CN105753776A - 一种2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法 - Google Patents

一种2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种2,6二甲基3,5二氯4羟基吡啶的制备方法,所述方法以乙酰乙酸乙酯为原料,以弱碱性离子交换树脂为催化剂,在25~90℃条件下进行二聚反应,反应结束后,加入水并通入氨气在10~45℃进行氨化,再通入氯气在10~45℃进行氯化,反应液后处理,获得2,6二甲基3,5二氯4羟基吡啶;本发明以弱碱性离子交换树脂为催化剂,以乙酰乙酸乙酯为原料,采用串联技术制备目标产品,简化了单元反应,生产过程中易操作和后处理,反应结束后,只需对反应液进行过滤,滤饼回收催化剂,滤液重结晶就可以获得产物,产率达91.5%,产物分离纯化简单,无污染,是一种绿色制备方法。

Description

一种2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,尤其是一种在D301型弱碱性阴离子交换树脂催化剂作用下,由乙酰乙酸乙酯出发,采用串联反应技术制备2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的方法。
(二)背景技术
2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶为白色或类白色粉末,无臭。本品在甲醇或乙醇中极微溶解,在水、丙酮、乙醚或苯中不溶;在氢氧化钠试液中微溶。分子式C7H7Cl2NO,分子量192.04,熔点264~270℃。该产品是由美国Dow化学公司创制的防治鸡球虫病、卡氏白细胞原虫病的特效饲料添加剂,对鸡的生长、发育、产蛋也有良好的促进作用,能改善病鸡的饲料转化,提高饲料的利用率。目前,2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的合成方法主要是由脱氢醋酸出发,经水解、氨化和氯化制得。脱氢醋酸一般采用乙酰乙酸乙酯在碱性条件下互变异构聚合生成,或者由双乙烯酮二聚制得。
随着离子交换树脂技术的迅速发展和在化工行业的应用,采用新型高效的离子交换树脂作为催化剂,在催化反应的研究中受到了人们的关注,利用离子交换树脂作为催化剂,在反应体系中由于树脂的溶胀,具有均相催化反应的特点,即反应条件温和,副反应少,选择性好,有时可高达定量转化的程度,反应历程及活性中心比较易于阐明;同时又具有多相催化反应的特点,弥补了均相催化的不足。利用离子交换树脂作为催化剂可以把多相催化均相化,以保持原有的优点和弥补自身的不足,提高催化效率,是均相催化和多相催化在生产应用过程中的一个有发展前景的研究方向,是一种绿色化学合成技术。利用D301型离子交换树脂作为催化剂,由乙酰乙酸乙酯为原料,在D301型弱碱性阴离子交换树脂催化剂作用下,采用串联反应技术制备2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的方法尚未见报道。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种绿色合成2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的方法,即采用弱碱性离子交换树脂作为催化剂,以乙酰乙酸乙酯为原料制备2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的方法,该方法操作简便、环境友好,解决了现有制备方法产生污染的问题。
本发明采用的技术方案是:
本发明提供一种2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶(Ⅰ)的制备方法,所述方法以乙酰乙酸乙酯为原料,以弱碱性离子交换树脂为催化剂,在25~90℃条件下进行二聚反应,反应结束后,加入水并通入氨气在10~45℃进行氨化,再通入氯气在10~45℃进行氯化,反应液后处理,获得2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶。
反应式如下:
其中,式(Ⅱ)中R1、R2各自独立为甲基或氢原子。n表示聚合度,即分子中基本结构重复的次数。若为同一化学组成而聚合度不等的同系物的混合物,则n为该混合物的平均聚合度,即聚合度的平均值。本发明所述树脂为市售产品,推荐型号为:Styrene-DVB(D301R、D301T、D301G、D392、D380)的弱碱性离子交换树脂。
本发明所述二聚反应温度为25~90℃,反应时间为1~5小时,优选50~70℃反应2~3小时;氨化反应温度为10~45℃,反应时间为1~10小时,优选25~35℃反应5~6小时;氯化反应温度为10~45℃,反应时间为1~4小时,优选25~35℃反应2~3小时。
所述乙酰乙酸乙酯与弱碱性离子交换树脂质量比为1:0.1~0.5,优选0.2~0.3:1;所述氨气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为1~5:1,所述氯气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为1~3:1,优选乙酰乙酸乙酯与氨气和氯气的物质的量之比为1:3:2。
本发明所述的反应后处理方法为:在氯化反应结束后,反应液过滤,滤除弱碱性离子交换树脂与不溶固体,即滤饼,滤液蒸馏除去少量乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥得目标产品;滤除的弱碱性离子交换树脂与不溶固体用质量浓度10%氢氧化钠水溶液洗涤后,离子交换树脂可回收利用。
