CN107513036A - 2,3,6‑三氯吡啶的重结晶纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化合物提纯领域,具体涉及一种2,3,6‑三氯吡啶的重结晶纯化方法。本发明要解决的技术问题是提供一种更为简单有效、成本更低的2,3,6‑三氯吡啶的纯化新方法。2,3,6‑三氯吡啶的重结晶纯化方法,包括以下步骤:将2,3,6‑三氯吡啶粗品与溶剂按固液质量比为1:1~4混合,加热至固体全部溶解,冷却至10~30℃,经结晶、过滤、干燥,得2,3,6‑三氯吡啶成品。本发明方法通过对重结晶过程中重结晶溶剂及其用量、结晶温度等参数的控制,将2,3,6‑三氯吡啶纯度提高了3~15%,重结晶成品纯度和收率高;操作简单、重结晶效率高、成本低廉,为2,3,6‑三氯吡啶的纯化提供了一种高效的途径。

Description

2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法
技术领域
本发明属于化合物提纯领域,涉及一种2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法。
背景技术
2,3,6-三氯吡啶是一种重要的化工中间体,广泛应用于医药和农药领域。目前一般以2,6-二氯吡啶为原料,通过氯气氯化制备得到2,3,6-三氯吡啶,但是该方法制备得到的2,3,6-三氯吡啶的纯度一般为80~92%,其杂质主要为含量2~10%的2,6-二氯吡啶和含量2~10%的2,3,5,6-四氯吡啶,2,3,6-三氯吡啶纯度偏低,严重限制了其应用。
目前鲜有关于2,3,6-三氯吡啶提纯的报道,专利CN102153507A公开了一种将2,6-二氯吡啶与氯气反应后,通过减压精馏纯化分离2,3,6-三氯吡啶的方法。但是,在实际的工业化生产中,该方法存在以下主要问题:精馏纯化成本较高,需要减压至0.1MPa,并且在118~124℃下收集产品,条件苛刻,操作复杂,且需配备真空系统,对容器具的耐压能力有较高要求,不利于工业生产。
因此,有必要寻找到一种简便有效、成本低廉的2,3,6-三氯吡啶纯化方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种更为简单有效、成本更低的2,3,6-三氯吡啶的纯化新方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,该方法包括以下步骤:
将2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂按固液质量比为1:1~4混合,加热至固体全部溶解,冷却至10~30℃,经结晶、过滤、干燥,得2,3,6-三氯吡啶成品。
其中,上述方法中,所述2,3,6-三氯吡啶粗品中2,6-二氯吡啶质量含量为2.0~10%,2,3,5,6-三氯吡啶质量含量为2.0~7.5%。
其中,上述方法中,所述溶剂为环己烷、质量浓度不低于75%的甲醇。
优选的,上述方法中,所述溶剂为质量浓度为75~85%的甲醇;更优选的,所述溶剂为75%质量浓度的甲醇、80%质量浓度的甲醇或85%质量浓度的甲醇。
优选的,上述方法中,所述2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂的固液质量比为1:2~4。
其中,上述方法中,所述加热的温度为不超过80℃。
优选的,上述方法中,所述冷却的温度为冷却至20~30℃。
其中,上述方法中,所述结晶采用搅拌结晶或静置结晶。
其中,上述方法中,所述结晶的时间为0.5~2h。
其中,上述方法中,当2,3,6-三氯吡啶成品纯度不能满足要求时,重复重结晶纯化操作。
本发明的有益效果是:
本发明创造性的提出了一种2,3,6-三氯吡啶的纯化新方法,对含有2,6-二氯吡啶、2,3,5,6-三氯吡啶等杂质的2,3,6-三氯吡啶粗品进行重结晶纯化,通过对重结晶过程中重结晶溶剂及其用量、结晶温度等参数的控制,将2,3,6-三氯吡啶纯度提高了3~15%,成品纯度可达95%以上,甚至可达99%以上,重结晶收率达70~95%;实际生产中,可根据2,3,6-三氯吡啶纯度要求灵活选择重结晶方法,控制纯化成本,现实可行性高;本发明方法操作简单、重结晶效率高、成本低廉,为2,3,6-三氯吡啶的纯化提供了一种高效的途径。
具体实施方式
具体的,一种2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,该方法包括以下步骤:
将2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂混合,加热至固体全部溶解,冷却至10~30℃,经结晶、过滤、干燥,得2,3,6-三氯吡啶成品。
