專利名稱：2,3－二氯－5－三氯甲基吡啶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機合成領(lǐng)域，具體地涉及2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶的制備方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶是一種非常有應(yīng)用價值的雜環(huán)中間體，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥和精細(xì)化工領(lǐng)域。
US4508907、US4555575、GC1599123等專利文獻(xiàn)中述及到的合成方法如下以2-氨基-5-甲基吡啶為原料，經(jīng)過溴代、氯代等步驟，合成2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，其不足之處在于，原料成本高，反應(yīng)后處理分離異構(gòu)體困難。
US4469896中公開了以下技術(shù)方案以全鹵代醛與不飽和腈為原料，合成2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，其不足之處在于，原料全鹵代醛合成和分離提純存在一定困難。
US4331811、US4636565等文獻(xiàn)中的2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶的合成方法采用如下步驟以2-氯-5-三氯甲基吡啶為原料，在高價金屬氯化物催化劑和氯氣的存在下，氯化合成2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，但是該方法的不足之處在于應(yīng)用該方法制備時，其中催化劑高價金屬氯化物極易吸濕分解，制備非常困難，價格十分昂貴，目前國內(nèi)尚無商品。根據(jù)上述方法，生產(chǎn)成本過高和原料催化劑昂貴及不易取得，使得工業(yè)實現(xiàn)存在許多困難。
因此，本領(lǐng)域迫切需要一種2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶的制備方法，該方法以工業(yè)上易購得的原料進(jìn)行反應(yīng)，工藝簡單、后處理易行、產(chǎn)率高，極適用于工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于獲得一種2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶的制備方法，該方法以工業(yè)上易購得的原料進(jìn)行反應(yīng)，工藝簡單、后處理易行、產(chǎn)率高，極適用于工業(yè)化。
本發(fā)明的另一目的在于獲得一種鉬金屬氧化物的用途。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶的制備方法，其包括如下步驟(a)提供2-氯-5-三氯甲基吡啶，(b)在鉬金屬氧化物催化劑的存在下，步驟(a)的所述2-氯-5-三氯甲基吡啶在100～250℃與氯化試劑進(jìn)行氯化反應(yīng)，得到所述2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述的鉬金屬氧化物為MoO2、MoO3或其組合。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，其特征在于，所述氯化試劑為氯氣。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述的催化劑的用量為0.1～10重量％，以2-氯-5-三氯甲基吡啶的總重量計算。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述的催化劑的用量為2～5重量％，以2-氯-5-三氯甲基吡啶的總重量計算。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述的氯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為150～200℃。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，上述反應(yīng)還包括如下步驟(c)將步驟(b)得到的2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶進(jìn)行分離，得到精制的2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，和其余氯化未完全的副產(chǎn)物；所述其余氯化未完全的副產(chǎn)物繼續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)制備2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，直到達(dá)到所需轉(zhuǎn)化率。
本發(fā)明再有一個方面提供一種鉬金屬氧化物的用途，其用于催化2-氯-5-三氯甲基吡啶的氯化反應(yīng)，制備2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述鉬金屬氧化物為MoO2、MoO3或其組合。
具體實施例方式
本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，通過改進(jìn)制備工藝，使用了一類新型的催化劑，該催化劑價格低廉、化性穩(wěn)定且不易吸濕分解，極適用于吡啶的氯化反應(yīng)，同時其產(chǎn)率不低于現(xiàn)有催化劑的產(chǎn)率。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
如無特別注明，本發(fā)明所提供的化合物可以通過市售原料和傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化方式合成。例如，本發(fā)明的2-氯-5-三氯甲基吡啶可以通過市售原料和傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化方式合成。
以下對本發(fā)明的各個方面進(jìn)行詳述。
催化劑本發(fā)明的催化劑的活性成分為鉬金屬氧化物。本發(fā)明的催化劑可以直接采用鉬金屬氧化物，也可以將鉬金屬氧化物作為活性成分負(fù)載到惰性載體上。
本發(fā)明的鉬金屬氧化物的價態(tài)不受限制，可以是MoO2、MoO3、MoO、Mo2O5或其組合。優(yōu)選地，所述的鉬金屬氧化物為MoO2、MoO3或其組合。
所述惰性載體沒有特別限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可，例如可以是石墨、氧化鋁、各種白土或分子篩或其組合。
所述的負(fù)載催化劑可以采用負(fù)載法制備，也可以采用直接法在合成惰性載體的同時制備含有活性組分的材料。
在一個優(yōu)選例中，負(fù)載法分以下幾步完成先制備惰性載體，然后用含活性組分前體(也即鉬金屬氧化物)的溶液或漿液浸漬該惰性載體，蒸發(fā)掉部分水分后得含活性組分的惰性載體。
本發(fā)明的催化劑的用量沒有特別限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可，具體地例如為0.1～10重量％，優(yōu)選地2～5重量％，以2-氯-5-三氯甲基吡啶的總重量計算。
氯化反應(yīng)本發(fā)明的氯化試劑沒有特別限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可。例如，所述氯化試劑為氯氣。
