CN110218177A - 一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法 - Google Patents

一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种2,6‑二氯‑3‑硝基吡啶的制备方法。该方法利用2‑硝基乙酸酯和2‑卤代丙烯酸酯于有机碱催化下进行1,4‑加成反应，然后和氨经环化反应制得2,6‑二羟基‑3‑硝基吡啶，再和氯代试剂经氯代反应制得2,6‑二氯‑3‑硝基吡啶。本发明不使用浓硫酸和硝酸，所用原料价廉易得，操作简便，条件温和，废水量少，安全环保，成本低。

Description

一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，属于医药化学技术领域。
背景技术
2,6-二氯-3-硝基吡啶是一种重要的医药中间体，可用来合成抗溃疡药物泰妥拉唑和非阿片类中枢性镇痛药氟吡汀等药物。
目前，2,6-二氯-3-硝基吡啶的合成工艺是以2,6-二氯吡啶为原料，通过发烟硝酸或混酸(硝酸与硫酸)作为硝化试剂进行硝化反应。如J.Heterocyclic Chem.21,1521,采用10当量90％的硝酸和硫酸作为硝化试剂，收率为64.5％。专利文件US4310671A以发烟硫酸作为溶剂，加入1.5当量30％的硝酸进行硝化，收率70％。专利文件CN1453278A以发烟硫酸作为溶剂，采用2.5当量浓硝酸和硫酸的混酸为硝化试剂，收率76％。专利文件CN102584688A以硫酸作为溶剂，以2，6-二氯吡啶作为原料，硝酸为硝化试剂，添加1-30％当量氨基磺酸催化剂，于20-150℃进行硝化反应。该工艺虽然减少了硝酸和硫酸的用量，但仍然不能避免硝酸和硫酸的使用。且硝化反应为放热反应，工业生产应用的安全性存在隐患。
以上方法均需要使用发烟硫酸或浓硫酸做溶剂，用大量过量的硝酸进行硝化反应，后处理产生大量酸性废水，环境污染大，不适合绿色工业化生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种绿色安全的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法。
本发明技术方案如下：
一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括步骤：
(1)于溶剂A或无溶剂下，2-硝基乙酸酯和2-卤代丙烯酸酯于有机碱催化下进行1,4-加成反应，然后加入氨，经环化反应制得2,6-二羟基-3-硝基吡啶；
(2)于溶剂B中，2,6-二羟基-3-硝基吡啶和氯代试剂经氯代反应制得2,6-二氯-3-硝基吡啶。
根据本发明的方法，各步骤中优选工艺条件及量比如下：
优选的，步骤(1)中，所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇或氯苯中的一种或两种以上的组合；步骤(1)中，所述溶剂A和2-卤代丙烯酸酯的质量比为(0-10):1。进一步优选的，所述溶剂A和2-卤代丙烯酸酯的质量比为(3-5):1。
优选的，步骤(1)中，所述2-硝基乙酸酯和2-卤代丙烯酸酯的摩尔比为1:(0.90-1.1)。
优选的，步骤(1)中，所述2-卤代丙烯酸酯选自2-氯丙烯酸甲酯、2-氯丙烯酸乙酯、2-氯丙烯酸异丙酯、2-氯丙烯酸叔丁酯、2-溴丙烯酸甲酯、2-溴丙烯酸乙酯、2-溴丙烯酸异丙酯、2-溴丙烯酸叔丁酯。
优选的，步骤(1)中，所述有机碱为1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)之一或其组合。所述有机碱和2-卤代丙烯酸酯的质量比为1-5％。进一步优选，所述有机碱和2-卤代丙烯酸酯的质量比为2-4％。
优选的，步骤(1)中，所述1,4-加成反应温度为20-70℃，进一步优选的，所述1,4-加成反应温度为50-65℃。所述1,4-加成反应时间为2-8小时。
优选的，步骤(1)中，所述氨来源于氨气、氨水、氨甲醇溶液或氨乙醇溶液，氨和2-卤代丙烯酸酯的摩尔比为(2.0-5.0)：1。进一步优选的，所述氨水质量分数为10～30％，所述氨乙腈溶液、氨甲醇溶液、氨乙醇溶液的质量分数分别为5-20％。
优选的，步骤(1)中，所述环化反应在40-90℃反应2-6小时，然后在120-160℃反应2-6小时。为程序升温反应模式。
优选的，步骤(2)中，所述溶剂B为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、三氯乙烯或氯苯中的一种或两种以上的组合；所述溶剂B和2,6-二羟基-3-硝基吡啶的质量比为(0-15):1；进一步优选的，所述溶剂B和2,6-二羟基-3-硝基吡啶的质量比为(2-8):1。
优选的，步骤(2)中，所述氯代反应所用氯代试剂选自氯化亚砜、三氯氧磷、五氯化磷、光气、双光气、三光气之一或其组合，进一步优选的，所述氯代试剂和2,6-二羟基-3-硝基吡啶的摩尔比为(2.0-4.0)：1。
优选的，步骤(2)中，所述氯代反应温度为40-120℃；进一步优选的，所述氯代反应温度为50-90℃；所述氯代反应时间2-10小时。
本发明的方法描述为以下合成路线：
其中，R＝甲基、乙基、异丙基或叔丁基，X＝氯或溴。
根据本发明，优选的，步骤(1)中的各反应是“一锅法”进行，所得产物2,6-二羟基-3-硝基吡啶的分离提纯等后处理按现有技术。进一步优选的，步骤(1)还包括以下产物后处理方法：反应完成后，冷却至20-25℃，减压蒸馏回收溶剂，加入甲基叔丁醚洗涤，过滤，干燥，得白色固体2,6-二羟基-3-硝基吡啶。液相纯度99.2％以上。
根据本发明，优选的，步骤(2)中产物2,6-二氯-3-硝基吡啶的分离提纯等后处理按现有技术。进一步优选的，步骤(2)还包括以下产物后处理方法：反应完成后，冷却至20-25℃，倒入冰水中，用1,2-二氯乙烷或氯仿萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，干燥，蒸除溶剂，得到类白色固体2,6-二氯-3-硝基吡啶。液相纯度99％以上。
本发明的技术特点和优益效果：
