專利名稱：高純度n－烷基吡啶鎓鹽合成新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機化工中間體類。
本發(fā)明是制備高純度N-烷基吡啶鎓鹵代鹽合成新工藝。該化合物是合成醫(yī)藥、農(nóng)藥(如縮節(jié)胺、百草枯)等化工產(chǎn)品的重要中間體。
化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
上式中R＝-CH3、-C2H5、-C3H7-、-C4H9、-C5H11、其他直鏈烴、-C6H5、其他芳烴……X＝F、Cl、Br、I該化合物中國國內(nèi)尚無廠家生產(chǎn)。中國發(fā)明申請?zhí)?8107864，6“植物生長調(diào)節(jié)劑助壯素的合成方法”曾提及用純吡啶溶液加熱通氯甲烷氣體合成該化合物；但無具體內(nèi)容。國外采用的是加壓法，如美國專利號4115390曾提及在4521Parr下純吡啶與液態(tài)氯甲烷反應(yīng)，收率僅為46％。
本發(fā)明采用常壓新工藝不但能解決上述存在的問題，而且工藝方法簡便、反應(yīng)條件溫和、收率高、定量完成，所得產(chǎn)品純度接近于純品，可以在各種場合下使用。
本發(fā)明的實施方案如下一種N-烷基吡啶鎓鹽合成方法，其特征在于用純吡啶在溶劑體系里常壓與烷基鹵化物反應(yīng)，可以得到近于理論量的高純度99.6％N-烷基吡啶鎓鹽合成新工藝；按照本發(fā)明所述的方法，使用的溶劑優(yōu)選為水和脂肪醇類或者水和/或脂肪醇的混合溶劑；純吡啶與溶劑的比例優(yōu)選為任何比例(質(zhì)量比)；通烷基鹵化物的溫度優(yōu)選從室溫到純吡啶沸點溫度，反應(yīng)時間為2-15小時。
按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于溶劑較優(yōu)選為水或碳1-碳10的脂肪醇或水與碳1-碳10的脂肪醇的混合溶劑；最優(yōu)選為水或碳1-碳4的脂肪醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，或水與碳1-碳4的脂肪醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的混合溶劑。
按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于純吡啶與溶劑的比例較優(yōu)選為100∶40-60，最優(yōu)選為100∶10-30(質(zhì)量比)。
按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于通烷基鹵化物的溫度較優(yōu)選為室溫到100℃；最優(yōu)選為50-70℃。
按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于烷基鹵化物的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基及其直鏈烷基或苯基、芐基及其芳基。
按照本發(fā)明的方法，適用于各類取代基的N-烷基吡啶鎓鹽的合成，最終產(chǎn)品為高純度的固體，而不是液體，無水、無有機溶劑、無三廢，使用面廣。
化學(xué)反應(yīng)式
按照本發(fā)明提供的工藝方法，反應(yīng)是在溶劑存在下進行的，所選用的溶劑優(yōu)選是普通常用的液態(tài)溶劑，如芳烴、醇類、醚類等；但是最優(yōu)選的溶劑應(yīng)當是既能夠與純吡啶混溶又能夠與所制備的最終產(chǎn)物N-烷基吡啶翁鹽有很好的溶解度。因此按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于溶劑，優(yōu)選的溶劑是水和/或醇類，較優(yōu)選為水或碳1-碳10的脂肪醇或水與碳1-碳10的脂肪醇的混合溶劑；最優(yōu)選為水或碳1-碳4的脂肪醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，或水與碳1-碳4的脂肪醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的混合溶劑。
吡啶與所選用的溶劑之間的比例沒有特殊要求；但是溶劑所占比例對反應(yīng)速度有很重要影響，使用的溶劑優(yōu)選為水和/或脂肪醇類或者水和脂肪醇的混合溶劑；純吡啶與溶劑的比例優(yōu)選為任何比例(質(zhì)量比)，純吡啶與溶劑的比例較優(yōu)選為100∶40-60，最優(yōu)選為100∶10-30(質(zhì)量比)。但是如果溶劑用量超過純吡啶質(zhì)量的50％(含50％，質(zhì)量比)，則反應(yīng)速度大幅度減慢，且所得產(chǎn)物顏色深，外觀差，收率也降低。
反應(yīng)溫度雖然從室溫到純吡啶沸點都是可行的，但是，通烷基鹵化物的溫度較優(yōu)選為室溫到100℃；最優(yōu)選為50-70℃。隨著溫度升高，反應(yīng)速度明顯加快，但是溫度過高，收率會有所降低，而且產(chǎn)物的顏色加深。加入少量催化劑可以進一步提高反應(yīng)速度。
本發(fā)明具有操作簡易、反應(yīng)時間短，僅2-15小時、安全、設(shè)備易于制造、沒有三廢、產(chǎn)品為固體，收率高、純度好等多方面優(yōu)點。
以下以實施例說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。
