CN102977008A - 2-氯-5-甲基吡啶化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化合物2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，包括如下步骤：先以化合物3-甲基吡啶氧化物为原料，用溶剂稀释，与亲电试剂和有机氮碱在-60-100℃下反应得到中间产物，再将其与氯化剂在40-200℃条件下进行反应，得到得到化合物2-氯-5-甲基吡啶，本发明生产工艺简便，收率高，以3-甲基吡啶氧化物计收率可达到80%左右。
Description
技术领域
本发明属于农药技术领域，具体的涉及一种2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法。
背景技术
2-氯-5-甲基吡啶是一种重要的“三药”中间体，可用于合成吡虫啉、吡虫清等新烟碱类杀虫剂，该类杀虫剂具有内吸、广谱、高校、低毒、用量少、持续周期长、安全性好、抗药性强等优点。另外，2-氯-5-甲基吡啶也用于合成吡氟禾草灵、吡氟氯禾灵等除草剂。
2-氯-5-甲基吡啶的合成路线主要为环化法，重氮化法，3-甲基吡啶氧化法，一步氯化法等。其中环化法反应步骤较长，产率低，原料繁多，生产成本偏高；重氮化法工艺要求严格，污染严重，生产成本较高；一步氯化法存在催化剂成本高、回收困难，不能循环使用等特点。
3-甲基吡啶氧化法操作简单、投资费用低、过程易控制，生产成本较低，是我国目前大多数生产厂家采用的生产路线，此路线的主要问题是选择合适的氯化剂，降低异构体副产物，提高主产品的收率。
目前，许多氯化剂已被开发使用，而选择合适的多种亲电试剂及氯化剂混用，可发生协同作用，进而提高氯化产率，此路径未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，并且克服现有合成技术中收率偏低的问题。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
2-氯-5-甲基吡啶（Ⅰ）化合物的制备方法，包括如下步骤：
（Ⅰ）
（1）先将式（Ⅱ）化合物3-甲基吡啶氧化物加入到稀释剂中，冷却后，先慢速滴加亲电试剂，然后是有机氮碱，加入时应有搅拌，3-甲基吡啶氧化物与亲电试剂和有机氮碱以摩尔比1：1.5-5：1.5-5的比例反应，稀释剂与亲电试剂摩尔比为1：1-10，在-60-100℃条件下进行反应，得到式（Ⅲ）化合物，
（Ⅱ） （Ⅲ）
式（Ⅲ）中，X代表脱氯的亲电试剂或脱羧的相应基团；
（2）将式（Ⅲ）化合物与氯化剂以摩尔比为1：0.1-20的比例作为反应物，以稀释剂或另外过量的氯化剂为溶剂，在常压或高压，40-200℃条件下反应，得到式（Ⅰ）化合物2-氯-5-甲基吡啶。
所述的亲电试剂为酰氯、酸酐、磷氧化合物、磷酰氯或氰酰氯中的一种或多种。
所述的亲电试剂为乙酰氯、丙酰氯、三氯乙酰氯、乙酸酐、丙酸酐、苯甲酰氯、苯磺酰氯、C1-C4烷基取代苯磺酰氯、三氯化磷、五氯化磷、亚硫酸、三聚氰酰氯或硫酰氯中的一种或多种。
所述的亲电试剂为三氯氧磷分别与苯甲酰氯、五氯化磷、三氯化磷及邻苯二甲酰氯等亲电试剂以摩尔比为1：0.1-2组成的复合试剂。
所述的有机氮碱为三（C1-C4烷基）胺、N,N-二（C1-C4烷基）苄胺、N,N-二（C1-C4烷基）胺、N,N-二（C1-C4烷基）环己胺、C1-C4烷基取代或无取代的吡啶中的一种或多种。
所述的有机氮碱为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二异丙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二乙基苄胺、吡啶或C1-C4烷基取代吡啶中的一种或多种。
所述的氯化剂为三氯化磷、三氯氧磷、五氯化磷、亚硫酰氯、硫酰氯、三聚氰酰氯、光气、双光气或固体光气中的一种或多种。
所述的氯化剂为三氯氧磷分别与苯甲酰氯、五氯化磷、三氯化磷及邻苯二甲酰氯等亲电试剂以摩尔比为1：0.1-2组成的复合试剂。
所述的稀释剂为脂肪族或芳香族卤代烃。
所述的稀释剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或二氯苯中的一种或多种。
2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，步骤（1）的优选反应温度为-40-10℃，优选稀释剂为二氯甲烷，3-甲基吡啶氧化物与亲电试剂和有机氮碱以摩尔比1：1.5-5：1.5-5的比例反应；步骤（2）的优选反应温度为100-140℃，优选稀释剂为氯苯，式（Ⅲ）化合物与氯化剂以摩尔比为1：0.2-5的比例反应。
本发明中式（Ⅲ）化合物可以以中间体形式从反应体系中分离出来，也可以不分离，直接进行下一步氯化反应。优选方式是把该粗制中间体直接用于第二步反应。
按照本发明可以得到较高收率的式（Ⅰ）化合物2-氯-5-甲基吡啶，因此，按照本发明方法代表了对现有技术有价值的改进。
若使用三氯氧磷和五氯化磷复合体系作为亲电试剂和第二步的氯化剂，以二异丙胺为有机氮碱，则反应方程式可以如下式表示：
多种亲电试剂及氯化剂的混用，发生协同作用，进而提高氯化产率，是构成本发明主题的新方法。
本发明的有益效果：
本发明生产工艺便捷，收率高，以3-甲基吡啶氧化物计算收率可达到80%左右。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，通过以下实例进行说明：
实施例1：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加82.05g，0.5351mol三氯氧磷，37.61g，0.2676mol苯甲酰氯及92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，于室温搅拌1小时，抽滤，蒸馏除去二氯甲烷。加入500mL氯苯，缓慢滴加27.97g，0.1824mol三氯氧磷和12.82g，0.0912mol苯甲酰氯，升温至回流反应，时间共9h。反应结束后水解，液碱中和，水蒸汽蒸馏得到式（Ⅰ）化合物，收率75.2%。
