CN115108971A - 一种2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于合成方法学领域，具体公开了一种2,3‑二氟‑5‑氯吡啶的制备方法，2,3,5‑三氯吡啶在N‑双(二甲胺基)亚甲基‑N‑双(二甲胺基)亚甲基‑氯化亚铵盐的多甲基催化剂的催化作用下，与高活性无水氟化钾发生卤素交换反应，生成2,3‑二氟‑5‑氯吡啶。所述2,3,5‑三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为：1：(2.4～2.8)。所述2,3,5‑三氯吡啶与N‑双(二甲胺基)亚甲基‑N‑双(二甲胺基)亚甲基‑氯化亚铵盐的重量比为：1：(0.05～0.1)。采用DMI作为溶剂。所述2,3,5‑三氯吡啶与溶剂DMI重量比为：1：(1.2～1.6)。使用了N‑双(二甲胺基)亚甲基‑N‑双(二甲胺基)亚甲基‑氯化亚铵盐这种多甲基相转移催化剂，提高了收率，缩短了反应时间，提高了效率，适合工业化大生产。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成技术领域，具体而言，涉及2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法。
背景技术
目前2,3-二氟-5-氯吡啶的合成路线较多，其中最具有经济型的路线就是采用2,3,5-三氯吡啶为主要原料，在相转移催化剂的作用下，与高活性无水氟化钾反应，制备2,3-二氟-5-氯吡啶。由于需要高温氟化，因此选择合适的相催化剂就是关键。由于吡啶环具有一定的吸电性，邻位的氯比较容易氟化，但间位的氯有一定的惰性，难以活化氟代。市场上普通的相转移催化剂和复配的相转移催化剂催化效果很差，使该产品在生产过程中，收率低、能耗高、时间长，最终导致污染大，缺乏市场竞争力。
发明内容
本发明的目的在于针对目前2,3-二氟-5-氯吡啶氟化工艺收率低，反应时间长，市场竞争力低的情况，通过技术改进，找到了一种N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的多甲基催化剂，提高了收率，缩短了反应时间，提高了效率，适合工业化大生产。
因此，本发明提供了一种2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，2,3,5-三氯吡啶在N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的多甲基催化剂的催化作用下，与高活性无水氟化钾发生卤素交换反应，生成2,3-二氟-5-氯吡啶。
上述2,3,5-三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为1：(2.4～2.8)。
上述2,3,5-三氯吡啶与N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的重量比为1：(0.05～0.1)。
上述采用DMI作为溶剂。2,3,5-三氯吡啶与溶剂DMI重量比为1：(1.2～1.6)。
上述2,3,5-三氯吡啶与氟化钾的摩尔比优选为1:2.6。
上述2,3,5-三氯吡啶与N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的重量比优选为1：0.08。
上述2,3,5-三氯吡啶与溶剂DMI重量比优选为1：1.3。
一种2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，包括以下步骤：
1)在装有搅拌的带有精馏柱的四口瓶中，先投入溶剂DMI250～300克，高活性无水氟化钾158～180克，N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐15～17克，减压脱水，蒸出DMI溶剂30克；
2)脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶199克，加热升温至200℃～230℃，收集塔顶馏分，反应5～7小时，气相色谱中控反应结束，得到2,3-二氟-5-氯吡啶粗品；
3)粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品。
本发明利用使用了N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐这种多甲基相转移催化剂，提高了收率，缩短了反应时间，提高了效率，适合工业化大生产。该方法采用的是边反应边蒸出产品，减少了产品因高温碳化的可能性，提高了产品收率。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
在装有搅拌的带有精馏柱的四口瓶中，先投入溶剂DMI250克，高活性无水氟化钾162克，N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐15克，减压脱水，蒸出DMI溶剂30克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶199克，加热升温至220℃，收集塔顶馏分，反应6小时，气相色谱中控反应结束，得到2,3-二氟-5-氯吡啶粗品，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率86％，产品含量99.2％以上。
实施例二
在装有搅拌的带有精馏柱的四口瓶中，先投入溶剂DMI300克，高活性无水氟化钾180克，N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐17克，减压脱水，蒸出DMI溶剂40克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶199克，加热升温至220℃，收集塔顶馏分，反应7小时，气相色谱中控反应结束，得到2,3-二氟-5-氯吡啶粗品，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率84％，产品含量99.4％。
实施例三
在装有搅拌的带有精馏柱的四口瓶中，先投入溶剂DMI250克，高活性无水氟化钾165克，N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐15克，减压脱水，蒸出DMI溶剂30克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶199克，加热升温至230℃，收集塔顶馏分，反应5小时，气相色谱中控反应结束，得到2,3-二氟-5-氯吡啶粗品，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率86％，产品含量99.2％。