所述水加入量以乙酰乙酸乙酯物质的量计为100ml/mol。
优选,本发明所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法为:将乙酰乙酸乙酯和弱碱性离子交换树脂混合,在50~70℃条件下反应2~3小时,反应结束后,加入蒸馏水并通入氨气在25~35℃进行氨化反应5~6小时,再通入氯气在25~35℃进行氯化反应2~3小时,反应液过滤,滤饼用质量浓度10%氢氧化钠水溶液洗涤回收利用,滤液蒸馏除去乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥,获得2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶;所述乙酰乙酸乙酯与弱碱性离子交换树脂质量比为1:0.2~0.3;所述氨气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为3:1;所述氯气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为2:1;所述蒸馏水加入量以乙酰乙酸乙酯物质的量计为100ml/mol;所述弱碱性离子交换树脂为下列型号之一:D301R、D301T、D301G、D392、D380。
本发明与现有技术相比,其优势体现在:本发明以弱碱性离子交换树脂为催化剂,以乙酰乙酸乙酯为原料,采用串联技术制备目标产品,简化了单元反应,生产过程中易操作和后处理,反应结束后,只需对反应液进行过滤,滤饼回收催化剂,滤液重结晶就可以获得产物,产率达91.5%,产物分离纯化简单,无污染,在产品的制备中应用弱碱性离子交换树脂为催化剂的方法是一种绿色制备方法。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1
在500毫升三口瓶中,加入乙酰乙酸乙酯130克(1摩尔),Styrene-DVB(D301R)树脂39克,在60℃反应3小时,加入蒸馏水100毫升,在搅拌下通入氨气51克(3摩尔),在30℃反应5小时后,在搅拌下通入氯气142克(2摩尔),在30℃反应2小时,过滤,滤除Styrene-DVB(D301R)树脂和固体,滤饼用NaOH(质量浓度10%)水溶液100毫升洗涤后,Styrene-DVB(D301R)树脂可回收使用。滤液蒸馏除去少量乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥得目标产物87.4克,收率91%。熔点:265~268℃。HRMS(ESI):m/e=192(M+)。
实施例2
在500毫升三口瓶中,加入乙酰乙酸乙酯130克(1摩尔),Styrene-DVB(D301T)树脂39克,在30℃反应5小时,加入蒸馏水100毫升,在搅拌下通入氨气85克(5摩尔),在10℃反应2小时后,在搅拌下通入氯气142克(2摩尔),在30℃反应2小时,滤除Styrene-DVB(D301T)树脂和固体,滤饼用NaOH(质量浓度10%)水溶液100毫升洗涤后,Styrene-DVB(D301T)树脂可回收使用。滤液蒸馏除去少量乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥得目标产物87.8克,收率91.5%。熔点:265~268℃。HRMS(ESI):m/e=192(M+)。
实施例3
在500毫升三口瓶中,加入乙酰乙酸乙酯130克(1摩尔),Styrene-DVB(D301G)树脂39克,在60℃反应3小时,加入蒸馏水100毫升,在搅拌下通入氨气34克(2摩尔),在30℃反应5小时后,在搅拌下通入氯气71克(1摩尔),在10℃反应1小时,滤除Styrene-DVB(D301G)树脂和固体,滤饼用NaOH(质量浓度10%)水溶液100毫升洗涤后,Styrene-DVB(D301G)树脂可回收使用。滤液蒸馏除去少量乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥得目标产物87.0克,收率90.6%。熔点:265~268℃。HRMS(ESI):m/e=192(M+)。
实施例4
在500毫升三口瓶中,加入乙酰乙酸乙酯130克(1摩尔),Styrene-DVB(D392)树脂65克,在60℃反应3小时,加入蒸馏水100毫升,在搅拌下通入氨气51克(3摩尔),在30℃反应5小时后,在搅拌下通入氯气213克(3摩尔),在30℃反应1小时,滤除Styrene-DVB(D392)树脂和固体,滤饼用NaOH(质量浓度10%)水溶液100毫升洗涤后,Styrene-DVB(D392)树脂可回收使用。滤液蒸馏除去少量乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥得目标产物87.6克,收率91.3%。熔点:265~268℃。HRMS(ESI):m/e=192(M+)。
实施例5
在500毫升三口瓶中,加入乙酰乙酸乙酯130克(1摩尔),Styrene-DVB(D380)树脂13克,在90℃反应6小时,加入蒸馏水100毫升,在搅拌下通入氨气51克(3摩尔),在30℃反应5小时后,在搅拌下通入氯气142克(2摩尔),在30℃反应2小时,滤除Styrene-DVB(D380)树脂和固体,滤饼用NaOH(质量浓度10%)水溶液100毫升洗涤后,Styrene-DVB(D380)树脂可回收使用。滤液蒸馏除去少量乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥得目标产物87.4克,收率91%。熔点:265~268℃。HRMS(ESI):m/e=192(M+)。