實施例1在裝有溫度計、回流冷凝劑、攪拌器及液伸導(dǎo)氣管的250毫升四口瓶中，先往里加純吡啶79克(1.0克分子)，繼之加水20毫升，開動攪拌徐徐升溫到50℃，并維持在5±2℃，經(jīng)導(dǎo)氣管往里通入氯甲烷氣體，約15小時，用氣相色譜分析，此時體系中已不在含有原料純吡啶，停止通氯甲烷，將物料溫度升到75℃，保持0.5小時。然后將物料移入蒸餾瓶中，調(diào)節(jié)真空在0.06-0.08MPa作減壓脫水，水脫凈后，得到白色固體129.8克，收率為理論量(純吡啶計，下同)，純度99.8％。
實施例2操作方法同實施例1，但是通氯甲烷氣體改為70±2℃，此時只需9小時即可完成反應(yīng)，產(chǎn)品收率和純度不變。
實施例3操作方法同實施例1，水的用量降到10毫升，要通氯甲烷氣體5小時，即可完成反應(yīng)，所得產(chǎn)品收率和純度不變。
實施例4操作方法同實施例1，但是水的用量為10毫升，通氯甲烷氣體溫度升到70℃，只需2小時即可全部通完氯甲烷，產(chǎn)品收率和含量不變，但是顏色較深實施例5實施所用的儀器同實施例1，投入純吡啶79克(1.0克分子)，乙醇25毫升，升溫到65℃，并保持在65±2℃，通氯甲烷氣體約8小時，減壓脫凈乙醇后，得到產(chǎn)物129.6克，收率99.6％，純度99.7％。
實施例6操作方法同實施例5，但是通氯甲烷氣體溫度降到45℃，通氯甲烷氣體約30小時，氣相色譜鑒定結(jié)果表明純吡啶轉(zhuǎn)化率僅為56.2％。實施例7操作方法同實施例5，但是乙醇的用量降到12.5毫克，只需3小時即可達到終點，轉(zhuǎn)化率同例6。
實施例8操作方法同實施例5但是乙醇用量增加到60毫升，65±2℃通氯甲烷氣體約40小時，純吡啶轉(zhuǎn)化率為48.9％。
實施例9操作方法同實施例1，投入純吡啶79克，水/乙醇混合溶劑20毫升(水∶乙醇＝2∶1)，70-65℃，通氯甲烷氣體約10小時，經(jīng)后處理，得到產(chǎn)品數(shù)量和純度與實施例1相同。
實施例10操作方法同實施例1，但是水的用量增加到80毫升，80±2℃，通氯甲烷氣體約160小時，純吡啶轉(zhuǎn)化率92％，經(jīng)脫水處理所得產(chǎn)品收率為88.6％。
實施例11操作方法同實施例5，但是用甲醇12.5毫升代替乙醇，通氯甲烷氣體約6小時，純吡啶轉(zhuǎn)化率110％，所得產(chǎn)品收率為理論量。產(chǎn)品純度99.8％。
實施例12操作方法同實施例5，投入純吡啶237克(3.0克分子)，水/乙醇混合溶劑24毫升(水∶乙醇＝2∶1，體積比)，通氯甲烷氣體約4小時，純吡啶轉(zhuǎn)化率100％，，所得到的產(chǎn)品收率和純度與實施例11相同。
實施例13操作方法同實施例1，投入純吡啶79克(1.0克分子)，氯乙烷64.5克，于70℃反應(yīng)，經(jīng)處理，得到142克產(chǎn)品，N-乙基吡啶鎓氯代鹽收率97.3％，含量98％。
實施例14操作方法同實施例1，但用氯丙烷代替氯乙烷，得到產(chǎn)品N-丙基吡啶鎓氯代鹽收率98.6％，含量98.2％。
實施例15操作方法同實施例1，但用氯苯代替氯乙烷，得到產(chǎn)品N-苯基吡啶鎓氯代鹽收率98.8％，含量99.6％。
實施例16操作方法同實施例1，但用氯芐代替氯乙烷，得到產(chǎn)品N-芐基吡啶鎓氯代鹽收率98.4％，含量98.2％。
權(quán)利要求
1.一種N-烷基吡啶鎓鹽合成方法，其特征在于用純吡啶在溶劑體系里常壓下與烷基鹵化物反應(yīng)，可以得到近于理論量的99.6％高純度N-烷基吡啶鎓鹽合成新工藝；使用的溶劑優(yōu)選為水和/或脂肪醇類，或者水和脂肪醇的混合溶劑；純吡啶與溶劑的比例優(yōu)選為任何比例(質(zhì)量比)；通烷基氯化物的溫度優(yōu)選從室溫到純吡啶沸點溫度，反應(yīng)時間為2-15小時。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于溶劑較優(yōu)選為水或碳1-碳10的脂肪醇或水與碳1＝碳10的脂肪醇的混合溶劑；最優(yōu)選為水或碳1-碳4的脂肪醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇，或水與碳1-碳4的脂肪醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的混合溶劑。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于純吡啶與溶劑的比例較優(yōu)選為100∶40-60最優(yōu)選為100∶10-30(質(zhì)量比)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通烷基鹵化物的溫度較優(yōu)選為室溫到100℃；最優(yōu)選為50-70℃。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于烷基鹵化物的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基及其直鏈烷基或苯基、芐基及其芳基；鹵素為氟、氯溴、碘，優(yōu)選為氯；優(yōu)選的烷基鹵化物為烷基氯化物。
6.本發(fā)明適用于各類取代基的N-烷基吡啶翁鹽的合成，最終產(chǎn)品為高純度的固體，而不是液體，無水、無有機溶劑、無三廢，使用面廣。
全文摘要
本發(fā)明是在溶劑體系中用純吡啶與鹵代烷烴常壓氣相反應(yīng)制備高純度N－烷基吡啶鎓鹽合成新工藝,所得的產(chǎn)品純度在99.6%以上,收率近于理論量。本工藝具有產(chǎn)品純度高、收率高、工藝簡便、安全、無三廢等諸多優(yōu)點。
文檔編號C07D213/18GK1251363SQ99122439
公開日2000年4月26日 申請日期1999年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者楊淑珍, 石得中, 王秀琪, 羅明科 申請人:河北桃園農(nóng)藥有限公司