一種2-氯-5-甲基吡啶的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精細化工領(lǐng)域，具體的涉及一種2-氯-5-甲基吡啶的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2-氯-5-甲基吡啶是一種重要的“三藥”中間體，可用于合成吡蟲啉、吡蟲清等煙堿類殺蟲劑，這類殺蟲劑具有廣譜、安全、高效、低毒，持續(xù)周期長等優(yōu)點。2-氯-5-甲基吡啶也可以作為除草劑吡氟氯禾草靈，吡氟禾草靈等的原料。
[0003]2-氯-5-甲基吡啶主要有直接氯化法，環(huán)合法，3-甲基吡啶氧化法，重氮化法等
[0004]直接氯化法:以3-甲基吡啶為原料，氯氣為氯化劑，氯化鈀作為催化劑，50-800C條件下，直接氯化反應(yīng)制備2-氯-5-甲基吡啶。此方法2-氯-5-甲基吡啶的收率只有62%，且催化劑價格昂貴，難以回收套用，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。(CN101723882)
[0005]環(huán)合法:以環(huán)戊二稀、丙稀醛為原料，通過Diels-Alder反應(yīng)、Michael加成反應(yīng)合成2-氯-5-甲基吡啶。這條路線由美國瑞利公司開發(fā)，避免了其他氯化過程中生成的副產(chǎn)。但環(huán)戊二烯沸點低，容易自燃，自聚，同時該路線存在大量的“三廢”問題，操作復(fù)雜，有安全隱患(US05229519)。以嗎啉、丙醛為原料，經(jīng)過環(huán)化、脫氫、氯化等步驟合成2-氯-5-甲基吡啶。此方法路線較長，環(huán)境污染嚴重，總體成本較高。(US4612377，US4645839)以芐胺、丙醛為原料，經(jīng)過環(huán)化，三氯氧磷氯化合成2-氯-5-甲基吡啶。此方法產(chǎn)物與副產(chǎn)氯芐及溶劑分離困難，很難得到純品。(EP0546418，US5304651)
[0006]3-甲基吡啶氧化法:以3-甲基吡啶氮氧化物為起始原料，在二異丙胺、二氯甲烷存在下，鄰苯二甲酰氯，三氯化磷或者氯化磷酰胺為氯化試劑，合成2-氯-5-甲基吡。此方法步驟繁瑣，產(chǎn)率低。(US4897488, US5010201, EP0438691)
[0007]重氮化法:將2-氨基-5-甲基吡啶溶解在濃鹽酸里，滴加亞硝酸鈉水溶液，反應(yīng)完畢，滴加液堿，得產(chǎn)品(桑德邁爾法)。此方法產(chǎn)率低(35-40% )，且有大量的廢液產(chǎn)生，無法工業(yè)化生產(chǎn)。以2-氨基-5-甲基吡啶為原料，通過氯化氫和亞硝酸甲酯反應(yīng)制備2-氯-5-甲基吡啶。此方法亞硝酸甲酯價格昂貴，且不易獲得，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。(EP0508217)以2-氨基-5-甲基吡啶為原料，溶解在濃鹽酸里，通入過量的氯化氫氣體飽和，導(dǎo)入亞硝酰氯氣體，此反應(yīng)產(chǎn)率較高(84% )，但有副產(chǎn)2-羥基-5-甲基吡啶生成，且氯氣與一氧化氮合成的亞硝酰氯，成本較高，不易制備。(US5283338)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題提供一種制備2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，具有原料簡單易得，操作步驟簡單，反應(yīng)快速，產(chǎn)物分離簡單等優(yōu)點
[0009]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]一種2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，該方法首先將2-氨基-5-甲基吡啶溶解在濃鹽酸中，并在該濃鹽酸中通入過量的氯化氫氣體至飽和，得到反應(yīng)液；之后在該反應(yīng)液中同時緩慢加入氯化亞砜和發(fā)煙硝酸至反應(yīng)完畢；反應(yīng)完畢后加入堿性溶液進行中和，分層，分離出油相，得到產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶。
[0011 ] 本發(fā)明技術(shù)方案中，反應(yīng)溫度為-20?50°C，優(yōu)選反應(yīng)溫度為_5°C?50°C，最優(yōu)選反應(yīng)溫度為20°C?50°C。
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案中，2-氨基-5-甲基吡啶與濃鹽酸的質(zhì)量比為1:1?1:5。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的濃鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為36?38%。
[0014]本發(fā)明技術(shù)方案中，氯化亞砜的加入的速度為17?36g/h，發(fā)煙硝酸的加入的速度為10?15g/h ;優(yōu)選氯化亞砜的加入的速度為23?36g/h，發(fā)煙硝酸的加入的速度為12?15g/h。進一步優(yōu)選氯化亞砜的加入的速度為23?30g/h，發(fā)煙硝酸的加入的速度為12?15g/h，最優(yōu)選氯化亞砜的加入的速度為23?27g/h，發(fā)煙硝酸的加入的速度為12?13g/h。
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案中，堿性溶液中的堿性試劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氨水和氨氣中的至少一種。進一步說，所述的堿性溶液的質(zhì)量濃度為20?40%，優(yōu)選質(zhì)量濃度為25?40%，最優(yōu)先質(zhì)量濃度為30?40%。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]本發(fā)明方法具有原料簡單易得，操作步驟簡單，反應(yīng)快速，產(chǎn)物分離簡單、收率和純度高等優(yōu)點。特別是采用了特定的速度加入氯化亞砜和發(fā)煙硝酸，使得本發(fā)明顯著減少副產(chǎn)物的生成，產(chǎn)物純度高達99%的同時還能顯著提高收率。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于此:
[0019]實施例1
