專利名稱：：一種制備2,3-二氯吡啶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備2,3-二氯吡啶的方法，屬于化學(xué)工業(yè)有機(jī)合成
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：在化學(xué)工業(yè)有機(jī)合成
技術(shù)領(lǐng)域：
中，2，3-二氯吡啶是一個(gè)重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域。目前關(guān)于制備2,3-二氯吡啶的相關(guān)方法有JP1193246(1989)介紹的方法是以2,3,6-三氯吡啶為原料，經(jīng)催化還原反應(yīng)制得。而在CN1910152(2005)中介紹以煙酰胺為起始原料經(jīng)霍夫曼降解、氯化、重氮化、氯代，得到2，3-二氯吡啶，此方法氯化反應(yīng)中沒(méi)有使用催化劑，重i化反應(yīng)使用012+含量超過(guò)50%的催化劑。經(jīng)此方法得到的2,3-二氯吡啶產(chǎn)品外觀為淡黃色，含量為98%,按煙酰胺計(jì)算最終摩爾產(chǎn)率為50.1%。另外在CN1807414(2006)中介紹以3-氨基吡啶為起始原料經(jīng)氯化、重氮化、氯代，得到2，3-二氯吡啶，此方法氯化反應(yīng)中也沒(méi)有使用催化劑，重氮化反應(yīng)使用CuCl作為催化劑，得到純度大于99%的白色產(chǎn)品，按3-氨基吡啶計(jì)算最終摩爾產(chǎn)率為63.5%。上述方法中JP1193246以2，3，6-三氯吡啶為起始原料，原料不易得。且催化還原反應(yīng)對(duì)反應(yīng)設(shè)備以及操作條件都有較高的要求，安全操作難度較大，因此，一般的企業(yè)都不宜采用。另外，CN1910152和CN1807414在整個(gè)合成過(guò)程中也有許多不足的地方上述兩個(gè)專利中對(duì)2位的氯化反應(yīng)都沒(méi)有找到合適的工藝條件，在CN1910152中由于工藝條件確定不好，使得在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了較多的雜質(zhì)，且在反應(yīng)過(guò)程中多次使用了有機(jī)溶劑萃取，增加了操作的難度，污染了環(huán)境，同時(shí)也增加了成本。而在CN1807414中雖然對(duì)上述問(wèn)題有所改進(jìn)，但是，在氯化過(guò)程中由于沒(méi)有使用合適的催化劑，在氯化反應(yīng)終點(diǎn)剩余較多的3-氨基吡啶，使成本增加，產(chǎn)品產(chǎn)率不高。在CN1910152中重氮化反應(yīng)和氯代反應(yīng)在大量的有機(jī)溶劑和水參加的兩相條件下進(jìn)行，眾所周知兩相反應(yīng)不易進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)設(shè)備和操作都有較高的要求，且會(huì)造成溶劑的損失。在重氮鹽的分解時(shí)更是選用高價(jià)銅離子作為催化劑，這是很不合理的，因?yàn)楦邇r(jià)銅離子分解重氮鹽會(huì)產(chǎn)生較多雜質(zhì)。在CN1807414中使用氯化亞銅作為重氮鹽分解的催化劑，氯化亞銅一般都是現(xiàn)用現(xiàn)制，所以要做很多重復(fù)性的工作，增加了操作工序及工人的操作強(qiáng)度，并且增加了設(shè)備的投入，導(dǎo)致了生產(chǎn)成本的增加。在提取2,3-二氯吡啶產(chǎn)品時(shí)，上述兩個(gè)專利都不約而同的選擇了使用有機(jī)溶劑萃取，然后減壓蒸干溶劑的方法，這種方法從工業(yè)化的角度來(lái)說(shuō)，在工業(yè)生產(chǎn)中蒸干溶劑是較難實(shí)現(xiàn)的。從2,3-二氯吡啶本身的物性來(lái)說(shuō)采用蒸干的操作方式也是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)?，3-二氯吡啶極易升華，在4(TC時(shí)就能很快的升華，所以在濃縮過(guò)程中隨著溶劑的蒸出會(huì)帶走2，3-二氯吡啶，造成產(chǎn)品的損失，并且有可能堵塞管路，造成事故。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制備2，3-二氯吡啶的方法，提高了產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量，適合工業(yè)化制備。