CN107721912A - 一种2‑氯‑5‑甲基吡啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑氯‑5‑甲基吡啶的制备方法，以3‑甲基吡啶‑N‑氧化物为原料，2,4,6‑三异丙基‑3‑苯甲酰氯为氯化剂，二氯甲烷为溶剂，在温度‑20～50℃下进行氯化反应得到2‑氯‑5‑甲基吡啶。本发明由于选用具有位阻效应的2,4,6‑三异丙基‑3‑苯甲酰氯为氯化剂，克服了传统方法2‑氯‑5‑甲基吡啶选择性差、收率低的不足，2‑氯‑5‑甲基吡啶收率高达95％；此外，避免使用三氯氧磷，克服了含磷废水难以处理的不足。
Description
技术领域
本发明属于农药化工领域，具体涉及一种2-氯-5-甲基吡啶的制备方法。
背景技术
2-氯-5-甲基吡啶是合成吡虫啉、吡虫清、啶虫脒等农药的关键中间体。
2-氯-5-甲基吡啶的合成方法中，以3-甲基吡啶-N-氧化物为原料，经氯化剂氯化反应合成2-氯-5-甲基吡啶研究较多。早期资料报道了(Weissberger.Chemistry ofHeterocyclic Compounds,Pyridine and its Derivatives[M].Vol.14,Supplement,Part2)由3-甲基吡啶-N-氧化物与三氯氧磷反应可以生成2-氯-5-甲基吡啶，除此之外，尚有4-氯-3-甲基吡啶、2-氯-3-甲基吡啶、3-氯-5-甲基吡啶等副产物，反应产物中以4-氯-3-甲基吡啶为主，2-氯-5-甲基吡啶的质量分数一般低于25％。US4897488对该方法进行了改进，以三氯氧磷为氯化剂，用有机碱等作缚酸剂并用溶剂稀释，在-50～50℃之间的温度下，由3-甲基吡啶-N-氧化物制备2-氯-5-甲基吡啶，2-氯-5-甲基吡啶收率52％。薛谊等(3-甲基吡啶-N-氧化物深度氯化以提高产品收率，现代农药，2008年,7(5),21-22、25)以三氯氧磷为氯化剂，二异丙胺为缚酸剂，通过添加适量三氯化铝，对3-甲基吡啶-N-氧化物进行初步氯化，然后采用固体光气进行深度氯化，2-氯-5-甲基吡啶收率达76％，2-氯-3-甲基吡啶收率19％。
尽管与Weissberger描述的3-甲基吡啶-N-氧化物氯化方法比较，上述改进方法的2-氯-5-甲基吡啶收率和选择性有明显改善，但仍有15～20％含量的2-氯-3-甲基吡啶异构体生成，产品分离难度大并且纯度不高。此外，工艺过程产生含磷废水，造成环境污染，处理难度大。异构体分离问题以及含磷废水限制了上述工艺的工业应用。由于3-甲基吡啶-N-氧化物易于制取，收率高，成本低，且氯化反应条件较为温和，选取合适的氯化剂替代三氯氧磷，提高2-氯-5-甲基吡啶选择性和收率，以克服现有技术含磷废水难以处理，以及2-氯-5-甲基吡啶异构体生成量高导致分离困难的不足，具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，通过使用具有位阻效应的2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯替代三氯氧磷作为氯化剂，提供了一种高选择性、高转化率合成2-氯-5-甲基吡啶的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，该方法以3-甲基吡啶-N-氧化物为原料，2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯为氯化剂，二氯甲烷为溶剂，在温度-20～50℃下进行氯化反应得到2-氯-5-甲基吡啶。
优选的，所述的反应温度为0～50℃。
进一步优选的，所述的反应温度为5～50℃。
作为本发明2-氯-5-甲基吡啶的制备方法的具体方案，包括：将3-甲基吡啶-N-氧化物溶于二氯甲烷中，并降温至5℃，往3-甲基吡啶-N-氧化物的二氯甲烷溶液中滴加2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯和二氯甲烷的混合溶液，滴加过程中控制反应温度为5～10℃，2～4h内滴加完毕，再保温反应1～3h，然后升温至40～50℃反应过夜。滴加速度主要影响反应温度，通过控制滴加速度来维持所需反应温度，滴加速度过快反应温升高，会超过最佳反应温度，使反应结果变差。
所述的2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯与3-甲基吡啶-N-氧化物的摩尔比为1～2:1，优选为1.04～2:1。
所述的二氯甲烷与3-甲基吡啶-N-氧化物的质量比为3～10:1，优选为5～10:1。用于溶解3-甲基吡啶-N-氧化物的二氯甲烷占总质量的50～60％；余下的二氯甲烷用于溶解2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯。
本发明所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法还包括后处理：反应结束，反应液降温至5～10℃，缓慢加入3-甲基吡啶-N-氧化物3～5倍重量的水，脱溶后进行水汽蒸馏，收集100～102℃/760mmHg馏分，所得馏分经二氯甲烷萃取，分去水层后，有机相脱溶得2-氯-5-甲基吡啶。
优选的，反应液中加入3-甲基吡啶-N-氧化物4倍重量的水。
本发明的有益效果：
本发明方法以具有位阻效应的2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯为氯化剂，克服了传统方法2-氯-5-甲基吡啶选择性差、收率低的不足，2-氯-5-甲基吡啶收率高达95％。此外，反应过程避免使用三氯氧磷，不产生含磷废水，克服了含磷废水难以处理的不足。
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
