一種2-氯-5-甲基吡啶的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于精細(xì)化工制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種2-氯-5-甲基吡啶的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2-氯-5-甲基吡啶是一種重要的農(nóng)藥中間體，可用于合成吡蟲啉，啶蟲脒，烯啶蟲 胺等新煙堿類殺蟲劑，該類殺蟲劑具有內(nèi)吸，廣譜高效，低毒，用量少，持續(xù)周期長，安全性 好，抗藥性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這些產(chǎn)品生產(chǎn)噸位巨大，因此，開發(fā)高收率，高質(zhì)量，高安全，低環(huán)保， 低成本的2-氯-5-甲基吡啶具有現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]目前，關(guān)于2-氯-5-甲基吡啶的合成主要有五種方法：
[0004] 1、以嗎啉、丙醛為原料，經(jīng)過環(huán)化，脫氫，氯化等反應(yīng)合成，此方法路線較長，操作 也較為繁瑣，環(huán)境污染嚴(yán)重，總體成本高；(US4612377,US4645839);
[0005] 2、以3-甲基吡啶為原料，經(jīng)過氮氧化，氯化等反應(yīng)合成，該類方法原料易得，反應(yīng) 步驟少，成本較低，但該類方法路線選擇性差，副產(chǎn)物多，產(chǎn)物分離純化困難，很難得到高純 度的產(chǎn)品或者純化成本高，收率低；（EP0393453,EP0512436);
[0006] 3、以煙酸為原料，經(jīng)過氯化、還原等反應(yīng)合成，此類方法反應(yīng)步驟較多，操作也較 為繁瑣，更因?yàn)樵蠠熕岫倘?，成本較高，因此很難工業(yè)化；(EP0569947);
[0007] 4、以環(huán)戊二稀、丙稀醛為原料，經(jīng)過Diels-Alder反應(yīng)、Michael加成等反應(yīng)合成， 該路線成本較低，但是，因?yàn)榄h(huán)戊二烯低沸點(diǎn)、低閃點(diǎn)、容易自燃，且容易聚合，因此該路線 存在大量三廢問題，安全性差，環(huán)境污染嚴(yán)重；(US05229519);
[0008] 5、以芐胺、丙醛為原料，經(jīng)過環(huán)化、三氯氧磷氯化等反應(yīng)合成，該類方法目前收率 低，總收率68%，產(chǎn)品純度不高，（EP0546418,US5304651)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高純度，高收率的 2-氯 -5_甲基P比啶的制備方法，該制備方法反應(yīng)選擇性好，收率尚，操作簡(jiǎn)單，二廢少，易于 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0010] 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：
[0011] -種2-氯-5-甲基吡啶的制備方法，具體合成路線如下：
[0012]
[0013] 其具體步驟為：
[0014] 步驟一：在反應(yīng)溫度為30~90°C，壓力為1. 5~2. 5atm的條件下以芐氯為原料， 以苯甲醛為抑制劑，以氨氣為胺化劑，以水為溶劑，氨化反應(yīng)時(shí)間為5~10h，再通過提純得 到化合物芐胺；
[0015] 步驟二：在反應(yīng)溫度為-10~50°C的條件下將步驟一中得到的芐胺在有機(jī)堿催化 作用下與丙醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5~15h，經(jīng)加入無機(jī)堿分層干燥，得到化合物亞 丙基芐胺；
[0016] 步驟三：在反應(yīng)溫度為-10~50°C的條件下，將步驟二中得到的亞丙基芐胺在有 機(jī)堿催化作用與乙?；噭┻M(jìn)行乙?；磻?yīng)反應(yīng)時(shí)間4~15h，通過短柱精餾提純得到化 合物N-芐基-N-丙烯基乙酰胺；
[0017] 步驟四：在反應(yīng)溫度-10~130°C的條件下，化合物N-芐基-N-丙烯基乙酰胺在 溶劑中在N，N-二甲基甲酰胺與三光氣作用下進(jìn)行環(huán)合，反應(yīng)時(shí)間為8~18h，經(jīng)過提純得到 目標(biāo)產(chǎn)物2-氯-5-甲基吡啶。
[0018] 優(yōu)選地，步驟一中芐氯：苯甲醛：氨氣的摩爾比為1:1.0~1.2:2. 0~3.0。
[0019] 優(yōu)選地，步驟1中采用以下方法提純：反應(yīng)完畢后，待溶液冷卻至20~25°C分層， 水層加入片堿回收套用，油層轉(zhuǎn)入另一反應(yīng)容器加酸調(diào)節(jié)PH= 1. 0,分層，油層回收苯甲醛 直接套用，水層加液堿調(diào)節(jié)PH= 10~12,分層，有機(jī)層減壓收集85~110°C/mmHg的餾分， 得到化合物芐胺。
[0020] 優(yōu)選地，步驟二中芐胺：丙醛：催化劑=1:1. 0~1. 2:0. 01~0. 3,有機(jī)堿為三甲 胺，三乙胺，三丁胺，吡啶或2, 6-二甲基吡啶中的一種，無機(jī)堿為NaOH或Κ0Η中的一種或兩 種。
[0021] 進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟二中分層干燥的具體操作為：反應(yīng)完畢后溶液加入Κ0Η或 NaOH分層，有機(jī)層再加入Κ0Η或NaOH進(jìn)行干燥，取上層化合物得到亞丙基芐胺。