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明人認(rèn)真研究了前人制備2,3-二氯吡啶的方法，針對(duì)其缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的潛心研究提出了一種制備2,3-二氯吡啶的方法如下將3-氨基吡啶溶于濃鹽酸中，得到3-氨基吡啶鹽酸鹽的鹽酸溶液，在該3-氨基吡啶鹽酸鹽的鹽酸溶液中，加入F^+或F^+的化合物作為氯化催化劑，用氯化劑對(duì)3-氨基吡啶進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成以2-氯-3-氨基吡啶為主的反應(yīng)液，反應(yīng)結(jié)束后，向上述反應(yīng)液中加入Cu+或Ci^的化合物或其混合物作為重氮化/氯代反應(yīng)催化劑，然后滴加亞硝酸鈉水溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成2,3-二氯吡啶，最終反應(yīng)液調(diào)pH值>7后用常規(guī)的分離方法如水蒸氣蒸餾得到粗品2，3-二氯吡啶，再進(jìn)一步精制如重結(jié)晶得到高純度的2，3-二氯吡啶產(chǎn)品。所述的制備方法，加入濃鹽酸的量為3-氨基吡啶質(zhì)量的4~10倍，最好為5~8倍。所述的制備方法，對(duì)吡啶環(huán)上2位氯化起催化作用的催化劑為F^+或Fe3+化合物，可以是FeCl2、FeCl3、FeO、Fe203、FeS04、Fe2(S04)3、Fe(N03)2、Fe(N03)3中的一種或多種，其中優(yōu)選為FeCl2或FeCl3。氯化催化劑與3-氨基吡啶的物質(zhì)的量之比為1:(16~64)，最佳比為l:(25~35)，氯化溫度一般為5~70°C，最佳溫度為2530。C。所述的制備方法，其中所說(shuō)的氯化劑是鹽酸與雙氧水的混合物或氯氣，氯化劑與3-氨基吡啶物質(zhì)的量之比為(31):1，最佳為(21):1。其中氯化終點(diǎn)是反應(yīng)液中3-氨基吡啶含量為2%11%，最佳為5%~7%，反應(yīng)液中2,6-二氯-3-氨基吡啶含量為7%~25%，最佳為8%~ll°/。。所述的制備方法，重氮化/氯代反應(yīng)催化劑包括所有能夠溶解于所述氯化反應(yīng)液的Cu+或Ci^+的化合物及其混合物，在上述化合物中優(yōu)選氧化亞銅，催化劑中銅與3-氨基吡啶的物質(zhì)的量之比一般為(4~0.1):1，最佳為(2~0.3):1。所述的制備方法，滴加亞硝酸鈉水溶液的溫度一般為10~50°C，最佳溫度為2535'C。亞硝酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為20%40%，最佳為30%~35%，亞硝酸鈉與3-氨基吡啶的物質(zhì)的量之比一般為(l.l3):1，最佳為(1.82.5):1，滴加亞硝酸鈉水溶液的時(shí)間一般為0.5~5小時(shí)，最佳為12小時(shí)。所述的制備方法，滴完亞硝酸鈉水溶液后一般保溫反應(yīng)550分鐘，最佳為1020分鐘。然后升溫到506(TC，一般再保溫550分鐘，最佳為10~20分鐘。所述的制備方法，最終反應(yīng)液的pH值一般應(yīng)調(diào)到至少大于7，pH值最佳為11~13。所述的制備方法，重結(jié)晶所用溶劑為甲醇、乙醇、二氯甲垸、氯仿等，最佳溶劑為甲醇。用本發(fā)明的制備方法，制備得到的2,3-二氯吡啶含量大于99.2%，以3-氨基吡啶計(jì)算的產(chǎn)品摩爾收率大于71.4%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得的技術(shù)進(jìn)步如下1、首先，在吡啶環(huán)2位上的氯化上作的技術(shù)改進(jìn)對(duì)吡啶環(huán)2位上的氯化反應(yīng)篩選出最佳的催化劑并選擇了最佳的溫度，提高了氯原子對(duì)吡啶環(huán)2位的選擇性。有效的解決了CN1910152和CN1807414中反應(yīng)生成的雜質(zhì)過(guò)多，以及在反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)3-氨基吡啶剩余量過(guò)大的缺點(diǎn)，使得3-氨基吡啶得到了最大程度的利用，降低了副產(chǎn)物生成，提高了產(chǎn)率。2、其次，在對(duì)氨基進(jìn)行重氮化/氯代反應(yīng)中，本發(fā)明巧妙的使用Cu+或Ci^+的化合物及其混合物作為催化劑，其中優(yōu)選氧化亞銅，通過(guò)選擇合適的溫度，在一個(gè)操作步驟中完成了重氮化和氯代兩個(gè)反應(yīng)。由于采用氧化亞銅作為催化劑，省去了氯化亞銅的制備工作，減少了設(shè)備的投入及工人的操作強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本，也克服了CN1910152中使用高價(jià)銅造成的重氮鹽分解雜質(zhì)增多的缺點(diǎn)。3、另外，本發(fā)明對(duì)最終產(chǎn)品的提取采取了與現(xiàn)有技術(shù)都截然不同的方法，通過(guò)使用水蒸汽蒸餾結(jié)合重結(jié)晶的提取和精制方法，使得產(chǎn)品的工業(yè)化更易于實(shí)現(xiàn)，而且得到的2,3-二氯吡啶有很好的外觀形態(tài)。