在烧瓶中投入200g二氯甲烷，50g3-甲基吡啶-N-氧化物，混合液搅拌降温至5℃，在恒压滴液漏斗中装入147g2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯和147g二氯甲烷混合溶液，缓慢滴加至3-甲基吡啶-N-氧化物的二氯甲烷混合液中，滴加过程中控制反应温度在5～10℃，约3h内滴加完毕，考虑到后期反应慢，提高转化率，再保温反应2h，然后升温至40℃反应过夜，使反应彻底。
反应结束，降温至5～10℃，缓慢加入200g水，经脱溶后进行水汽蒸馏，收集100～102℃/760mmHg馏分，馏出液经二氯甲烷萃取，分去水层后，脱溶得56.8g产品，2-氯-5-甲基吡啶含量98％，2-氯-3-甲基吡啶0.5％，2-氯-5-甲基吡啶收率为95.2％。
实施例2
在烧瓶中投入300g二氯甲烷，50g3-甲基吡啶-N-氧化物，搅拌降温至5℃，在恒压滴液漏斗中装入240g2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯和200g二氯甲烷混合溶液，缓慢滴加至3-甲基吡啶-N-氧化物的二氯甲烷混合液中，滴加过程中控制反应温度在5～10℃，约3h内滴加完毕，保温反应2h，然后升温至40℃反应过夜。
反应结束，降温至5～10℃，缓慢加入200g水，经脱溶后进行水汽蒸馏，收集100～102℃/760mmHg馏分，馏出液经二氯甲烷萃取，分去水层后，脱溶得57.4g产品，2-氯-5-甲基吡啶含量98％，2-氯-3-甲基吡啶0.5％，2-氯-5-甲基吡啶收率为96.2％。
实施例3
在烧瓶中投入150g二氯甲烷，50g3-甲基吡啶-N-氧化物，搅拌降温至5℃，在恒压滴液漏斗中装入128g2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯和100g二氯甲烷混合溶液，缓慢滴加至3-甲基吡啶-N-氧化物的二氯甲烷混合液中，滴加过程中控制反应温度在5～10℃，约3h滴加结束，保温反应2h，然后升温至40℃反应过夜。
反应结束，降温至5～10℃，缓慢加入200g水，经脱溶后进行水汽蒸馏，收集100～102℃/760mmHg馏分，馏出液经二氯甲烷萃取，分去水层后，脱溶得56.7g产品，2-氯-5-甲基吡啶含量98％，2-氯-3-甲基吡啶0.5％，2-氯-5-甲基吡啶收率为95.0％。
对比例1
在烧瓶中投入200g二氯甲烷，50g3-甲基吡啶-N-氧化物，搅拌降温至5℃，在一个恒压滴液漏斗中装入三氯氧磷(84.6g)和二氯甲烷(147g)混合溶液，另一个恒压漏斗中装入88g二异丙胺，在30min内先滴加占总质量10％三氯氧磷和二氯甲烷混合溶液，然后同时滴加二异丙胺和剩余的三氯氧磷二氯甲烷混合溶液，两段滴加过程的反应温度均控制在5～10℃，滴加结束，保温反应2h，然后升温至40℃反应过夜。
反应结束，降温至5～10℃，缓慢加入200g水，再滴加质量浓度为20％氢氧化钠溶液调pH＝5-6，经脱溶后进行水汽蒸馏，收集102-104℃/760mmHg馏分，馏出液经二氯甲烷萃取，分去水层后，脱溶得36g产品，2-氯-5-甲基吡啶含量86％，2-氯-3-甲基吡啶13％，2-氯-5-甲基吡啶收率为52.9％。
Claims (9)
1.一种2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于该方法以3-甲基吡啶-N-氧化物为原料，2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯为氯化剂，二氯甲烷为溶剂，在温度-20～50℃下进行氯化反应得到2-氯-5-甲基吡啶。
2.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于所述的反应温度为0～50℃。
3.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于所述的反应温度为5～50℃。
4.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于包括：将3-甲基吡啶-N-氧化物溶于二氯甲烷中，并降温至5℃，往3-甲基吡啶-N-氧化物的二氯甲烷溶液中滴加2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯和二氯甲烷的混合溶液，滴加过程中控制反应温度为5～10℃，2～4h内滴加完毕，再保温反应1～3h，然后升温至40～50℃反应过夜。
5.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于所述的2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯与3-甲基吡啶-N-氧化物的摩尔比为1～2:1。
6.根据权利要求5所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于所述的2,4,6-三异丙基-3-苯甲酰氯与3-甲基吡啶-N-氧化物的摩尔比为1.04～2:1。
7.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于所述的二氯甲烷与3-甲基吡啶-N-氧化物的质量比为3～10:1。
8.根据权利要求7所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在于所述的二氯甲烷与3-甲基吡啶-N-氧化物的质量比为5～10:1。
9.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，其特征在还包括后处理：反应结束，反应液降温至5～10℃，缓慢加入3-甲基吡啶-N-氧化物3～5倍重量的水，脱溶后进行水汽蒸馏，收集100～102℃/760mmHg馏分，所得馏分经二氯甲烷萃取，有机相脱溶得2-氯-5-甲基吡啶。
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