CN1317268C - 2,6－二甲基吡啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2，6-二甲基吡啶的制备方法，包括如下步骤：以Pd/C为催化剂，C1～C4的醇为溶剂，2，6-二甲基-4-氯吡啶在氢气压力为0.1～0.2MPa，20～55℃下进行氢化脱氯反应，后处理得到2，6-二甲基吡啶。本工艺反应收率高，操作简便，生产成本低；反应生成的副产物少，基本不产生污染，环境友好；Pd/C催化剂可连续套用四次，收率不变；得到的目标产物纯度高，毋需精馏柱，通过简单的蒸馏即可得到含量大于99%的产品。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种2，6-二甲基吡啶的制备方法。
(二)背景技术
2，6-二甲基吡啶是一种重要的有机合成中间体，广泛用于医药、农药、香料、工业产品等的合成。2，6-二甲基吡啶最初是从煤焦油中提取，四十年代初，世界能源结构发生“以油代煤”的变化，使得该化合物来源受到限制，并且由于农药、医药、材料等行业的发展，使得该化合物的需求量大大增加，这些都促使了2，6-二甲基吡啶的化学合成法的发展。文献报道的制备2，6-二甲基吡啶的方法主要有以下两种。(1)乙酰乙酸乙酯、甲醛和氨气在二乙胺为催化剂下，生成1，4-二氢-3，5-二乙酯基-2，6-二甲基吡啶，后者用浓硫酸和浓硝酸氧化得到3，5-二乙酯基-2，6-二甲基吡啶，然后水解脱羧得到目标产物2，6-二甲基吡啶，总收率小于36％。(Org Syn，1934，XIV：30～33)。(2)丙酮、甲醛和氨气在高温下气相催化合成目标化合物。所用催化剂为SiO2-Al2O3或Si-Al2O3负载金属离子的固相催化剂，反应温度为420～450℃，收率小于45％(JP47046070，JP47031935)。上述方法(1)反应周期长，总收率较低，反应条件苛刻，生产成本较高。方法(2)在高温下气相环化，设备要求高，安全性较差，收率低并受催化剂性能影响较大，反应生成较多的副产物，分离纯化需投入较大资金。
(三)发明内容
本发明目的在于提供一种操作简便、收率高的2，6-二甲基吡啶的制备方法。
本发明所述的2，6-二甲基吡啶的制备方法包括如下步骤：以Pd/C为催化剂，C1～C4的醇为溶剂，2，6-二甲基-4-氯吡啶在氢气压力为0.1～0.2MPa，20～55℃下进行氢化脱氯反应，后处理得到2，6-二甲基吡啶。
所述的Pd/C催化剂中Pd含量一般为5％～10％，优先为5％。
所述的C1～C4的醇优选为乙醇。以1mol 2，6-二甲基-4-氯吡啶为基准，醇的用量一般为1000～2000mol。
所述反应的氢气压力优选为0.1Mpa。
所述的反应温度优选为35～40℃。
所述的反应时间优选为8～10h。
所述2，6-二甲基吡啶的制备方法优选采用如下步骤：
在不锈钢高压反应釜中加入2，6-二甲基-4-氯吡啶、Pd/C催化剂，无水乙醇，密封，N2置换法除去高压釜内空气，最后通入氢气加压到0.1～0.2MPa，其中以0.1MPa最佳，开启搅拌器，升温至20～55℃，其中以35～40℃最佳，反应过程中可以用高效液相色谱进行检测，反应结束后，所述的后处理可以是：催化剂减压过滤套用，母液蒸馏回收醇溶剂，常压下收集141～142℃馏分，得到2，6-二甲基吡啶，纯度99％以上。
过滤的Pd/C催化剂可连续套用四次，高效液相色谱检测原料10h内转化完全，产品收率无明显下降，，第五次套用时，原料需15h转化完全，产品收率下降为75％。
本发明还提供了一种所述2，6-二甲基-4-氯吡啶的制备方法，包括：以三氯氧磷和五氯化磷为氯化剂，2，6-二甲基-4-羟基吡啶于90～110℃进行氯化反应，后处理得2，6-二甲基-4-氯吡啶。其中反应所需的原料2，6-二甲基-4-羟基吡啶可通过脱氢醋酸直接加压氨化得到(Czech，1977；166899)。
