專利名稱：一種制備2-氯-5-甲基吡啶的工業(yè)化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)藥中間體的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是吡蟲啉中間體2-氯-5-甲基吡啶的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
2-氯-5-氯甲基吡啶(CCMP)是煙堿類殺蟲劑吡蟲啉的重要中間體，它的來源有兩條途徑一是直接合成，另一條途徑是通過2_氣_5_甲基批唳(CMP)氣化制備2_氣_5_氣甲基吡啶。資料介紹合成工藝路線有3-甲基吡啶氮氧化氯化法(見JACS76 1286 (1954)；和 CA :100:51464 ;Hung:25878 ；DE3800179A1))；甲基吡啶直接氯化法(JP7-149726)；煙酸法(見DE0373463);環(huán)戊二烯法，環(huán)合法(丙醛-嗎啉和丙醛-芐胺法)等。由于成 本、原料來源和三廢問題，目前生產(chǎn)廠家采用的合成路線主要有兩條一條是環(huán)戊二烯路線，由雙環(huán)戊二烯為原料經(jīng)六步反應直接得到中間體CCMP。另一條采用的環(huán)合法以丙 醛-嗎啉為起始原料，經(jīng)過六步反應合成CMP后再氯化生成CCMP。丙醛-芐胺法(見EP0546418A1)以丙醛、芐胺為原料經(jīng)過三步反應合成得CMP，它的機理與目前的丙醛-嗎啉法(EP108483;US4645839)相似。九十年代國內(nèi)曾有企業(yè)采用該路線生產(chǎn)，但因成本缺乏競爭力而改用業(yè)內(nèi)普遍采用的環(huán)戊二烯法，但環(huán)戊二烯法存在較嚴重的環(huán)境問題。吡蟲啉對蚜蟲、飛虱、粉虱、葉蟬等鱗翅目、鞘翅目害蟲有特效且成本低，現(xiàn)階段還沒有能完全代替它的產(chǎn)品。而嗎啉-丙醛法除了三氯氧磷合成CMP技術(shù)和設(shè)備要求較高，其它工序技術(shù)難度不大，且過程安全，副產(chǎn)可綜合利用生產(chǎn)其它雜環(huán)農(nóng)藥，存在的主要問題是生產(chǎn)每噸CMP會產(chǎn)生高達10噸的濃鹽廢水和0. 5噸固體殘渣，因此開發(fā)清潔生產(chǎn)工藝十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對嗎啉-丙醛法生產(chǎn)2-氯-5-甲基吡啶中因使用三氯氧磷帶來的廢水和固廢問題，提出一種設(shè)備少、工藝流程簡單、生產(chǎn)安全可靠、產(chǎn)品質(zhì)量高的清潔化生產(chǎn)2-氯-5-甲基吡啶的生產(chǎn)方法。本發(fā)明包括以下步驟
1)在反應容器中，將5-甲基-3，4-二氫-2 (1H)吡啶酮溶解于溶劑中，形成質(zhì)量分數(shù)為2(T25%的5-甲基-3，4- 二氫-2 (IH)吡啶酮溶液后，待反應容器內(nèi)溶液升溫至20 30°C后通入氯氣，待反應體系呈亮黃色后停止通氯氣；所述溶劑為二氯乙烷、氯苯、氯仿、環(huán)已烷中的任意一種；
2)向步驟I)反應液中加入氯化劑和堿性催化劑，控制反應在回流溫度下進行，保溫反應結(jié)束后，趕去多余氯化劑，再將反應體系降至室溫；所述氯化劑為三光二氯乙烷溶液或光氣二氯乙烷溶液；所述堿性催化劑為N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二丁基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、對二甲胺基吡唆、二異丙基乙基胺、六甲基膦酰三胺、I-甲基-2-吡咯烷酮中的任意一種；
3)向上述反應容器滴加稀堿，中和未反應完的氯化劑；4)將步驟3)的反應體系靜置分層，水層以溶劑萃取，萃取液與油層合并；
5)將合并后的油層常壓下脫溶至100°C后降溫，在壓力為-0.095Mpa條件下脫至終溫100°C，在壓力為5mmHg條件下蒸出2-氯-5-甲基吡啶。本發(fā)明工藝路線反應收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好，同時反應溫度低，體系焦油量少，后處理簡單，廢水量和殘渣量均較少。反應收率94%，液譜含量大于94%。另外，本發(fā)明所述步驟I)中的溶劑為氯化苯、二氯乙烷、氯苯、氯仿、環(huán)已烷中的任意一種。溶劑種類不同，反應效果也不同，一氯收率顯著不同。優(yōu)選的溶劑為氯化苯或二氯乙燒?？紤]到最佳反應溫度為80°C左右且體系需保持大量回流，因此優(yōu)選的溶劑為二氯乙燒。
步驟I)中通入的氯氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比優(yōu)選為I. (Tl. 1:1。本發(fā)明步驟I)中的堿性催化劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二丁基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、對二甲胺基吡啶、二異丙基乙基胺、六甲基膦酰三胺、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、I-甲基-2-吡咯烷酮中的任意一種。催化劑種類不同，一氯收率也有顯著的變化。本發(fā)明優(yōu)選的堿性催化劑為N，N- 二甲基甲酰胺或N，N- 二丁基甲酰胺。優(yōu)選的N，N-二甲基甲酰胺與5-甲基-3，4-二氫-2 (1H)吡啶酮的投料質(zhì)量比為2 11. 9:100，此催化劑用量下，一氯收率較高，達90%以上，用量太高或太低均會導致一氯收率的下降。另，本發(fā)明步驟2)所述三光二氯乙烷溶液中三光氣與5-甲基-3，4- 二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為0. 333、. 933:1，用量過高或過低均會導致一氯收率顯著下降。且優(yōu)選的投料摩爾比為0. 667 0. 933:1,更優(yōu)的選擇是0. 833:1。步驟2)所述光氣二氯乙烷溶液中的光氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為1.5 2.8:1。用量過高或過低均會導致一氯收率的下降。優(yōu)選的投料摩爾比為2.廣2. 5:1。更優(yōu)的選擇是2. 3:1，此時一氯收率最高。本發(fā)明將三光氣配成三光二氯乙燒溶液，將光氣配成光氣二氯乙燒溶液，一方面方便投料，另一方面也降低了操作時的安全隱患。