所述氯化試劑用量沒有特別限制，只要不對本發(fā)明的發(fā)明目的產(chǎn)生限制即可。例如，將氯氣通入直至飽和為止。
本發(fā)明的所述的氯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為100～250℃的溫度范圍，優(yōu)選地反應(yīng)溫度為150～200℃。
反應(yīng)溫度過低影響反應(yīng)速度，當(dāng)溫度低于100℃，原料不能完全液化，該反應(yīng)很難正常行進(jìn)，而反應(yīng)溫度高于250℃后，氯化取代的副產(chǎn)物和高沸點雜質(zhì)明顯增加，影響該反應(yīng)的選擇性，引起二次取代，并增加高沸點物的生成量，降低產(chǎn)品收率，反應(yīng)溫度優(yōu)選為100℃～250℃，其中更優(yōu)選150℃～200℃。
反應(yīng)時間根據(jù)具體反應(yīng)物、催化劑和反應(yīng)溫度而定，一般為8-72小時左右，優(yōu)選為8-20小時。
為防止過度反應(yīng)，而引起二次取代，采用常規(guī)方法(如氣相色譜等)對反應(yīng)的完成程度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。
以上反應(yīng)完成后采用常規(guī)的后處理方法(萃取、抽濾、洗滌、干燥、脫溶等)。
目標(biāo)產(chǎn)物可以采用元素分析、沸點測定或氣相質(zhì)譜等方法來檢測證明。
本發(fā)明的未完全反應(yīng)的原料可以回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，直到達(dá)到所需產(chǎn)率為止。
本發(fā)明所提供的化合物可以通過市售原料和傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化方式合成。
上述合成方法只是本發(fā)明部分化合物的合成路線，根據(jù)上述例子，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過調(diào)整不同的方法來合成本發(fā)明的其他化合物，或者，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有公知技術(shù)可以合成本發(fā)明的化合物。合成的化合物可以進(jìn)一步通過柱色譜法、高效液相色譜法或結(jié)晶等方式進(jìn)一步純化。
以上反應(yīng)完成后采用常規(guī)的后處理方法(萃取、抽濾、洗滌、干燥、脫溶等)。
合成化學(xué)改造、保護官能團方法學(xué)(保護或去保護)對合成應(yīng)用化合物是很有幫助的，并且是現(xiàn)有技術(shù)中公知的技術(shù)，如R.Larock，ComprehensiveOrganic Transformations，VCH Publishers(1989)；T.W.Greene和P.G.M.Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis，第三版，John Wiley andSons(1999)；L.Fieser和M.Fieser，F(xiàn)ieser and Fieser’s Reagentsfor Organic Synthesis，John Wiley and Sons(1994)；以及L.Paquette，等，Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis，John Wiley andSons(1995)中都有公開。
本發(fā)明的其他方面由于本文的公開內(nèi)容，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
有益效果(1)本發(fā)明所用的原輔料在國內(nèi)及世界上均已大規(guī)模商品化且價格低廉，反應(yīng)過程中不需要任何有機溶劑，可減少后處理過程，且?guī)缀鯚o副反應(yīng)，生產(chǎn)能力大，反應(yīng)條件溫和，成本低，易工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，用本發(fā)明制備方法得到的產(chǎn)品的純度可達(dá)到99.5％以上，產(chǎn)率通常達(dá)到70-80％。
(2)本發(fā)明的制備方法以工業(yè)上易購得的價格低廉、化性穩(wěn)定、且不易吸濕分解的原料、催化劑進(jìn)行反應(yīng)，該方法的原輔料廉價易得、工藝簡單、后處理易行、條件溫和、對環(huán)境污染小，能以較高收率制得2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，同時易工業(yè)化。
(3)現(xiàn)有技術(shù)的催化劑高價金屬氯化物極易吸濕分解，制備非常困難，價格十分昂貴，目前國內(nèi)尚無商品。而本發(fā)明采用新的催化劑用于進(jìn)行氯化反應(yīng)，達(dá)到了較高產(chǎn)率且降低了成本，減少了環(huán)境污染。
以下結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，例如是《貝爾斯坦有機化學(xué)手冊》(化學(xué)工業(yè)出版社，1996年)中的條件，或按照制造廠商所建議的條件。比例和百分比基于重量，除非特別說明。
除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。
實施例1在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，15g(3％wt)MoO3，攪拌均勻，在T內(nèi)＝170℃，向上述溶液中通入Cl2，18小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)調(diào)PH＝8-9，洗滌，分層，干燥，蒸餾，得到產(chǎn)品449.4g，產(chǎn)率78.2％，其沸點b.p.為104℃(2mmHg)。
實施例2在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，1 5g(3％wt)MoO3，攪拌均勻，在T內(nèi)＝250℃，向溶液中通入Cl2，10小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)洗滌、調(diào)PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品244.2g，產(chǎn)率42.5％。
本例中的未氯化完全的原料回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。
實施例3在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，2.5g(0.5％wt)MoO3，攪拌均勻，在T內(nèi)＝170℃，向上述溶液中通入Cl2，49小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)洗滌、調(diào)PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品477.6g，產(chǎn)率83.1％。
實施例4在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，15g(3％wt)MoO2，攪拌均勻，在T內(nèi)＝150℃，向上述溶液中通入Cl2，17小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)洗滌、調(diào)PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品423g，產(chǎn)率73.6％。