通過(guò)這一改進(jìn)減少有機(jī)溶劑的使用，避開(kāi)了工業(yè)上難于實(shí)現(xiàn)的蒸干操作，降低了能耗，在降低成本的同時(shí)又提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的操作工藝，最終廢水中的銅以沉淀的形式析出，易于回收，回收了銅以后的廢水基本上就是一個(gè)堿性水溶液，為綠色化工的建立奠定了良好的基礎(chǔ)。4、通過(guò)上述改進(jìn)，本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)從3-氨基吡啶制備2,3-二氯吡啶63.5%的總收率提高到大于71.4%的總收率，得到純白色含量大于99.2%的合格產(chǎn)品，收率比現(xiàn)有技術(shù)的最高收率提高了將近8個(gè)百分點(diǎn)，而且生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化，操作易于進(jìn)行，成本降低，是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)明顯提升。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、回流冷凝管、氣體鼓泡管和尾氣體導(dǎo)出管的1000ml的四口燒瓶中加入47g(0.5mol)3-氨基吡啶、270g36。/。濃鹽酸和2g(0.016mol)氯化亞鐵，加熱升溫至55。C，固體全部溶解，降溫至25。C。于2530"C下鼓泡向反應(yīng)瓶中通入56.8g氯氣后，取樣HPLC監(jiān)測(cè)3-氨基吡啶6.3%，2-氯-3-氨基吡啶83.6%,2，6-二氯-3-氨基吡啶10%，停止通氯氣。此時(shí)反應(yīng)液為深紅色。HPLC分析表明反應(yīng)液中約含有52.1g2-氯-3-氨基吡啶，即按3-氨基吡啶計(jì)算氯化反應(yīng)中2-氯-3-氨基吡啶的摩爾收率81.1%。向反應(yīng)液中加入190g36。/。鹽酸、36gC0.25mo1)氧化亞銅，降溫到25°C。開(kāi)始滴加209g(lmol)33%亞硝酸鈉水溶液，約1.5小時(shí)滴加完畢，此時(shí)反應(yīng)液溫度為34°C。繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，升溫至60"C反應(yīng)10分鐘，取樣HPLC監(jiān)測(cè)3-氯吡啶含量為3.6%，2,3-二氯吡啶含量為89%，2,3,6-三氯吡啶含量為7.4°/。，HPLC分析表明反應(yīng)液中約含有55.1g2,3-二氯吡啶，按氯化反應(yīng)液中2-氯-3-氨基吡啶的量計(jì)算2，3-二氯吡啶的摩爾收率91.8%。降溫至30°C，用30%氫氧化鈉水溶液調(diào)pH值〉11，然后水蒸汽蒸餾得到65.7g濕品，經(jīng)重結(jié)晶，干燥，得53.2g2，3-二氯吡啶白色結(jié)晶，GC檢測(cè)含量為99.4y。。按3-氨基吡啶計(jì)算產(chǎn)品摩爾收率71.5%。實(shí)施例2向帶有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、恒壓滴液漏斗和回流冷凝管的1000ml的四口燒瓶中加入47g(0.5mol)3-氨基吡啶、270g36。/。濃鹽酸和2g(0.016)氯化亞鐵，攪拌升溫至55"C，固體溶解，再降溫至25'C。于253(TC下滴加94g27%雙氧水，隨著雙氧水的加入反應(yīng)液顏色逐漸加深。滴完雙氧水后于253(TC下反應(yīng)20分鐘取樣，HPLC監(jiān)測(cè)3-氨基吡啶9%，2-氯-3-氨基吡啶81.2%，2,6-二氯-3-氨基吡啶10.8%，此時(shí)反應(yīng)液為深紅色，HPLC分析表明反應(yīng)液中約含有50.6g2-氯-3-氨基吡啶，按3-氨基吡啶計(jì)算2-氯-3-氨基吡啶的摩爾收率78.8%。向反應(yīng)液中加入l卯g36。/。鹽酸、36gC0.25mo1)氧化亞銅，降溫到25°C。開(kāi)始滴加209g(lmol)33。/。亞硝酸鈉水溶液。約1.5小時(shí)滴加完畢，此時(shí)反應(yīng)液溫33°C。繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，升溫至6(TC反應(yīng)IO分鐘，取樣HPLC監(jiān)測(cè)3-氯吡啶含量為5.3%，2，3-二氯吡啶含量為87.2%，2,3，6-三氯吡啶含量為7.6°/。。HPLC分析表明反應(yīng)液中約含有52.6g2，3-二氯吡啶，按氯化反應(yīng)液中2-氯-3-氨基吡啶的量計(jì)算2,3-二氯吡啶的摩爾收率90.2%。降溫至30。C，用30%氫氧化鈉水溶液調(diào)pH值〉11。然后水蒸氣蒸餾得到61.2g濕品，經(jīng)重結(jié)晶，干燥得到51.4g2,3-二氯吡啶白色結(jié)晶，GC檢測(cè)含量99.4y。，按3-氨基吡啶計(jì)算摩爾收率為69%。