CN105646368A - 一种2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的制备方法 - Google Patents

一种2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的制备方法 Download PDF

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李超
孔建
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    • C07D239/32—One oxygen, sulfur or nitrogen atom
    • C07D239/34—One oxygen atom

Abstract

本发明公开了一种2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成方法，属于农药中间体化工工艺技术领域。其工艺过程概括为：向反应体系中加入2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶、溶剂、催化剂并开动搅拌，在光气、双光气或三光气作为氯化剂的情况下升温回流反应。反应完成后经简单的淬灭后处理工艺，得到高收率、高纯度的目标产物。本发明工艺反应条件温和、经济有效，与已有目标产物合成工艺相比更加绿色化，易于实现工业化生产。

Description

一种2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的制备方法
技术领域
本发明属于农药中间体的制备技术领域，具体涉及2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的制备方法。
背景技术
2-氨基-5,8-二甲氧基[1,2,4]三唑[1,5-c]嘧啶(简称DAT)是一种高效、低毒新型磺酰胺类除草剂五氟磺草胺的重要中间体，公知的DAT的制备过程中，需要以2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶为起始原料。中国发明专利授权公告号CN101486684和专利申请公告号CN104326988中均选择用大大过量的三氯氧磷作为氯化试剂来制备2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶。但是，这些制备方法中三氯氧磷用量非常大，后处理过程中需用到大量冰水淬灭体系，从而形成大量含磷废水，难以处理且不利于绿色化生产。从绿色生产的角度出发，有必要摆脱依赖三氯氧磷作为氯化剂的局面，探索一种合成方便、经济有效且对环境影响较小的制备方法。
发明内容
本发明的任务在于提供一种与现有技术完全不同的2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的新型制备方法。本发明的制备方法经济清洁，产物收率高，适合工业化生产。
本发明的技术方案如下：
一种2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成方法，该方法步骤如下：
(1)向反应瓶中加入2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶、溶剂和催化剂并混合均匀，加热回流搅拌条件下加入双光气、三光气或者通入光气进行氯化反应；
(2)将反应瓶内回流反应的体系降温，通入氮气以除去体系内残余光气。加入水搅拌，水洗分层后，水层再用有机溶剂进行萃取，将有机层合并，最后将有机相进行减压浓缩得到所述2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶。所述有机层合并是指：水洗后分为水层和有机层，将水层再用有机溶剂萃取后又分为水层和有机层，将两次所得有机层合并。
上述步骤(1)中，当氯化试剂为光气时，2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶与光气摩尔比是1mol：(1ˉ20)mol；当氯化试剂为双光气时，2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶与双光气的摩尔比为1mol：(1ˉ10)mol；当氯化试剂为三光气时，2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶与三光气的摩尔比为1mol：(1ˉ7)mol；所述催化剂为三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶或N,N-二甲基苯胺之任意一种或任意组合；所述回流反应的反应温度为80ˉ180℃，反应时间为4-24h。
上述步骤(2)中，回流反应后的体系降温至0ˉ40℃进行水洗。
上述步骤(1)和步骤(2)中，所述溶剂为腈、二醇、卤代烷或者芳烃、卤代芳烃之任意一种或任意组合。优选乙腈、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、甲苯或氯苯。
上述步骤(1)中，所述催化剂为胺类、吡啶类或者酰胺类之任意一种或任意组合。优选三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶或N,N-二甲基苯胺。
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明工艺条件选择合理，通过使用光气、双光气或三光气作为氯化试剂，避免了剧毒三氯氧磷的使用，从而减少了含磷废水的生成，而且后处理简化，放热量小，易于实现工业化生产。
2、本发明所得最终产品2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶状态为灰白色固体，收率高(70ˉ90％)，纯度高(97.0ˉ99.0％)。
具体实施方式
本发明2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的新型制备方法，具体步骤如下：
实施例1：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、三乙胺5.1g(5mol％)和乙腈200mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至80℃回流搅拌30分钟。然后开始缓慢通入光气，保持通入速度为2克/分钟，光气的通入量为2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶摩尔量的4倍，回流反应进行20小时。反应结束后，停止通入光气，将温度降低至室温后通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为98.4％，产率为74％。
实施例2：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、N,N-二甲基甲酰胺7.4g(10mol％)和乙二醇二甲醚200mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至100℃回流搅拌30分钟。然后开始缓慢通入光气，保持通入速度为2克/分钟，光气的通入量为2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶摩尔量的4倍，回流反应进行20小时。反应结束后，停止通入光气，将温度降低至室温后通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为97.4％，产率为83％。
实施例3：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、N,N-二甲基苯胺24.2g(20mol％)、双光气989.2g(5.0mol)和1,4-二氧六环300mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至110℃回流搅拌反应20小时。反应结束后，将温度降低至室温通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为98.3％，产率为82％。
实施例4：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、吡啶19.8g(25mol％)、三光气890.3g(3.0mol)和1,2-二氯乙烷400mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至95℃回流搅拌反应20小时。反应结束后，将温度降低至室温通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为98.3％，产率为73％。
实施例5：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、4-二甲氨基吡啶36.9g(30mol％)和甲苯300mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至110℃回流搅拌30分钟。然后开始缓慢通入光气，保持通入速度为2克/分钟，光气的通入量为2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶摩尔量的4倍，回流反应进行20小时。反应结束后，停止通入光气，将温度降低至室温后通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为98.4％，产率为74％。
实施例6：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、N,N-二甲基苯胺48.5g(40mol％)和氯苯400mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至130℃回流搅拌30分钟。然后开始缓慢通入光气，保持通入速度为2克/分钟，光气的通入量为2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶摩尔量的4倍，回流反应进行20小时。反应结束后，停止通入光气，将温度降低至室温后通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为99.0％，产率为85％。
实施例7：
将2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶142.1g(1.0mol)、4-二甲氨基吡啶1.3g(1mol％)、三光气890.3g(3.0mol)和1,2-二氯乙烷500mL投入一个装有温度计、回流冷凝器、滴液漏斗及机械搅拌的1000mL的三颈烧瓶中，缓慢升温至95℃回流搅拌反应20小时。反应结束后，将温度降低至室温通入氮气以除去体系中残留光气。然后减压过滤除去固体，滤液中加入100mL水搅拌30分钟，然后分液除去水相。水相用100mL乙腈萃取后合并两次有机相，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得到灰白色固体，纯度为97.1％，产率为89％。

