CN108912043B - 一种2,3,5-三氯吡啶的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2,3,5‑三氯吡啶的合成方法，该方法主要包括以下步骤：(1)2,3,5‑三氯6‑水合肼基吡啶的合成：以2,3,5,6‑四氯吡啶为原料，向所述原料中加入水合肼和反应溶剂，在一定温度下反应一定时间，经过处理，得2,3,5‑三氯6‑水合肼基吡啶；(2)步骤(1)中得到2,3,5‑三氯6‑水合肼基吡啶与次氯酸钠水溶液在碱性环境中，一定温度下反应一定时间，经过处理，得到2,3,5‑三氯吡啶粗品，通过减压蒸馏，得到目标产品。本发明的合成方法中反应原料价格较低、且无剧毒、无刺激性，产生的工业“三废”少，合成方法绿色环保；反应相对彻底，过程控制简单，产品收率高。

Description

一种2,3,5-三氯吡啶的合成方法
技术领域
本发明属于农药化工领域，具体涉及一种2,3,5-三氯吡啶的合成方法。
背景技术
2,3,5-三氯吡啶是重要的精细化工中间体，广泛应用于医药与农药研究领域。2,3,5-三氯吡啶与碱金属氢氧化物反应制备3,5-二氯-2-吡啶酚，是合成杀虫螨以及除草剂噁草醚等系列农药的重要原料。2,3,5-三氯吡啶也可以进一步进行氟化反应合成2,3-二氟-5-氯吡啶，后者是合成除草剂炔草酯的基础原料。
目前，关于2,3,5-三氯吡啶的合成方法报道不是很多，主要有以下几种：(1)专利WO0155-11公开了以五氯吡啶为原料，在过量锌粉存在下进行脱氯反应合成2,3,5-三氯吡啶的方法。这种方法存在的缺点是原料不易得，且不具有“原子经济性”。同时，锌粉的大量使用使得该工艺不具有成本优势，金属锌难处理且污染严重。(2)专利201410669523.5公开了2-氯吡啶在碱催化下与水或者醇类反应生成2-烷氧基吡啶，2-烷氧基吡啶在碱基情况下和氯化剂反应生成3，5-二氯-2-烷氧基吡啶，最后氯化得到2,3,5-三氯吡啶。该合成方法步骤繁琐，产生工业“三废”比较多，不适合工业化生产。(3)美国专利US 4245098公开了一种催化合环法合成2,3,5-三氯吡啶的技术，主要包括以三氯乙醛和丙烯腈为原料，在催化剂的作用下，制备2,3,5-三氯吡啶。该合成工艺操作较为烦琐，反应条件也较为苛刻，不易控制，且要应用到大量的金属盐，会污染环境，同时产品收率也不理想。
本发明提供了一种反应原料无剧毒、无刺激性，反应条件温和、工艺路线绿色环保，且副产物少的合成方法。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明目的是提供一种2,3,5-三氯吡啶的合成方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其合成路线如下：
Figure BDA0001785171260000021
主要包括以下步骤：
(1)2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶的合成：以2,3,5,6-四氯吡啶为原料，向所述原料中加入水合肼和反应溶剂，在一定温度下反应一定时间，经过处理，得2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶；
(2)步骤(1)中得到2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶与次氯酸钠水溶液在碱性环境中，一定温度下反应一定时间，经过处理，得到2,3,5-三氯吡啶粗品；
(3)步骤(2)中得到的2,3,5-三氯吡啶粗品，经过减压蒸馏，得到目标产品2,3,5-三氯吡啶。
步骤(1)中2,3,5,6-四氯吡啶与水合肼的摩尔比为1:1～1:1.5；优选摩尔比为1:1.1～1:1.15。
步骤(1)中的反应溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯中的任一种；优选甲醇。
步骤(1)中的2,3,5,6-四氯吡啶与反应溶剂的摩尔比为1:1～1:1.5。
步骤(1)中反应温度为25～65℃，反应时间为1小时～3小时；优选反应温度为60～65℃，优选反应时间为2小时。
步骤(2)中2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶与次氯酸钠水溶液的摩尔比例为1:1～1:2.5；优选摩尔比为1:1.2～1:1.22。
步骤(2)中氢氧化钠、氢氧化钾水、碳酸钠、碳酸钾，碳酸氢钠；优选碱性溶液为氢氧化钠。
步骤(2)中反应温度为40～100℃，反应时间为1小时～3小时；优选反应温度为70～75℃，优选反应时间为1小时。
步骤(1)中的处理步骤为：降温至0～5℃，搅拌1小时，过滤。
步骤(2)中的处理步骤为：现将反应温度降至5～10℃，搅拌1小时，过滤。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
1.本发明的合成方法中原料2,3,5,6-四氯吡啶和水合肼等均易采购，价格较低；
2.反应相对彻底，过程控制简单，产品收率高；
3.反应原料无剧毒、无刺激性，产生的工业“三废”少，合成方法绿色环保。
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
向1000mL四口烧瓶内加入60g甲醇，投入100g 2,3,5,6-四氯吡啶，31.7g水合肼，升温至60～65℃，保温反应约2小时，反应结束，降温至0～5℃，搅拌1小时，过滤，固体即为2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，烘干得到白色固体101.6g，收率96％，含量98.5％。
向1000ml四口瓶中加入100g 2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，50g含量5％氢氧化钠水溶液，升温至70～75℃，滴加387.6g含量10％的次氯酸钠水溶液，保温70～75℃，反应1小时，反应结束，降温至5～10℃，搅拌1小时，过滤得到2,3,5-三氯吡啶粗品，减压蒸馏，得到产品，为淡黄色固体，收率：95％，含量：98％。
实施例2
向1000mL四口烧瓶内加入50g甲醇，投入100g 2,3,5,6-四氯吡啶，34.6g水合肼，升温至55～60℃，保温反应约2小时，反应结束，降温至0～5℃，搅拌1.5小时，过滤，固体即为2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，烘干得到白色固体101.5g，收率95.8％，含量98.5％。
向1000ml四口瓶中加入100g 2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，45g含量5％氢氧化钠水溶液，升温至70～75℃，滴加355.3g含量10％的次氯酸钠水溶液，保温70～75℃，反应1小时，反应结束，降温至5～10℃，搅拌1小时，过滤得到2,3,5-三氯吡啶粗品，减压蒸馏，得到产品，为淡黄色固体，收率：93％，含量：98％。
实施例3
向1000mL四口烧瓶内加入60g甲醇，投入100g 2,3,5,6-四氯吡啶，33.1g水合肼，升温至60～65℃，保温反应约2小时，反应结束，降温至0～5℃，搅拌1小时，过滤，固体即为2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，烘干得到白色固体101.6g，收率96％，含量98.4％。
向1000ml四口瓶中加入100g 2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，57g含量5％氢氧化钠水溶液，升温至70～75℃，滴加360g含量10％的次氯酸钠水溶液，保温70～75℃，反应1小时，反应结束，降温至5～10℃，搅拌1小时，过滤得到2,3,5-三氯吡啶粗品，减压蒸馏，得到产品，为淡黄色固体，收率：94.5％，含量：98％。
实施例4
向1000mL四口烧瓶内加入50g甲醇，投入100g 2,3,5,6-四氯吡啶，36.02g水合肼，升温至60～65℃，保温反应约2小时，反应结束，降温至0～5℃，搅拌1.5小时，过滤，固体即为2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，烘干得到白色固体101.5g，收率95.8％，含量98.7％。
向1000ml四口瓶中加入100g 2,3,5-三氯6-水合肼基吡啶，45g含量5％氢氧化钠水溶液，升温至70～75℃，滴加345g含量10％的次氯酸钠水溶液，保温70～75℃，反应1.5小时，反应结束，降温至5～10℃，搅拌1小时，过滤得到2,3,5-三氯吡啶粗品，减压蒸馏，得到产品，为淡黄色固体，收率：92.4％，含量：98％。
对比例1
称取0.1mol的五氯吡啶溶于50ml甲苯中，然后与一定量的锌粉、四甲基溴化铵和一定浓度的氢氧化钠一起置于装有机械搅拌、温度计、回流冷凝管的三口烧瓶中，开动搅拌升温至一定温度，保温若干小时后停止加热、降温、抽滤，用甲苯洗涤滤饼3-4次，合并滤液，减压除去甲苯，得到粗产品。当采用如下优化的实验条件：采用浓度为8mol/L的NaOH溶液作为反应介质，按照反应物料摩尔比为n(锌粉)：n(五氯吡啶)：n(四甲基溴化铵)＝3.5:1:0.05，在50℃下反应6小时，经过过滤、减压蒸馏得到目标产物2,3,5-三氯吡啶粗品，收率为73％。