2,3,6-三氯吡啶一般以2,6-二氯吡啶为原料,通过氯气氯化制备得到粗品,2,3,6-三氯吡啶粗品纯度偏低,其主要杂质为含量2~10%的2,6-二氯吡啶和含量2~10%的2,3,5,6-四氯吡啶;此外,粗品中可能还含有少量其他杂质,经本发明方法重结晶后,可将该部分杂质控制在允许的范围内,不影响2,3,6-三氯吡啶成品的质量。2,3,6-三氯吡啶粗品纯度偏低,导致其难以直接用于医药和农药领域,因此需要对2,3,6-三氯吡啶粗品进行纯化,使其满足相应的纯度要求。
目前,市场对2,3,6-三氯吡啶的纯度要求通常为95%以上;有些应用领域纯度要求更高,需要达到99%以上。现有技术中,对2,3,6-三氯吡啶粗品的纯化条件苛刻,成本偏高,不利于2,3,6-三氯吡啶的工业化生产。在工业生产中,采用重结晶纯化成本远低于精馏,且重结晶操作更为简单、安全,可控性强,但是由于2,3,6-三氯吡啶粗品中杂质2,6-二氯吡啶和2,3,5,6-四氯吡啶的结构,与产品2,3,6-三氯吡啶极为接近,增大了杂质与产品采用重结晶方法分离纯化的难度;此外,对2,3,6-三氯吡啶粗品的重结晶纯化,不仅需要考虑2,3,6-三氯吡啶成品纯度,还需要考虑其收率,在实际生产中,兼顾两者,进一步降低2,3,6-三氯吡啶的纯化成本,更有利于实现2,3,6-三氯吡啶的工业化生产。
本发明2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法中的关键为重结晶溶剂及其用量,发明人在试验中发现:采用不同的溶剂及其用量,2,3,6-三氯吡啶粗品的重结晶结果相差较大。为了能够获得优化的重结晶结果,发明人进行了大量尝试:当以环己烷、质量浓度不低于75%的甲醇为重结晶溶剂时,同时控制2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂的固液质量比为1:1~4,能有效去除2,3,6-三氯吡啶粗品中杂质含量,重结晶所得2,3,6-三氯吡啶成品纯度显著提高,一般能使纯度提高3~15%;所述质量浓度不低于75%的甲醇可以用无水甲醇和水按照相应重量比混合。
不同的重结晶溶剂及其用量,重结晶所得2,3,6-三氯吡啶成品的收率有所差异,其中当以环己烷、质量浓度不低于90%的甲醇为重结晶溶剂时,2,3,6-三氯吡啶成品的收率偏低;为了同时保证2,3,6-三氯吡啶成品的纯度和收率,优选的,所述溶剂为质量浓度为75~85%的甲醇;更优选的,所述溶剂为75%质量浓度的甲醇、80%质量浓度的甲醇或85%质量浓度的甲醇;溶剂用量为2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂的固液质量比为1:1~4。
本发明方法中2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂的固液质量比为1:1~4,从而使2,3,6-三氯吡啶粗品在加热条件下能够完全溶解,并且在搅拌结晶过程中,使2,3,6-三氯吡啶尽可能析晶,同时尽量减少杂质的析出,以提高2,3,6-三氯吡啶成品的纯度和收率;经实验发现,当固液质量比为1:2~4时,2,3,6-三氯吡啶成品纯度和收率更高,效果更佳;因此,优选的,固液比为1:2~4。
在不同溶剂和溶剂量的条件下,固体全部溶解的温度不同,通常加热的温度不超过80℃。
待固体全部溶解后,采用搅拌和自然冷却都可以,对结果无影响,为了提高效率,可采用搅拌冷却;结晶方式采用搅拌结晶或静置结晶,其效果无差异;结晶温度对2,3,6-三氯吡啶成品收率无影响,但会影响成品纯度,当结晶温度偏低时,杂质2,6-二氯吡啶和2,3,5,6-四氯吡啶少量析出,导致2,3,6-三氯吡啶成品纯度降低;因此,优选的,冷却至20~30℃,进行结晶。
本发明在对重结晶过程中重结晶溶剂及其用量、结晶温度等参数的筛选试验中,综合考虑2,3,6-三氯吡啶成品收率和纯度,不同应用领域对2,3,6-三氯吡啶的纯度要求,选择合适的重结晶条件,控制2,3,6-三氯吡啶粗品的重结晶成本。例如:纯度不低于95%,收率尽量高;纯度高于99%,可适当降低收率要求;同时综合考虑溶剂用量。因此,在实际生产中,可根据2,3,6-三氯吡啶纯度要求灵活选择重结晶方法,兼顾2,3,6-三氯吡啶成品的纯度和收率,控制重结晶成本,避免资源浪费。
本发明方法中晶体完全析出即可停止,通常为0.5~2小时,延长时间对结果无影响。
