專利名稱：2，3，5，6-四氯吡啶的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備2，3，5，6-四氫吡啶(也稱為Symtet)的改良的新方法。
2，3，5，6-四氯吡啶在各種除草劑、殺真菌劑和殺蟲劑(例如重要的殺蟲劑0，0-二乙基-3，5，6-三氯-2-吡啶基硫代磷酸酯)的制備中用作中間體。
對于2，3，5，6-四氯吡啶的制備，已知有各種方法。例如它可通過β-甲基吡啶(US專利4,483,993)或吡啶(US專利4,515,953)的液相氯化或通過2-氯吡啶或2，6-二氯吡啶(US專利3,251,848)的氣相氯化來制備。
以色列專利61581描述了一種方法，其中通過用各種金屬作催化劑在約170℃使三氯乙酰氯和丙烯腈在溶劑中反應(yīng)，得到2，3，5，6-四氯吡啶和3，5，6-三氯吡啶-2-醇的混合物(沒報(bào)告收率)。
歐洲專利申請0 030 215描述了3，3，5-三氯戊二酸亞酰胺的制備，隨后用脫水劑如POCl3將其轉(zhuǎn)化成2，3，5，6-四氯吡啶。
不可預(yù)料地，我們已發(fā)現(xiàn)了2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯(例如乙酯)如下列反應(yīng)式所示，經(jīng)歷一步被轉(zhuǎn)化成2，3，5，6-四氯吡啶 其中R是烷基、芳烷基或芳基。
本文所用的“芳基”意指可任意用低級烷基和或鹵素取代的C6-C10芳烴基本文所用的“芳烷基”意指用上述定義的芳基取代的C1-C6烷基。
本發(fā)明新的和明顯簡單的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致2，3，5，6-四氯吡啶的60-90％的收率，取決于R的化學(xué)性質(zhì)。該反應(yīng)用易得的常用物質(zhì)POCl3，在催化量的氯化氫存在下，在100-160℃，優(yōu)選120-140℃的溫度下進(jìn)行。在優(yōu)選的溫度范圍，反應(yīng)時(shí)間為5-10小時(shí)。POCl3與2，2，4-三氯-4-氰基-丁酸酯的摩爾比為10∶1至1∶1，優(yōu)選的范圍為2∶1至3∶1。如果使用高比率時(shí)，建議在反應(yīng)結(jié)束時(shí)蒸餾出過量的POCl3，再循環(huán)使用。反應(yīng)完成后，蒸去過量的POCl3，向殘余物中加入水，用有機(jī)溶劑提取，得2，3，5，6-四氯吡啶粗產(chǎn)物。通過常規(guī)方法如升華、結(jié)晶或水蒸汽蒸餾，得到純產(chǎn)物。得到的純產(chǎn)物m.p.為89-90℃；1H-NMR(CDCl3)δ 7.88ppm(單峰)。經(jīng)分析在所有方面均與標(biāo)準(zhǔn)樣品2，3，5，6-四氯吡啶一致。
推薦以合并的反應(yīng)物和溶劑總重量的0.5-5％的量使用干燥的HCl氣體，優(yōu)選的使用量為1.5-3％。就反應(yīng)進(jìn)行時(shí)產(chǎn)物HCl這個(gè)意義上講，此反應(yīng)是自動催化的。
反應(yīng)也可以在非質(zhì)子傳遞的和非反應(yīng)性的溶劑(如芳烴和脂肪烴及鹵代烴)存在下進(jìn)行，而不嚴(yán)重影響反應(yīng)效率。
按照本領(lǐng)域已知的方法可容易地制備上述式I的原料，即2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯和2，2，4-三氯-4-氰基丁酸的其它酯。所述已知方法描述于化學(xué)文獻(xiàn)中，例如J.Org.Chem.，Vol.29，PP2104-5(1964)；Tetrahedron，Vol.29，PP.827-832(1973)；J.Org.Chem.，Vol.41，PP396-398(1976)；和US 5,017,705。
本發(fā)明描述的方法的簡單性使其完全可用于大規(guī)模生產(chǎn)。用低級烷基酯獲得的高產(chǎn)率使本發(fā)明方法從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)看具有吸吲力。盡管必須使用過量的POCl3，但其80％可被回收并循環(huán)使用。本發(fā)明方法也是經(jīng)濟(jì)合理的，因?yàn)樵诒靖弋a(chǎn)率反應(yīng)中的主要副產(chǎn)物是磷酸和其酯(后者可水解成前者)。
下面通過非限定性的實(shí)施例更詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)施例1將2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯(12.0g)和磷酸氯(40ml)和干燥的HCl氣體放入密封的玻璃反應(yīng)器中，反應(yīng)器浸入140℃的熱調(diào)節(jié)的油浴中。在該溫度10小時(shí)后，反應(yīng)器冷卻至室溫，并在106℃蒸出揮發(fā)物得POCl332ml。向蒸餾殘余物中加入碎冰，該漿液攪拌15分鐘，然后用二氯甲烷提取。蒸去二氯甲烷，殘余物在30-35℃/0.2mmHg升華，得白色結(jié)晶性固體，2，3，5，6-四氯吡啶，重9.6g(90.6％產(chǎn)率)，m.p.88-90℃。
實(shí)施例2如上所述重復(fù)實(shí)施例1，但在140℃的加熱時(shí)間減少至5小時(shí)，升華后得到的2，3，4，6-四氯吡啶是7.2g(68％產(chǎn)率)。