具體實施例方式實施例I :
稱取5-甲基-3，4- 二氫-2 (1H)吡啶酮27. 75g，用二氯乙烷配制成質(zhì)量分數(shù)為24. 3%的5-甲基-3，4- 二氫-2 (1H)吡啶酮的二氯乙烷溶液。稱取61. 9 g固體光氣，用二氯乙烷溶解配制成質(zhì)量分數(shù)為34. 8%的光氣二氯乙烷溶液。將配好的5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的二氯乙烷溶液置于反應容器中，力口熱，當反應容器內(nèi)溶液升溫至20 30°C后通入氯氣17. 8 g，觀察容器內(nèi)溶液呈亮黃色時停。向上述反應液中加入催化劑一N，N- 二甲基甲酰胺(DMF) 3. 3 g，攪拌升溫至回流后，滴加光氣二氯乙烷溶液，滴加時間2小時，滴加畢，在回流狀態(tài)下保溫6小時，回流趕去多余氯化劑0. 5小時，將反應體系降到室溫，再滴加稀堿調(diào)節(jié)體系的PH值至9 10，靜置分層。用50g 二氯乙烷萃取水層，合并油層，將油層于常壓下脫溶至10(TC后降溫，在壓力為-0. 095Mpa條件下脫至終溫100°C。在壓力為5mmHg的條件下蒸餾至130°C，得產(chǎn)品29. 8克。經(jīng)高效液相色譜檢測含量為94%，收率87. 1%。實例2-5
為了考察光氣用量對2-氯-5-甲基吡啶(CMP)合成的影響，進行了不同光氣量參與反應的實驗，其余條件同實施例I。數(shù)據(jù)如下表
權(quán)利要求
1.一種制備2-氯-5-甲基吡啶的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟 1)在反應容器中，將5-甲基-3，4-二氫-2 (1H)吡啶酮溶解于溶劑中，形成質(zhì)量分數(shù)為2(T25%的5-甲基-3，4- 二氫-2 (IH)吡啶酮溶液后，待反應容器內(nèi)溶液升溫至20 30°C后通入氯氣，待反應體系呈亮黃色后停止通氯氣；所述溶劑為二氯乙烷、氯苯、氯仿、環(huán)已烷中的任意一種； 2)向步驟I)反應液中加入氯化劑和堿性催化劑，控制反應在回流溫度下進行，保溫反應結(jié)束后，趕去多余氯化劑，再將反應體系降至室溫；所述氯化劑為三光二氯乙烷溶液或光氣二氯乙烷溶液；所述堿性催化劑為N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二丁基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、對二甲胺基吡唆、二異丙基乙基胺、六甲基膦酰三胺、I-甲基-2-吡咯烷酮中的任意一種； 3)向上述反應容器滴加稀堿，中和未反應完的氯化劑； 4)將步驟3)的反應體系靜置分層，水層以溶劑萃取，萃取液與油層合并； 5)將合并后的油層常壓下脫溶至100°C后降溫，在壓力為-0.095Mpa條件下脫至終溫100°C，在壓力為5mmHg條件下蒸出2-氯-5-甲基吡啶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于步驟I)中所述溶劑為氯仿或二氯乙烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于步驟I)中所述溶劑為二氯乙烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于步驟I)中通入的氯氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為I. (Tl. 1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于步驟2)中所述堿性催化劑為N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二丁基甲酰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述方法，其特征在于所述N，N-二甲基甲酰胺與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料質(zhì)量比為2 11.9:100。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于步驟2)所述三光二氯乙烷溶液中三光氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為0.333 0.933: I。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于步驟2)所述三光二氯乙烷溶液中三光氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為0.667 0.933: I。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于步驟2)所述光氣二氯乙烷溶液中的光氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為I. 5 2. 8:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述方法，其特征在于步驟2)所述光氣二氯乙烷溶液中的光氣與5-甲基-3，4-二氫-2 (IH)吡啶酮的投料摩爾比為2.廣2. 5:1。
全文摘要
一種制備2-氯-5-甲基吡啶的工業(yè)化生產(chǎn)方法，涉及一種農(nóng)藥中間體的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，采用5-甲基-3,4-二氫-2(1H)吡啶酮為原料，采用三光氣或光氣為氯化劑，在堿性催化劑存在條件下合成2-氯-5-甲基吡啶。本發(fā)明具有反應收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好的特點，反應收率94%，液譜含量大于94%。
文檔編號C07D213/61GK102757383SQ20121023800
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者馮為林, 吳翔, 曹晶晶, 王周洲, 王奇, 王秋萍, 陳鑫, 黃文嶸 申請人:寧夏瑞泰科技股份有限公司, 江蘇揚農(nóng)化工集團有限公司