本发明通过对2,3,6-三氯吡啶的重结晶过程中,重结晶溶剂及其用量、结晶温度和时间等参数的大量实验筛选,从而能够显著提高2,3,6-三氯吡啶的纯度,2,3,6-三氯吡啶粗品经重结晶纯化后,可将2,3,6-三氯吡啶纯度提高3~15%,杂质2,6-二氯吡啶含量最高可降低7.5%,2,3,5,6-四氯吡啶含量最高可降低5.7%,从而得到纯度95%以上,甚至99%以的2,3,6-三氯吡啶成品。
2,3,6-三氯吡啶作为一种重要的化工中间体,广泛应用于医药和农药领域,而不同应用领域对2,3,6-三氯吡啶的纯度要求不同,因此当2,3,6-三氯吡啶粗品经过一次重结晶纯化后,所得的2,3,6-三氯吡啶成品纯度可能还不能满足应用要求,此时可以将2,3,6-三氯吡啶成品重复重结晶纯化操作,直到2,3,6-三氯吡啶纯度满足要求为止。
此外,本发明结晶母液中2,3,6-三氯吡啶含量一般在80%以上,可再次进行重结晶,回收利用,进一步降低成本。
本发明2,3,6-三氯吡啶粗品和成品中,各物质含量均为质量百分含量。
下面通过试验例和实施例对本发明作进一步详细说明,但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
本发明试验例和实施例中所使用的主要样品、试剂及仪器为:
2,3,6-三氯吡啶粗品:
粗品A:2,3,6-三氯吡啶:82.1%;主要杂质:2,6-二氯吡啶:9.8%,2,3,5,6-四氯吡啶:6.6%;
粗品B:2,3,6-三氯吡啶:90.2%;主要杂质:2,6-二氯吡啶:5.3%;2,3,5,6-四氯吡啶:4.5%;
粗品C:2,3,6-三氯吡啶:92.2%;主要杂质:2,6-二氯吡啶:2.2%;2,3,5,6-四氯吡啶:5.6%;
粗品D:2,3,6-三氯吡啶:94.3%;主要杂质:2,6-二氯吡啶:2.2%;2,3,5,6-四氯吡啶:2.4%;
粗品E:2,3,6-三氯吡啶:93.9%;主要杂质:2,6-二氯吡啶:2.2%;2,3,5,6-四氯吡啶:3.8%;
粗品F:2,3,6-三氯吡啶:94.1%;主要杂质:2,6-二氯吡啶:2.0%;2,3,5,6-四氯吡啶:3.9%;
无水甲醇:99%工业级甲醇,购买自江油市信实物资有限公司;
80%MeOH为甲醇和水按照4:1的重量比混合;
75%MeOH为甲醇和水按照3:1的重量比混合;
85%MeOH为甲醇和水按照8.5:1.5的重量比混合;
90%MeOH为甲醇和水按照9:1的重量比混合。
主要仪器:
气相色谱(GC):7820A型气相色谱仪,购买自安捷伦。
本发明试验例和实施例中固液比为2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂的重量比。
本发明试验例和实施例中2,3,6-三氯吡啶收率=成品干重×成品2,3,6-三氯吡啶GC含量/(粗品重量×粗品2,3,6-三氯吡啶GC含量)。
试验例1:重结晶溶剂及其用量的筛选
将20g2,3,6-三氯吡啶粗品和溶剂混合,加热至固体全部溶解,搅拌冷却至25℃,搅拌结晶1h,过滤、干燥,得2,3,6-三氯吡啶成品;重结晶纯化参数及结果见表1。
表1试验例1重结晶纯化参数及结果
由表1数据可知:
(1)、对粗品A进行重结晶纯化,当以75%MeOH为溶剂,固液比为1:2时,成品中2,3,6-三氯吡啶纯度提高了13.8%,2,3,6-三氯吡啶收率较高,效果较好;当以80%MeOH为溶剂,固液比为1:3时,成品中2,3,6-三氯吡啶纯度提高了12.7%,2,3,6-三氯吡啶收率较高,效果较好;当以90%MeOH或无水MeOH为溶剂时,虽然成品中2,3,6-三氯吡啶纯度提高了12.6~13.9%,但2,3,6-三氯吡啶收率偏低,效果相对较差;
(2)、对粗品B进行重结晶纯化,以80%MeOH、85%MeOH为溶剂,固液比为1:2~3,成品纯度达到97.1%以上,2,3,6-三氯吡啶纯度提高了6.9~7.5%,2,3,6-三氯吡啶收率较高,效果较好;
(3)、对粗品C进行重结晶纯化,当以75%MeOH、80%MeOH为溶剂,固液比为1:2~4时,成品纯度达到98.8%以上,2,3,6-三氯吡啶纯度提高了4.5~6.4%,2,3,6-三氯吡啶收率高,最高可达93%,效果好;当环己烷为溶剂,固液比为1:2时,虽然成品纯度达到99%,但2,3,6-三氯吡啶收率太低;
(4)、对粗品D进行重结晶纯化,当以75%MeOH、80%MeOH为溶剂,固液比为1:2~3时,成品纯度达到96.7%以上,2,3,6-三氯吡啶纯度提高了4.5~5.0%,2,3,6-三氯吡啶收率较高,效果好;当环己烷为溶剂,固液比为1:1时,成品纯度和2,3,6-三氯吡啶收率偏低,效果相对较差。
结果分析总结:
(1)、以环己烷、90%MeOH、无水MeOH作为溶剂时,虽然能显著提高成品纯度,但2,3,6-三氯吡啶收率过低,相对于以75%MeOH、80%MeOH、85%MeOH为溶剂,效果较差;