實(shí)施例3將2，2，4-三氯-4-氰基丁酸苯酯(12.0g)、磷酰氯(40ml)和干燥氯化氫氣體(1.4g)于140℃加熱10小時(shí)。得到的反應(yīng)混合物按實(shí)施例1所述進(jìn)行后處理?；厥?3ml POCl3。升華的產(chǎn)物2，3，5，6-四氯吡啶重5.34g(60％產(chǎn)率)。
實(shí)施例4如上所述重復(fù)實(shí)施例3，但反應(yīng)溫度降至110℃且反應(yīng)時(shí)間減少至5小時(shí)。蒸發(fā)二氯甲烷溶液，稱重并用內(nèi)標(biāo)法經(jīng)GLC分析。結(jié)果表明2，3，5，6-四氯吡啶的產(chǎn)率為62％。
實(shí)施例5
將2，2，4-三氯-4-氰基丁酸丁酯(12g)、磷酰氯(40ml)和干燥氯化氫氣體(1.6g)在140℃加熱10小時(shí)，得到的反應(yīng)混合物按實(shí)施例1所述進(jìn)行后處理，回收到32ml POCl3。后處理得到的二氯甲烷溶液用GLC內(nèi)標(biāo)法分析。分析表明2，3，5，6-四氯吡啶的產(chǎn)率為62％。
實(shí)施例6將2，2，4-三氯-4-氰基丁酸對甲苯基酯(12g)、磷酰氯(40ml)和干燥的氯化氫氣(1.6g)于140℃加熱10小時(shí)。冷卻至室溫后加入冰。將水漿液進(jìn)行水蒸汽蒸餾，從水蒸餾液中濾出白色固體，在60℃真空干燥至恒重。干燥的固體，2，3，5，6-四氯吡啶的m.p.為87-88℃，重6.03g(71％產(chǎn)率)。
實(shí)施例7將2，2，4-三氯-4-氰基丁酸甲酯(12g)、磷酰氯(16.5ml)和二甲苯(16ml)放入玻璃管反應(yīng)器中，并用干燥HCl氣加壓至4個(gè)大氣壓，然后在140℃加熱10小時(shí)，壓力逐漸增加至20個(gè)大氣壓。得到的冷卻的反應(yīng)混合物注入冷水中，進(jìn)行水蒸汽蒸餾。分離出蒸餾液的有機(jī)相，測定2，3，5，6-四氯吡啶(HPLC)，9.4g(83％產(chǎn)率)。
實(shí)施例8重復(fù)實(shí)施例7，但用同體積的環(huán)己烷代替二甲苯。得到的冷卻的反應(yīng)混合物注入冷水中，分離有機(jī)相。水相用2×15ml熱環(huán)己烷提取。合并的有機(jī)相用碳酸鈉溶液和水洗，并測定2，3，4，6-四氯吡啶(HPLC)，9.06g(80％產(chǎn)率)。
實(shí)施例9重復(fù)實(shí)施例8，但用同體積的1，2-二氯乙烷代替環(huán)己烷，按實(shí)施例8處理反應(yīng)混合物后，得2，3，5，6-四氯吡啶8.8g(78％產(chǎn)率)。
實(shí)施例10按實(shí)施例7所述，處理2，2，4-三氯-4-氰基丁酸甲酯(12g)和磷酰氯(20g)的混合物。冷卻至70℃后，將該稠的黑色反應(yīng)混合物倒入冷水中，得到的漿液水蒸汽蒸餾，得白色結(jié)晶性固體，2，3，5，6-四氯吡啶干燥后重8.9g(79％產(chǎn)率)。
權(quán)利要求
1.一種制備2，3，5，6-四氯吡啶的方法，它包括在催化量的氯化氫存在下和任選在質(zhì)子惰性溶劑存在下，必要時(shí)在升高的壓力下，使通式I的2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯與過量的磷酰氯在100-160℃，優(yōu)選120-140℃的溫度下反應(yīng)約5-10小時(shí)， 其中R是烷基、芳基或芳烷基。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述酯是由C1-C6烷醇衍生的。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述酯是2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯。
4.權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求的方法，其中POCl3與2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯的摩爾比為10∶1至1∶1。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述的摩爾比為2∶1至3∶1。
6.權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求的方法，在質(zhì)子惰性的溶劑中實(shí)施。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述溶劑選自芳烴、脂肪烴和鹵代烴。
全文摘要
一種新的、簡單而高產(chǎn)率的制備2，3，5，6-四氯吡啶的方法，包括在催化量的氯化氫存在下和任選在質(zhì)子惰性溶劑存在下，必要時(shí)在升高的壓力下，使2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯與過量的磷酰氯在100-160℃，優(yōu)選120-140℃的溫度下反應(yīng)約5-10小時(shí)。
文檔編號C07D213/61GK1133037SQ94193818
公開日1996年10月9日 申請日期1994年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月3日
發(fā)明者Y·施沃 申請人:盧森堡工業(yè)(帕莫爾)有限公司