Claims (8)

1.一种2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)向反应瓶中加入2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶、溶剂和催化剂并混合均匀，加热回流搅拌条件下通入光气、双光气或三光气进行氯化反应；
(2)将反应瓶内回流反应体系降温，通入氮气除去体系内残余光气；加入水搅拌，水洗分层后，水层再用溶剂进行萃取，将有机层合并，最后将有机相进行减压浓缩得到所述2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶。
2.根据权利要求1所述的2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶、溶剂和催化剂的摩尔比为1mol：(200～500)mL：(1％～40％)mol。
3.根据权利要求1所述的2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，当氯化试剂为光气时，2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶与光气摩尔比是1mol：(1～20)mol；当氯化试剂为双光气时，2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶与双光气的摩尔比为1mol：(1～10)mol；当氯化试剂为三光气时，2,4-二羟基-5-甲氧基嘧啶与三光气的摩尔比为1mol：(1～7)mol。
4.根据权利要求1所述的2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成方法，其特征在于：所述溶剂为腈、二醇、卤代烷或者芳烃、卤代芳烃之任意一种或任意组合。
5.根据权利要求4，所述溶剂为乙腈、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、甲苯或氯苯。
6.根据权利要求1所述的2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成方法，其特征在于：所述催化剂为胺类、吡啶类或者酰胺类之任意一种或任意组合。
7.根据权利要求6，所述催化剂为三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶或N,N-二甲基苯胺。
8.根据权利要求1所述的2,4-二氯-5-甲氧基嘧啶的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述回流反应的反应温度为80～130℃。
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