[0020]在溫度為-20 °C條件下，在50mL四口燒瓶里分別加入10.8g (0.1moI) 2-氨基-5-甲基吡啶，10.8g質(zhì)量分數(shù)為37%的濃鹽酸，通入過量的氯化氫氣體飽和，分別用蠕動栗控制氯化亞砜與發(fā)煙硝酸的滴加速度:氯化亞砜(23.8g/h)，發(fā)煙硝酸(12.6g/h) ο液相監(jiān)測反應(yīng)進程，反應(yīng)結(jié)束后，用30%氫氧化鈉溶液中和，分層，分離出油相，得產(chǎn)品
2-氯-5-甲基吡啶11.88g(純度99%，收率92.2% )。
[0021]實施例2
[0022]在溫度為_5°C條件下，在50mL四口燒瓶里分別加入10.8g(0.lmol) 2_氨基_5_甲基吡啶，15g質(zhì)量分數(shù)為37%的濃鹽酸，通入過量的氯化氫氣體飽和，分別用蠕動栗控制氯化亞砜與發(fā)煙硝酸的滴加速度:氯化亞砜(26.18g/h)，發(fā)煙硝酸(12.6g/h)。液相監(jiān)測反應(yīng)進程，反應(yīng)結(jié)束后，用40%氫氧化鉀溶液中和，分層，分離出油相，得產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶
11.91g(純度 99%，收率 92.5% )。
[0023]實施例3
[0024]在室溫條件下，在50mL四口燒瓶里分別加入10.8g(0.lmol) 2_氨基-5-甲基吡啶，20g質(zhì)量分數(shù)為37%的濃鹽酸，通入過量的氯化氫氣體飽和，分別用蠕動栗控制氯化亞砜與發(fā)煙硝酸的滴加速度:氯化亞砜(26.18g/h),發(fā)煙硝酸(12.6g/h)。液相監(jiān)測反應(yīng)進程，反應(yīng)結(jié)束后，用30%氫氧化鈉溶液中和，分層，分離出油相，得產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶
11.96g(純度 99%，收率 92.9% )。
[0025]實施例4
[0026]在溫度為-5 °C條件下，在10mL四口燒瓶里分別加入10.8g (0.lmol) 2-氨基-5-甲基吡啶，54g質(zhì)量分數(shù)為37%的濃鹽酸，通入過量的氯化氫氣體飽和，分別用蠕動栗控制氯化亞砜與發(fā)煙硝酸的滴加速度:氯化亞砜(35.69g/h)，發(fā)煙硝酸(12.6g/h)。液相監(jiān)測反應(yīng)進程，反應(yīng)結(jié)束后，用25%氨水溶液中和，分層，分離出油相，得產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶11.79g(純度99%，收率91.5% )。
[0027]實施例5
[0028]在溫度為50°C條件下，在50mL四口燒瓶里分別加入10.8g(0.lmol) 2-氨基-5-甲基吡啶，20g質(zhì)量分數(shù)為37%的濃鹽酸，通入過量的氯化氫氣體飽和，分別用蠕動栗控制氯化亞砜與發(fā)煙硝酸的滴加速度:氯化亞砜(26.18g/h)，發(fā)煙硝酸(12.6g/h)。液相監(jiān)測反應(yīng)進程，反應(yīng)結(jié)束后，用30 %氫氧化鈉溶液中和，分層，分離出油相，得產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶 12.08g(純度 99%，收率 93.8% )。
【主權(quán)項】
1.一種2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:該方法首先將2-氨基-5-甲基吡啶溶解在濃鹽酸中，并在該濃鹽酸中通入過量的氯化氫氣體至飽和，得到反應(yīng)液；之后在該反應(yīng)液中同時緩慢加入氯化亞砜和發(fā)煙硝酸至反應(yīng)完畢；反應(yīng)完畢后加入堿性溶液進行中和，分層，分離出油相，得到產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為-20 ?50 0C ο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為-5 ?50°C。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:2_氨基-5-甲基吡啶與濃鹽酸的質(zhì)量比為1:1?1:5。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:所述的濃鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為36?38%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:氯化亞砜的加入的速度為17?36g/h，發(fā)煙硝酸的加入的速度為10?15g/h。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:氯化亞砜的加入的速度為23?36g/h，發(fā)煙硝酸的加入的速度為12?15g/h。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:堿性溶液中的堿性試劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氨水和氨氣中的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:堿性溶液的質(zhì)量濃度為20?40%。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:堿性溶液的質(zhì)量濃度為25?40%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，屬于農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用2-氨基-5-甲基吡啶為原料，將2-氨基-5-甲基吡啶溶解在濃鹽酸里，通入過量的氯化氫氣體飽和，雙滴加硝酸和氯化亞砜溶液，反應(yīng)結(jié)束后，用堿中和，分層，分離出油相，得產(chǎn)品2-氯-5-甲基吡啶。該方法具有原料簡單易得，操作步驟簡單，反應(yīng)快速，產(chǎn)物分離簡單等優(yōu)點。
【IPC分類】C07D213/61
【公開號】CN105037255
【申請?zhí)枴緾N201510418587
【發(fā)明人】丁永山, 薛誼, 岳瑞寬, 陳洪龍, 羅超然
【申請人】南京紅太陽生物化學(xué)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月16日