(2)、当溶剂为75%MeOH、80%MeOH、85%MeOH时,甲醇用量较少,产品纯度和收率较高,效果较佳;综合考虑溶剂成本、2,3,6-三氯吡啶成品的纯度和收率,优选的,溶剂为质量浓度为75~85%的甲醇;更优选的,溶剂为75%MeOH、80%MeOH或85%MeOH;
(3)、固液比为1:2、1:3、1:4时,产品纯度和收率较高,效果较佳;综合考虑溶剂成本、2,3,6-三氯吡啶成品的纯度和收率,优选的,固液比为1:2~4。
试验例2:结晶温度的筛选
将20g2,3,6-三氯吡啶粗品C和溶剂混合,加热至70℃,待固体全部溶解,搅拌冷却至相应温度,搅拌结晶,过滤、干燥,得2,3,6-三氯吡啶成品;重结晶纯化参数及结果见表2。
表2试验例2重结晶纯化参数及结果
由表2数据可知:
当结晶温度为10℃,虽然236收率较高,但成品纯度相对偏低;当结晶为20℃、25℃时,成品纯度达96.5%以上,2,3,6-三氯吡啶纯度提高了4.3%以上,2,3,6-三氯吡啶收率高,效果较佳;综合考虑2,3,6-三氯吡啶成品的纯度和收率,优选的,结晶温度为20~30℃。
实施例1
将2,3,6-三氯吡啶粗品和溶剂混合,加热至70℃,待固体全部溶解,搅拌冷却至25℃,搅拌结晶,过滤、干燥,得2,3,6-三氯吡啶成品;重结晶纯化参数及结果见表3。
表3实施例1重结晶纯化参数及结果
由表3数据可知,通过对对重结晶过程中重结晶溶剂及其用量、结晶温度等参数的筛选,在优化条件下,对粗品E、粗品F进行重结晶:粗品E经重结晶,2,3,6-三氯吡啶成品纯度达97.7%,2,3,6-三氯吡啶纯度提高了3.8%以上,2,3,6-三氯吡啶收率高;粗品F经重结晶,2,3,6-三氯吡啶成品纯度达98.8%,2,3,6-三氯吡啶纯度提高了4.7%以上,2,3,6-三氯吡啶收率高。
由以上试验例和实施例可知,本发明方法可对2,3,6-三氯吡啶粗品进行重结晶纯化,重结晶效果好,所得2,3,6-三氯吡啶成品纯度达95%以上,甚至达到99%以上,成品中2,3,6-三氯吡啶纯度提高3.8~13.8%,2,3,6-三氯吡啶收率达70~95%,为2,3,6-三氯吡啶的纯化提供了一种高效的途径。

Claims (10)

1.2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:包括以下步骤:
将2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂按固液质量比为1:1~4混合,加热至固体全部溶解,冷却至10~30℃,经结晶、过滤、干燥,得2,3,6-三氯吡啶成品。
2.根据权利要求1所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述2,3,6-三氯吡啶粗品中2,6-二氯吡啶质量含量为2.0~10%,2,3,5,6-四氯吡啶质量含量为2.0~7.5%。
3.根据权利要求1所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述溶剂为环己烷、质量浓度不低于75%的甲醇。
4.根据权利要求3所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述溶剂为质量浓度为75~85%的甲醇。
5.根据权利要求1~4任一项所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述2,3,6-三氯吡啶粗品与溶剂的固液质量比为1:2~4。
6.根据权利要求1所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述加热的温度不超过80℃。
7.根据权利要求1所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述冷却的温度为冷却至20~30℃。
8.根据权利要求1所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述结晶采用搅拌结晶或静置结晶。
9.根据权利要求1~8任一项所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:所述结晶的时间为0.5~2h。
10.根据权利要求1~9任一项所述的2,3,6-三氯吡啶的重结晶纯化方法,其特征在于:当2,3,6-三氯吡啶成品纯度不能满足要求时,重复重结晶纯化操作。
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