所述的2，6-二甲基-4-羟基吡啶∶三氯氧磷∶五氯化磷的投料摩尔比一般为1∶1～3∶0.1～0.3，优选为1∶1.5∶0.1。
所述的2，6-二甲基-4-氯吡啶制备反应温度优选为105～110℃。
所述的2，6-二甲基-4-氯吡啶制备反应时间优选为9～11h。
所述2，6-二甲基-4-氯吡啶的制备方法优选采用如下步骤：
在室温下将三氯氧磷滴加到2，6-二甲基-4-羟基吡啶和五氯化磷的混合物中，反应温度为90～110℃，其中以105～110℃最佳，反应时间9～11h。反应结束后，常压回收三氯氧磷，冷却至室温，反应液倾入冰水中，用20％Na2CO3溶液调pH至8，氯仿萃取，经Na2SO4干燥，蒸馏回收氯仿，残液减压蒸馏，收集92～93℃/20mmHg的馏分，得到2，6-二甲基-4-氯吡啶。
本发明的总反应式如下：
本发明优选的2，6-二甲基吡啶制备方法包括如下步骤：
(1)以三氯氧磷和五氯化磷为氯化剂，2，6-二甲基-4-羟基吡啶于105～110℃进行氯化反应9～11h，后处理得2，6-二甲基-4-氯吡啶；所述的2，6-二甲基-4-羟基吡啶∶三氯氧磷∶五氯化磷的投料摩尔比为1∶1.5∶0.1；
(2)以Pd/C为催化剂，乙醇为溶剂，2，6-二甲基-4-氯吡啶在氢气压力为0.1MPa，35～40℃下进行氢化脱氯反应8～10h，后处理得到2，6-二甲基吡啶。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本工艺以一定配比的三氯氧磷和五氯化磷为氯化试剂，反应收率高，多余的三氯氧磷可通过简单蒸馏回收，反应毋需溶剂，生产成本低。
2、本工艺以Pd/C为催化剂，低温、低压下氢化脱氯，设备要求低，安全性高，反应生成的副产物少，与其他脱氯工艺如：硼氢化物还原脱卤，金属还原脱卤等相比，基本不产生污染，环境友好。Pd/C催化剂可连续套用四次，收率不变。
3、本工艺反应时间断，操作简便，转化率高。得到的目标产物纯度高，毋需精馏柱，通过简单的蒸馏即可得到含量大于99％的产品。
(四)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1 2，6-二甲基-4-氯吡啶的制备
在150ml三口烧瓶中，加入2，6-二甲基-4-羟基吡啶24.6g(0.2mol)和五氯化磷4.2g(0.01mol)，室温下，30min内滴加三氯氧磷46.0g(0.3mol)，滴毕，升温至110～115℃，继续反应9～11h，最后反应物成棕褐色。蒸馏回收三氯氧磷。自然冷却至室温，将反应物缓慢倒入300ml冰水混合物中，用20％Na2CO3溶液调pH至8，3×100ml氯仿萃取，无水Na2SO4干燥，蒸馏回收氯仿，残液减压蒸馏，收集92～93℃/20mmHg的馏分，得淡黄色液体26.7g，收率94.3％，纯度98.8％。
实施例2 2，6-二甲基-4-氯吡啶的制备
除了不加五氯化磷外，其它操作条件均与实施例1相同，得淡黄色液体15.4g，收率54.6％，纯度98.6％。
实施例3 2，6-二甲基-4-氯吡啶的制备
除了三氯氧磷和五氯化磷的投料量分别改为30.7g(0.2mol)和8.4g(0.02mol)，即2，6-二甲基-4-羟基吡啶∶三氯氧磷∶五氯化磷的摩尔比为1∶1∶0.1外，其它操作条件均与实施例1相同，得淡黄色液体24.1g，收率85.2％，纯度98.8％。
实施例4 2，6-二甲基-4-氯吡啶的制备
除了反应温度为90～95℃，其它操作条件均与实施例1相同，得淡黄色液体17.8g，收率62.7％，纯度98.4％。
实施例5 2，6-二甲基吡啶的制备