1、本发明涉及一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，该方法利用2-硝基乙酸酯和2-卤代丙烯酸酯于有机碱催化下进行1,4-加成反应，然后和氨经环化反应制得2,6-二羟基-3-硝基吡啶，再和氯代试剂经氯代反应制得2,6-二氯-3-硝基吡啶。本方法不采用硝化反应的路线，避免硫酸及硝酸，使得生产更加安全、环保。
2、本发明的方法的总收率在80％以上，相比于发烟硝酸或混酸(硝酸与硫酸)作为硝化试剂的传统工艺50％～70％的产率有了进一步的提高。在保证较好收率的前提下，缩短并简化了2,6-二氯-3-硝基吡啶制备工艺流程，且提高了生产的安全性和环保性。
3、本发明所用原料价廉易得，操作安全简便，条件温和，废水量少，绿色环保，成本低。
具体实施方式
以下结合实施例详细说明了本发明，但本发明不仅局限于此。
实施例所用原料和试剂均为市售产品。实施例中所述“％”均为重量百分比，特别说明的除外。实施例中的收率均为摩尔收率。
实施例1：2,6-二羟基-3-硝基吡啶的制备
向接有搅拌、温度计、回流系统的500升压力反应器中，加入60.0公斤(500摩尔)2-硝基乙酸甲酯，60.0公斤(500摩尔)2-氯丙烯酸甲酯，1.5公斤DBU，50-55℃搅拌反应5小时，冷却至20-25℃，加入200公斤17％氨乙醇溶液，60-65℃搅拌反应5小时，然后120-125℃搅拌反应5小时，冷却至20-25℃，减压蒸馏回收溶剂，加入40公斤甲基叔丁醚，过滤，干燥，得69.5公斤类白色固体2,6-二羟基-3-硝基吡啶，液相纯度99.5％，产品收率89.1％。
实施例2：2,6-二羟基-3-硝基吡啶的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管的500毫升四口烧瓶中，200克N,N-二甲基甲酰胺，60.0克(0.5摩尔)2-硝基乙酸甲酯，60.0克(0.5摩尔)2-氯丙烯酸甲酯，1.5克DBN，60-65℃搅拌反应4小时，冷却至20-25℃，加入200克17％氨乙醇溶液，60-65℃搅拌反应5小时，然后140-145℃搅拌反应5小时，同时蒸出低沸物，冷却至20-25℃，减压蒸馏回收溶剂，加入40克甲基叔丁醚，过滤，干燥，得69.9克类白色固体2,6-二羟基-3-硝基吡啶，液相纯度99.2％，产品收率89.6％。
实施例3：2,6-二羟基-3-硝基吡啶的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管的500毫升四口烧瓶中，200克N,N-二甲基甲酰胺，60.0克(0.5摩尔)2-硝基乙酸甲酯，60.0克(0.5摩尔)2-氯丙烯酸甲酯，1.5克DBN，60-65℃搅拌反应4小时，冷却至20-25℃，通入30克氨气，40-45℃搅拌反应4小时，然后140-145℃搅拌反应5小时，同时蒸出低沸物，冷却至20-25℃，减压蒸馏回收溶剂，加入40克甲基叔丁醚，过滤，干燥，得72.3克类白色固体2,6-二羟基-3-硝基吡啶，液相纯度99.3％，产品收率92.7％。
实施例4：2,6-二羟基-3-硝基吡啶的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管的500毫升四口烧瓶中，200克N,N-二甲基甲酰胺，66.5克(0.5摩尔)2-硝基乙酸乙酯，90.0克(0.5摩尔)2-溴丙烯酸乙酯，1.5克DBN，60-65℃搅拌反应4小时，冷却至20-25℃，加入200克17％氨乙醇溶液，60-65℃搅拌反应5小时，然后140-145℃搅拌反应5小时，同时蒸出低沸物，冷却至20-25℃，减压蒸馏回收溶剂，加入40克甲基叔丁醚，过滤，干燥，得70.6克类白色固体2,6-二羟基-3-硝基吡啶，液相纯度99.5％，产品收率90.5％。
实施例5：2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备
向装有温度计、机械搅拌、回流冷凝管的500毫升四口烧瓶中加入200克1,2-二氯乙烷，76.5克(0.5摩尔)三氯氧磷，31.2克(0.2摩尔)2,6-二羟基-3-硝基吡啶，80-82℃搅拌反应8小时，冷却至20-25℃，慢慢将剩余物倒入200克冰水中，用1,2-二氯乙烷萃取三次，每次50克，合并有机相，用30克饱和食盐水洗涤，然后用5克无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂得到35.2克类白色固体2,6-二氯-3-硝基吡啶，收率92.1％，液相纯度99.1％。产物的核磁数据如下：1HNMR(CDCl3,δ,ppm)：9.26(d，1H)，8.25(d，1H)。
实施例6：2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备
向装有温度显示器、机械搅拌、回流系统的500升反应器中，加入100公斤氯仿，60公斤氯化亚砜，31.2公斤(200摩尔)2,6-二羟基-3-硝基吡啶，60-62℃搅拌反应10小时，蒸馏回收溶剂和过量的氯化亚砜，冷却至20-25℃，慢慢将剩余物倒入200公斤冰水中，用氯仿萃取三次，每次50公斤，合并有机相，用30公斤饱和食盐水洗涤，然后用5公斤无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂得到34.9公斤类白色固体2,6-二氯-3-硝基吡啶，收率91.2％，液相纯度99.2％。
实施例7：2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备
向装有温度计、机械搅拌、回流冷凝管的250毫升四口烧瓶中，加入70克N,N-二甲基甲酰胺，31.2克(0.2摩尔)2,6-二羟基-3-硝基吡啶，38.6克(0.13摩尔)三光气，80-85℃搅拌反应6小时，冷却至20-25℃，慢慢将剩余物倒入200克冰水中，用氯仿萃取三次，每次50克，合并有机相，用30克饱和食盐水洗涤，然后用5克无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂得到35.5克类白色固体2,6-二氯-3-硝基吡啶，收率92.9％，液相纯度99.3％。