实施例2：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加102.56g，0.6689mol三氯氧磷，27.85g，0.1338mol五氯化磷（五氯化磷溶于60 g二氯甲烷中）及92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，于室温搅拌1小时，抽滤，蒸馏除去二氯甲烷。加入500mL氯苯，缓慢滴加34.86g，0.2271mol三氯氧磷和9.51g，0.0456mol五氯化磷（五氯化磷溶于20 g氯苯中），升温至回流反应，时间共9h。反应结束后水解，液碱中和，水蒸汽蒸馏得到式（Ⅰ）化合物，收率80.3%。
实施例3：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加63.34g，0.4460mol三氯氧磷，48.76g，0.3567三氯化磷及92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，于室温搅拌1小时，抽滤，蒸馏除去二氯甲烷。加入500mL氯苯，缓慢滴加23.34g，0.1520mol三氯氧磷和16.72g，0.1216mol三氯化磷，升温至回流反应，时间共9h。反应结束后水解，液碱中和，水蒸汽蒸馏得到式（Ⅰ）化合物，收率78.2%。
实施例4：
将50g，0.4587mol 3-甲基吡啶氧化物加入到600g二氯甲烷中，混合物降温冷却至-30℃，缓慢滴加87.86g，0.5734mol三氯氧磷，46.53g，0.2293邻苯二甲酰氯及92.65g，0.9174mol二异丙胺，滴加完毕后，于室温搅拌1小时，抽滤，蒸馏除去二氯甲烷。加入500mL氯苯，缓慢滴加30.00g，0.1954mol三氯氧磷和15.89g，0.0782mol邻苯二甲酰氯，升温至回流反应，时间共9h。反应结束后水解，液碱中和，水蒸汽蒸馏得到式（Ⅰ）化合物，收率76.7%。
Claims (10)
1.一种2-氯-5-甲基吡啶（Ⅰ）化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（Ⅰ）
（1）先将式（Ⅱ）化合物3-甲基吡啶氧化物加入到稀释剂中，冷却后，先慢速滴加亲电试剂，然后是有机氮碱，加入时应有搅拌，3-甲基吡啶氧化物与亲电试剂和有机氮碱以摩尔比1：1.5-5：1.5-5的比例反应，稀释剂与亲电试剂摩尔比为1：1-10，在-60-100℃条件下进行反应，得到式（Ⅲ）化合物，
（Ⅱ） （Ⅲ）
式（Ⅲ）中，X代表脱氯的亲电试剂或脱羧的相应基团；
（2）将式（Ⅲ）化合物与氯化剂以摩尔比为1：0.1-20的比例作为反应物，以稀释剂或另外过量的氯化剂为溶剂，在常压或高压，40-200℃条件下反应，得到式（Ⅰ）化合物2-氯-5-甲基吡啶。
2.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的亲电试剂为酰氯、酸酐、磷氧化合物、磷酰氯或氰酰氯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的亲电试剂为乙酰氯、丙酰氯、三氯乙酰氯、乙酸酐、丙酸酐、苯甲酰氯、苯磺酰氯、C1-C4烷基取代苯磺酰氯、三氯化磷、五氯化磷、亚硫酸、三聚氰酰氯或硫酰氯中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的亲电试剂为三氯氧磷分别与苯甲酰氯、五氯化磷、三氯化磷及邻苯二甲酰氯等亲电试剂之一以摩尔比为1：0.1-2组成的复合试剂。
5.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的有机氮碱为三（C1-C4烷基）胺、N,N-二（C1-C4烷基）苄胺、N,N-二（C1-C4烷基）胺、N,N-二（C1-C4烷基）环己胺、C1-C4烷基取代或无取代的吡啶中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的有机氮碱为三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二异丙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二乙基苄胺、吡啶或C1-C4烷基取代吡啶中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的氯化剂为三氯化磷、三氯氧磷、五氯化磷、亚硫酰氯、硫酰氯、三聚氰酰氯、光气、双光气或固体光气中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的氯化剂为三氯氧磷分别与苯甲酰氯、五氯化磷、三氯化磷及邻苯二甲酰氯等亲电试剂以摩尔比为1：0.1-2组成的复合试剂。
9.根据权利要求9所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的稀释剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或二氯苯中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶化合物的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）的优选反应温度为-40-10℃，优选稀释剂为二氯甲烷，步骤（2）的优选反应温度为100-140℃，优选稀释剂为氯苯，式（Ⅲ）化合物与氯化剂以摩尔比为1：0.2-5的比例反应。
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