在250ml不锈钢高压反应釜中加入2，6-二甲基-4-氯吡啶14.2g(0.1mol)、5％Pd/C催化剂0.4g，无水乙醇150ml，密封，N2置换法除去高压釜内空气，最后通入氢气加压到0.1MPa，开启搅拌器，升温至35～40℃，采用HPLC监控反应，10小时后原料转化完全，放出未反应完气体，打开高压釜盖，取出反应物。过滤，催化剂回收套用，母液回收乙醇，残液常压蒸馏收集142～141℃馏分，得无色液体10.3g，收率96.2％，纯度99.2％。
实施例6 2，6-二甲基吡啶的制备
除了氢气压力改为0.2MPa外，其它操作条件均与实施例5相同，得无色液体8.7g，收率81.3％，纯度98.2％。
实施例7 2，6-二甲基吡啶的制备
除了反应温度改为50～55℃外，其它操作条件均与实施例5相同，得无色液体5.7g，收率53.6％，纯度95.6％。
实施例8 2，6-二甲基吡啶的制备
除了反应温度改为50～55℃，氢气压力改为0.2MPa外，其它操作条件均与实施例5相同，得无色液体2.5g，收率23.6％，纯度93.7％。
实施例9 2，6-二甲基吡啶的制备
除了乙醇改为甲醇外，其它操作条件均与实施例5相同，得无色液体9.7g，收率93.5％，纯度99.2％。
实施例10 2，6-二甲基吡啶的制备
除了改用10％Pd/C催化剂0.4g外，其它操作条件均与实施例5相同，得无色液体10.1g，收率94.3％，纯度99.1％。
Claims (10)
1、一种2，6-二甲基吡啶的制备方法，包括如下步骤：以Pd/C为催化剂，C1～C4的醇为溶剂，2，6-二甲基-4-氯吡啶在氢气压力为0.1～0.2MPa，20～55℃下进行氢化脱氯反应，后处理得到2，6-二甲基吡啶。
2、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述反应的氢气压力为0.1Mpa，所述的反应温度为35～40℃。
3、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂为乙醇。
4、如权利要求1～3之一所述的制备方法，其特征在于所述的反应时间为8～10h。
5、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的2，6-二甲基-4-氯吡啶由下述步骤制备而得：以三氯氧磷和五氯化磷为氯化剂，2，6-二甲基-4-羟基吡啶于90～110℃进行氯化反应，后处理得2，6-二甲基-4-氯吡啶。
6、如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的2，6-二甲基-4-羟基吡啶∶三氯氧磷∶五氯化磷的投料摩尔比为1∶1～3∶0.1～0.3。
7、如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的2，6-二甲基-4-羟基吡啶∶三氯氧磷∶五氯化磷的投料摩尔比为1∶1.5∶0.1。
8、如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的2，6-二甲基-4-氯吡啶制备反应温度为105～110℃。
9、如权利要求5～8之一所述的制备方法，其特征在于所述的2，6-二甲基-4-氯吡啶制备反应时间为9～11h。
10、如权利要求9所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以三氯氧磷和五氯化磷为氯化剂，2，6-二甲基-4-羟基吡啶于105～110℃进行氯化反应9～11h，后处理得2，6-二甲基-4-氯吡啶；所述的2，6-二甲基-4-羟基吡啶∶三氯氧磷∶五氯化磷的投料摩尔比为1∶1.5∶0.1；
(2)以5％Pd/C为催化剂，乙醇为溶剂，2，6-二甲基-4-氯吡啶在氢气压力为0.1MPa，35～40℃下进行氢化脱氯反应8～10h，后处理得到2，6-二甲基吡啶。
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