Claims (10)

1.一种2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述方法以乙酰乙酸乙酯为原料,以弱碱性离子交换树脂为催化剂,在25~90℃条件下进行二聚反应,反应结束后,加入水并通入氨气在10~45℃进行氨化,再通入氯气在10~45℃进行氯化,反应液后处理,获得2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶。
2.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述弱碱性离子交换树脂为下列型号之一:D301 R、D301 T、D301 G、D392、D380。
3.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述乙酰乙酸乙酯与弱碱性离子交换树脂质量比为1:0.1~0.5。
4.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述氨气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为1~5:1,所述氯气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为1~3:1。
5.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述二聚反应温度为50~70℃,反应时间为2~3小时。
6.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述氨化反应温度为25~35℃,反应时间为5~6小时。
7.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述氯化反应温度为25~35℃,反应时间为2~3小时。
8.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述反应液后处理方法为:在氯化反应结束后,反应液过滤,滤饼用质量浓度10%氢氧化钠水溶液洗涤回收利用,滤液蒸馏除去乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥,获得2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶。
9.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述水加入量以乙酰乙酸乙酯物质的量计为100ml/mol。
10.如权利要求1所述2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶的制备方法,其特征在于所述方法为:将乙酰乙酸乙酯和弱碱性离子交换树脂混合,在50~70℃条件下反应2~3小时,反应结束后,加入蒸馏水并通入氨气在25~35℃进行氨化反应5~6小时,再通入氯气在25~35℃进行氯化反应2~3小时,反应液过滤,滤饼用质量浓度10%氢氧化钠水溶液洗涤回收利用,滤液蒸馏除去乙醇,静置析出结晶,过滤,干燥,获得2,6-二甲基-3,5-二氯-4-羟基吡啶;所述乙酰乙酸乙酯与弱碱性离子交换树脂质量比为1:0.2~0.3;所述氨气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为3:1;所述氯气通入量与乙酰乙酸乙酯物质的量之比为2:1;所述蒸馏水加入量以乙酰乙酸乙酯物质的量计为100ml/mol;所述弱碱性离子交换树脂为下列型号之一:D301 R、D301 T、D301 G、D392、D380。
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