Claims (10)

1.一种 2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、2,3,5-三氯-6-水合肼基吡啶的合成：以 2,3,5,6-四氯吡啶为原料，向所述原料中加入水合肼和反应溶剂，在一定温度下反应一定时间，经过处理，得到2,3,5-三氯-6-水合肼基吡啶；其中，2,3,5,6-四氯吡啶与水合肼的摩尔比为1:1～1:1.5；反应溶剂为甲醇；
（2）、步骤（1）中得到2,3,5-三氯-6-水合肼基吡啶与次氯酸钠水溶液在碱性环境中，温度40～100℃下反应1小时～3小时，将反应温度降至5～10℃，搅拌1小时，过滤，得到2,3,5-三氯吡啶粗品，通过减压蒸馏，得到目标产品2,3,5-三氯吡啶；其中，2,3,5-三氯-6-水合肼基吡啶与次氯酸钠水溶液的摩尔比为1:1～1:2.5。
2.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，2,3,5,6-四氯吡啶与水合肼的摩尔比为1:1.1～1:1.15。
3.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，2,3,5,6-四氯吡啶与反应溶剂的摩尔比为1:3～1:5。
4.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，反应温度为25～65℃，反应时间为1小时～3小时。
5.根据权利要求4所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，反应温度为60～65℃，反应时间为2小时。
6.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，2,3,5-三氯-6-水合肼基吡啶与次氯酸钠水溶液的摩尔比为1:1.2～1:1.22。
7.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，所述碱性环境使用的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠。
8.根据权利要求7所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，所述碱性环境使用的碱选自氢氧化钠。
9.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，反应温度为70～75℃，反应时间为1小时。
10.根据权利要求1所述的2,3,5-三氯吡啶的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，处理步骤为：降温至0～5℃，搅拌1小时，过滤。
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