實施例5在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，15g(3％wt)MoO2，攪拌均勻，在T內(nèi)＝250℃，向上述溶液中通入Cl2，8小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)洗滌、調(diào)PH＝89、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品230.5g，產(chǎn)率40.1％。
本例中的未氯化完全的原料回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。
實施例6在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，2.5g(2％wt)MoO2，攪拌均勻，在T內(nèi)＝200℃，向上述溶液中通入Cl2，45小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)洗滌、調(diào)PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品458.6g，產(chǎn)率79.8％。
實施例7在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，0.5g(0.1％wt)MoO，攪拌均勻，在T內(nèi)＝170℃，向上述溶液中通入Cl2，72小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)洗滌、調(diào)PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品205g，產(chǎn)率35.3％。
本例中的未氯化完全的原料回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。
實施例8在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，0.5g(0.1％wt)MoO2，攪拌均勻，在T內(nèi)＝170℃，向上述溶液中通入Cl2，72小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)調(diào)洗滌、PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品121g，產(chǎn)率21.1％。
本例中的未氯化完全的原料回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。
實施例9在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，25g(5％wt)Mo2O5，攪拌均勻，在T內(nèi)＝100℃，向上述溶液中通入Cl2，65小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品經(jīng)調(diào)洗滌、PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品436g，產(chǎn)率71.5％。
本例中的未氯化完全的產(chǎn)物可以回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，直到達(dá)到所需產(chǎn)率為止。
實施例10在裝有溫度計、冷凝管和機械攪拌1L四口瓶中投入500g(2.2mol)2-氯-5-三氯甲基吡啶(分子量231g/mol)，50g(10％wt)MoO2，攪拌均勻，在T內(nèi)＝100℃，向上述溶液中通入Cl2，35小時反應(yīng)完畢。2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗品洗滌、經(jīng)調(diào)PH＝8-9、分層、干燥、蒸餾，得到產(chǎn)品358.6g，產(chǎn)率60.2％。
本例中的未氯化完全的產(chǎn)物可以回收進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，直到達(dá)到所需產(chǎn)率為止。
實施例11同等條件下，5克氧化鉬和5克五氯化鉬同時暴露在空氣中，5分鐘后五氯化鉬完全潮解；潮解后釋放的HCl對反應(yīng)容器具有腐蝕性；置于100g水中劇烈分解，釋放出白色霧狀氯化氫氣體，具有腐蝕性。對操作人員具有毒害。
而氧化鉬在空氣中暴露24小時后仍質(zhì)量恒定，無潮解現(xiàn)象。在100g水中不溶。
在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(a)提供2-氯-5-三氯甲基吡啶，(b)在鉬金屬氧化物催化劑的存在下，步驟(a)的所述2-氯-5-三氯甲基吡啶在100～250℃與氯化試劑進(jìn)行氯化反應(yīng)，得到所述2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鉬金屬氧化物為MoO2、MoO3或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化試劑為氯氣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化劑的用量為0.1～10重量％，以2-氯-5-三氯甲基吡啶的總重量計算。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化劑的用量為2～5重量％，以2-氯-5-三氯甲基吡啶的總重量計算。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為150～200℃。
7.如權(quán)利要求1～6任一項所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟(c)將步驟(b)得到的2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶進(jìn)行分離，得到精制的2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，和其余氯化未完全的副產(chǎn)物；所述其余氯化未完全的副產(chǎn)物繼續(xù)進(jìn)行氯化反應(yīng)制備2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，直到達(dá)到所需轉(zhuǎn)化率。
8.一種如權(quán)利要求1所述的鉬金屬氧化物的用途，其特征在于，用于催化2-氯-5-三氯甲基吡啶的氯化反應(yīng)，制備2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶。
9.如權(quán)利要求8所述的用途，其特征在于，所述鉬金屬氧化物為MoO2、MoO3或其組合。
全文摘要
本發(fā)明所述的2，3－二氯－5－三氯甲基吡啶的制備方法，以2－氯－5－三氯甲基吡啶為原料，在價廉易得的催化劑和氯化試劑的存在下，反應(yīng)溫度為100～250℃，氯化合成2，3－二氯－5－三氯甲基吡啶。本發(fā)明所用的原料催化劑在國內(nèi)外及世界上均已大規(guī)模商品化且價格低廉。本發(fā)明方法制備過程簡單、原料催化劑廉價易得、產(chǎn)率高，極適用于大規(guī)模商品化生產(chǎn)。
文檔編號B01J23/16GK101092391SQ20071004278
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者戴信培, 唐運宏 申請人:上?？爹i化學(xué)有限公司