Claims (10)

1.一种2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，包括步骤：
(1)于溶剂A或无溶剂下，2-硝基乙酸酯和2-卤代丙烯酸酯于有机碱催化下进行1,4-加成反应，然后加入氨，经环化反应制得2,6-二羟基-3-硝基吡啶；
(2)于溶剂B中，2,6-二羟基-3-硝基吡啶和氯代试剂经氯代反应制得2,6-二氯-3-硝基吡啶。
2.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇或氯苯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述溶剂A和2-卤代丙烯酸酯的质量比为(0-10):1；进一步优选的，所述溶剂A和2-卤代丙烯酸酯的质量比为(3-5):1。
3.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述2-硝基乙酸酯和2-卤代丙烯酸酯的摩尔比为1:(0.90-1.1)。
4.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述2-卤代丙烯酸酯选自2-氯丙烯酸甲酯、2-氯丙烯酸乙酯、2-氯丙烯酸异丙酯、2-氯丙烯酸叔丁酯、2-溴丙烯酸甲酯、2-溴丙烯酸乙酯、2-溴丙烯酸异丙酯、2-溴丙烯酸叔丁酯。
5.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述有机碱为1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)之一或其组合；优选的，所述有机碱和2-卤代丙烯酸酯的质量比为1-5％。
6.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述1,4-加成反应温度为20-70℃；优选的，所述1,4-加成反应温度为50-65℃。
7.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述氨来源于氨气、氨水、氨甲醇溶液或氨乙醇溶液；优选的，氨和2-卤代丙烯酸酯的摩尔比为(2.0-5.0)：1。
8.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述环化反应在40-90℃反应2-6小时，然后在120-160℃反应2-6小时。
9.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述溶剂B为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、三氯乙烯或氯苯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述溶剂B和2,6-二羟基-3-硝基吡啶的质量比为(0-15):1；进一步优选的，所述溶剂B和2,6-二羟基-3-硝基吡啶的质量比为(2-8):1。
10.如权利要求1所述的2,6-二氯-3-硝基吡啶的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述氯代反应所用氯代试剂选自氯化亚砜、三氯氧磷、五氯化磷、光气、双光气、三光气之一或其组合，优选的，所述氯代试剂和2,6-二羟基-3-硝基吡啶的摩尔比为(2.0-4.0)：1；优选的，所述氯代反应温度为40-120℃；进一步优选的，所述氯代反应温度为50-90℃。
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Denomination of invention: A preparation method of 2,6-dichloro-3-nitropyridine

Effective date of registration: 20211130

Granted publication date: 20201120

Pledgee: Zhejiang Commercial Bank Co.,Ltd. Dongying Branch

Pledgor: Xinfa pharmaceutical Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980013546

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