[0022] 優(yōu)選地，步驟三中亞丙基芐胺：乙?；噭河袡C(jī)堿=1:1. 0~1. 2:0. 05~0. 5， 乙酰化試劑為醋酐或乙酰氯中的一種，有機(jī)堿為三甲胺，三乙胺，三丁胺，吡啶或2, 6-二甲 基吡啶中的一種。
[0023] 優(yōu)選地，步驟四中N-芐基-N-丙烯基乙酰胺：N，N-二甲基甲酰胺：三光氣的摩爾 比=1:1. 0~1. 2:0. 6~0. 8,溶劑為二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，甲苯中的一種。
[0024] 優(yōu)選地，步驟四中采用以下方法提純：反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾回收2-氯-5-甲基吡 啶與芐氯混合物，再加入鹽酸進(jìn)行分層，油層為芐氯，水層再用堿液調(diào)節(jié)PH= 6~7分層， 得粗品2-氯-5-甲基吡啶，再減壓蒸餾即得目標(biāo)產(chǎn)物2-氯-5-甲基吡啶。
[0025] 由于以上技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1、在芐胺的合成中加入苯甲醛，做抑制劑，可明顯提高反應(yīng)選擇性，摩爾收率高達(dá) 93%，大大減少氨氣的使用量，且水層加入片堿可以套用，實(shí)現(xiàn)氨氣的利用率，基本上無氨 氮排放；
[0027] 2、在亞丙基芐胺的制備中加入催化量三乙胺，使反應(yīng)更快，收率提高，摩爾收率高 達(dá)95%以上，其中水相可套用化合物芐胺中；
[0028] 3、在N-芐基-N-丙烯基乙酰胺的制備中通過短精餾塔可直接回收三乙胺套用，冰 乙酸可以出售，化合物d不需要精餾，可以直接往下使用，大大減化生產(chǎn)處理步驟；
[0029] 4、在2-氯-5-甲基吡啶的合成中，用三光氣代替三氯氧磷割除傳統(tǒng)含磷廢水，且 反應(yīng)選擇性，收率高達(dá)95%以上；
[0030] 5、在后處理上，先常壓回收溶劑，再減壓回收2-氯-5-甲基吡啶與芐氯，而 2-氯-5-甲基吡啶與芐氯加入鹽酸，即可分層，芐氯GC彡98 %，可直接套用，而2-氯-5-甲 基吡啶調(diào)堿分層即可，再減壓蒸出無需上塔精餾，GC彡99. 5% ;
[0031 ] 6、本發(fā)明可以提供80 %以上總摩爾收率，產(chǎn)品純度彡99. 5 %，操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境 友好，溶劑易回收套用，高收率，高質(zhì)量，低成本，減少環(huán)境污染。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說 明本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)，而本發(fā)明不受以下實(shí)施例的范圍限制。實(shí)施例中采 用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條 件。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 化合物b芐胺的制備
[0035] 在10000L的不銹鋼反應(yīng)釜中，投入2000kg水，通入氨氣，檢測(cè)濃度達(dá)到25~ 30%，加入芐氯或回收芐氯2000kg，苯甲醛1800kg，在密閉體系中升溫到60°C，控制壓力在 2atm，保溫6~8h，HLC跟蹤芐氯彡0. 1 %，即反應(yīng)完畢，待反應(yīng)后溶液降溫至20~25°C分 層，水層加入片堿635kg，套入下一批通氨氣，油層轉(zhuǎn)入另一個(gè)10000L反應(yīng)爸中，用30%鹽 酸1600kg，調(diào)節(jié)PH= 1，升溫到60°C，靜止分層，油層為苯甲醛可套用，水層為芐胺鹽酸鹽， 在20°C時(shí)，加入1600kg40%液堿，調(diào)節(jié)PH= 10,靜止分層，得粗品芐胺，粗品芐胺再減壓蒸 餾收集90~102°C/lOmmHg得化合物芐胺1573. 3kg，GC彡99. 2%，摩爾收率0. 93。
[0036] 化合物c亞丙基芐胺的制備
[0037] 在5000L搪玻璃反應(yīng)釜中，加入芐胺120kg，冷卻0°C以下，滴加丙醛1280kg，約 6~7h，控溫在-5°C，滴加完畢，在15°C保溫2~3h，GC跟蹤芐胺〈1%，即反應(yīng)完畢，反應(yīng) 后溶液加入氫氧化鉀360kg，攪拌30min，靜止30min，分層，水層用于節(jié)胺通堿用，油層加入 氫氧化鉀180kg，干燥5~6h，即可得化合物亞丙基芐胺，GC= 96%，摩爾收率0. 98,直接 用于下一步。
[0038] 化合物dN-芐基-N-丙烯基乙酰胺的制備
[0039] 在一個(gè)8000L搪玻璃反應(yīng)釜中，投入醋酐2300kg，加入三乙胺120kg，滴加化合物 3080kg，約6~8h，控溫-5°C，滴畢升溫到25°C，保溫2~3h，反應(yīng)完成后轉(zhuǎn)入另一個(gè)8000L搪玻璃反應(yīng)釜中，裝上一個(gè)3m高短塔精餾，升溫減壓蒸餾，分級(jí)接收三乙胺，冰乙酸與醋 酐，釜內(nèi)殘留物冷卻得化合物N-芐基-N-丙烯基乙酰胺3761kg，GC= 95. 6%，摩爾收率以 芐胺計(jì)算為0.96。
[0040] 化合物e2-氯-5-甲基吡啶的制備
[0041] 在10000L搪玻璃反應(yīng)釜中，投入甲苯3500kg，三光氣1900kg攪拌溶清，冷 卻-5 °C，滴加N，N-二甲基甲酰胺800kg，約4~5h，控溫-5 °C，滴加完畢控溫在-5 °C，滴加 化合物N-