶氮氧化物为起始原料，在二异丙胺、二氯甲烷存在下，邻苯二甲酰氯，三氯化磷或者氯化磷酰胺为氯化试剂，合成2-氯-5-甲基吡。此方法步骤繁琐，产率低。(US4897488,US5010201,EP0438691)
重氮化法：将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸里，滴加亚硝酸钠水溶液，反应完毕，滴加液碱，得产品(桑德迈尔法)。此方法产率低(35-40％)，且有大量的废液产生，无法工业化生产。以2-氨基-5-甲基吡啶为原料，通过氯化氢和亚硝酸甲酯反应制备2-氯-5-甲基吡啶。此方法亚硝酸甲酯价格昂贵，且不易获得，不利于工业化生产。(EP0508217)以2-氨基-5-甲基吡啶为原料，溶解在浓盐酸里，通入过量的氯化氢气体饱和，导入亚硝酰氯气体，此反应产率较高(84％)，但有副产2-羟基-5-甲基吡啶生成，且氯气与一氧化氮合成的亚硝酰氯，成本较高，不易制备。(US5283338)
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题提供一种制备2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，具有原料简单易得，操作步骤简单，反应快速，产物分离简单等优点
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，该方法首先将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸中，并在该浓盐酸中通入过量的氯化氢气体至饱和，得到反应液；之后在该反应液中同时缓慢加入氯化亚砜和发烟硝酸至反应完毕；反应完毕后加入碱性溶液进行中和，分层，分离出油相，得到产品2-氯-5-甲基吡啶。
本发明技术方案中，反应温度为-20～50℃，优选反应温度为-5℃～50℃，最优选反应温度为20℃～50℃。
本发明技术方案中，2-氨基-5-甲基吡啶与浓盐酸的质量比为1：1～1：5。
本发明技术方案中，所述的浓盐酸的质量分数为36～38％。
本发明技术方案中，氯化亚砜的加入的速度为17～36g/h，发烟硝酸的加入的速度为10～15g/h；优选氯化亚砜的加入的速度为23～36g/h，发烟硝酸的加入的速度为12～15g/h。进一步优选氯化亚砜的加入的速度为23～30g/h，发烟硝酸的加入的速度为12～15g/h，最优选氯化亚砜的加入的速度为23～27g/h，发烟硝酸的加入的速度为12～13g/h。
本发明技术方案中，碱性溶液中的碱性试剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水和氨气中的至少一种。进一步说，所述的碱性溶液的质量浓度为20～40％，优选质量浓度为25～40％，最优先质量浓度为30～40％。
本发明的有益效果：
本发明方法具有原料简单易得，操作步骤简单，反应快速，产物分离简单、收率和纯度高等优点。特别是采用了特定的速度加入氯化亚砜和发烟硝酸，使得本发明显著减少副产物的生成，产物纯度高达99％的同时还能显著提高收率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
在温度为-20℃条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.1mol)2-氨基-5-甲基吡啶，10.8g质量分数为37％的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动泵控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度：氯化亚砜(23.8g/h)，发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用30％氢氧化钠溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶11.88g(纯度99％，收率92.2％)。
实施例2
在温度为-5℃条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.1mol)2-氨基-5-甲基吡啶，15g质量分数为37％的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动泵控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度：氯化亚砜(26.18g/h)，发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用40％氢氧化钾溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶11.91g(纯度99％，收率92.5％)。
实施例3
在室温条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.1mol)2-氨基-5-甲基吡啶，20g质量分数为37％的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动泵控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度：氯化亚砜(26.18g/h),发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用30％氢氧化钠溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶11.96g(纯度99％，收率92.9％)。
实施例4
在温度为-5℃条件下，在100mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.1mol)2-氨基-5-甲基吡啶，54g质量分数为37％的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动泵控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度：氯化亚砜(35.69g/h),发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用25％氨水溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶11.79g(纯度99％，收率91.5％)。
实施例5
在温度为50℃条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.1mol)2-氨基-5-甲基吡啶，20g质量分数为37％的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动泵控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度：氯化亚砜(26.18g/h),发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用30％氢氧化钠溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶12.08g(纯度99％，收率93.8％)。

Claims (9)

1.一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：该方法首先将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸中，并在该浓盐酸中通入过量的氯化氢气体至饱和，得到反应液；之后在该反应液中同时缓慢加入氯化亚砜和发烟硝酸至反应完毕，氯化亚砜的加入的速度为17～36g/h，发烟硝酸的加入的速度为10～15g/h；反应完毕后加入碱性溶液进行中和，分层，分离出油相，得到产品2-氯-5-甲基吡啶。
2.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：反应温度为-20～50℃。
3.根据权利要求2所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：反应温度为-5～50℃。
4.根据权利要求3所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：2-氨基-5-甲基吡啶与浓盐酸的质量比为1：1～1：5。
5.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：所述的浓盐酸的质量分数为36～38％。
6.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：氯化亚砜的加入的速度为23～36g/h，发烟硝酸的加入的速度为12～15g/h。
7.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：碱性溶液中的碱性试剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水和氨气中的至少一种。
8.根据权利要求1或7所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：碱性溶液的质量浓度为20～40％。
9.根据权利要求8所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于：碱性溶液的质量浓度为25～40％。
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