实施例四
在装有搅拌的带有精馏柱的四口瓶中，先投入溶剂DMI260克，高活性无水氟化钾158克，N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐15克，减压脱水，蒸出DMI溶剂30克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶199克，加热升温至220℃，收集塔顶馏分，反应6小时，气相色谱中控反应结束，得到2,3-二氟-5-氯吡啶粗品，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率85％，产品含量99.3％。
现有技术实例：
实例一：
在装有搅拌的四口瓶中，先投入溶剂DMI 50克，高活性无水氟化钾13.9克，加入四苯基溴化膦1.8克，减压脱水，蒸出DMI溶剂10克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶18.2克，加热升温至200℃，保温反应12小时，气相色谱分析反应结束，回收溶剂，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率59％。
实例二：
在装有搅拌的四口瓶中，先投入溶剂DMI 50克，高活性无水氟化钾13.9克，加入18-冠醚-6 1.8克，减压脱水，蒸出DMI溶剂10克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶18.2克，加热升温至200℃，保温反应14小时，气相色谱分析反应结束，回收溶剂，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率48％。
实例三：
在装有搅拌的四口瓶中，先投入溶剂DMI 50克，高活性无水氟化钾13.9克，加入氟化铯1.8克，减压脱水，蒸出DMI溶剂10克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶18.2克，加热升温至200℃，保温反应14小时，气相色谱分析反应结束，回收溶剂，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率58％。
实例四：
在装有搅拌的四口瓶中，先投入溶剂DMI 50克，高活性无水氟化钾13.9克，加入PEG-600 1.8克，减压脱水，蒸出DMI溶剂10克，脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶18.2克，加热升温至200℃，保温反应14小时，气相色谱分析反应结束，回收溶剂，粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品，收率50％。
Claims (10)
1.一种2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：
包括如下步骤：
制备或获取的2,3,5-三氯吡啶；
制备或获取的无水氟化钾；
在催化剂的催化作用下使第一摩尔量的所述2,3,5-三氯吡啶与第二摩尔量的所述无水氟化钾反应；
其中，所述催化剂为多元甲基催化剂；所述2,3,5-三氯吡啶与所述无水氟化钾反应的反应式为：
2.根据权利要求1所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：所述多元甲基催化剂为N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵。
3.根据权利要求1所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：所述第一摩尔量与第二摩尔量的比的取值范围为1：(2.4～2.8)。
4.根据权利要求2所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：所述2,3,5-三氯吡啶与N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的重量比为1：(0.05～0.1)。
5.根据权利要求1所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：所述2,3,5-三氯吡啶与所述无水氟化钾反应的溶剂为DMI,所述2,3,5-三氯吡啶与所述溶剂DMI重量比为：1：(1.2～1.6)。
6.根据权利要求1所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：所述2,3,5-三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为：1:2.6。
7.根据权利要求1所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：所述2,3,5-三氯吡啶与N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的重量比为：1：0.08。
8.根据权利要求4所述2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于：2,3,5-三氯吡啶与溶剂DMI重量比为：1：1.3。
9.一种2,3-二氟-5-氯吡啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在装有搅拌的带有精馏柱的四口瓶中，先投入溶剂DMI250～300克，高活性无水氟化钾158～180克，N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐15～17克，减压脱水，蒸出DMI溶剂30克；
2)脱水完毕，再投入2,3,5-三氯吡啶199克，加热升温至200℃～230℃，收集塔顶馏分，反应5～7小时，气相色谱中控反应结束，得到2,3-二氟-5-氯吡啶粗品；
3)粗品再经过精馏塔，得到2,3-二氟-5-氯吡啶精品。
10.一种N-双(二甲胺基)亚甲基-N-双(二甲胺基)亚甲基-氯化亚铵盐的应用，其特征在于：将其作为权利要求1或10所述制备方法中作为所述催化剂。
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