實(shí)施例36除了第一步氯化反應(yīng)的催化劑外，其余步驟均與實(shí)施例1相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例710除了第一步氯化反應(yīng)的催化劑外，其余步驟均與實(shí)施例2相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>除了重氮化/氯代反應(yīng)的催化劑外，其余步驟均與實(shí)施例1相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種制備2，3-二氯吡啶的方法，其特征在于將3-氨基吡啶溶于濃鹽酸中，得到3-氨基吡啶鹽酸鹽的鹽酸溶液，向該溶液中加入Fe2+或Fe3+的化合物作為氯化催化劑，用氯化劑對(duì)3-氨基吡啶進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成以2-氯-3-氨基吡啶為主的反應(yīng)液，反應(yīng)結(jié)束后，向上述反應(yīng)液中加入Cu+或Cu2+的化合物或其混合物作為重氮化/氯代反應(yīng)催化劑，然后滴加亞硝酸鈉水溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成2，3-二氯吡啶，最終反應(yīng)液調(diào)pH值＞7后用水蒸氣蒸餾得到粗品2，3-二氯吡啶，再進(jìn)一步重結(jié)晶得到高純度的2，3-二氯吡啶產(chǎn)品。2、按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加入濃鹽酸的質(zhì)量為3-氨基吡啶質(zhì)量的410倍。3、按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所說(shuō)的氯化催化劑F^+或Fe"的化合物是FeCl2、FeCl3、FeO、Fe203、FeS04、Fe2(S04)3、Fe(N03)2、Fe(N03)3中的一種或多種，氯化催化劑與3-氨基吡啶物質(zhì)的量之比為1:(16~64)，氯化溫度為5~70°C。4、按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說(shuō)的氯化劑是鹽酸與雙氧水的混合物或氯氣，氯化劑與3-氨基吡啶物質(zhì)的量之比為(3~1):1，其中，氯化終點(diǎn)是反應(yīng)液中3-氨基吡啶含量為2%11%，2,6-二氯-3-氨基吡啶含量為7%25%。5、按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說(shuō)的重氮化/氯代反應(yīng)催化劑Cu+或012+的化合物及其混合物是CuCl、CuCl2、CuS04、Cu20、CuO其中的一種或多種，催化劑中銅與3-氨基吡啶的物質(zhì)的量之比為(4~0.1):1。6、按權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于重氮化/氯代反應(yīng)催化劑為氧化亞銅。7、按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于滴加亞硝酸鈉水溶液的溫度為105(TC，亞硝酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~40%，亞硝酸鈉與3-氨基吡啶的物質(zhì)的量之比為(1.13):1，滴加亞硝酸鈉水溶液的時(shí)間為12小時(shí)。8、按權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于滴完亞硝酸鈉水溶液后保溫反應(yīng)550分鐘，然后升溫到506(TC，再保溫550分鐘。9、按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于最終反應(yīng)液的pH值調(diào)到11~13。10、按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于重結(jié)晶所用溶劑為甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿中的一種或其混合物。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種工藝簡(jiǎn)單和高產(chǎn)率制備2，3-二氯吡啶的方法在濃鹽酸中，以3-氨基吡啶為起始原料，F(xiàn)e²⁺或Fe³⁺作為氯化催化劑，雙氧水與鹽酸的混合物或氯氣作為氯化劑對(duì)3-氨基吡啶進(jìn)行氯化反應(yīng)。反應(yīng)混合物不經(jīng)分離再以Cu⁺或Cu²⁺作為重氮化/氯代反應(yīng)催化劑，加入亞硝酸鈉水溶液進(jìn)行重氮化/氯代反應(yīng)，一鍋法制備2，3-二氯吡啶，用常規(guī)方法分離提純產(chǎn)品，產(chǎn)品純度大于99.2％，以3-氨基吡啶計(jì)算的產(chǎn)品摩爾收率大于71.4％。文檔編號(hào)C07D213/00GK101302190SQ20081005529公開(kāi)日2008年11月12日申請(qǐng)日期2008年6月30日優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日發(fā)明者劉曉民申請(qǐng)人:河北亞諾化工有限公司