一种一步氧化合成2-氯烟酸的方法
【专利摘要】本发明涉及一种一步氧化合成2-氯烟酸的方法，属于化学合成领域，该方法采用2-氯-3-烷基吡啶或者2-氯-3-烯烃基吡啶为起始原料，以醋酸盐作为催化剂，通入臭氧发生器产生的臭氧，在反应温度为20～100℃条件下得到产物2-氯烟酸。本发明所用的原料简单易得，成本低廉，工艺简单，污染少，符合绿色化学的发展要求。
【专利说明】一种一步氧化合成2-氯烟酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工和农药领域，特别涉及一种一步氧化合成2-氯烟酸的方法。
【背景技术】
[0002]2-氯烟酸是一种重要的医药和农药的中间体。用于农药可以合成杀菌剂、杀虫剂和除草剂，如烟嘧磺隆、吡氟草胺等；用于医药可以合成许多医用抗生素、治疗心血管疾病的药物。因其广泛的生物化学作用，其合成工艺研究已引起人们的广泛兴趣。
[0003]2-氯烟酸的制备路线有很多，研究最多的合成路线主要有以下几种:
[0004](I)以烟酸为起始原料经双氧水进行N-氧化，在三乙胺催化下与三氯氧磷反应，氯化合成2-氯烟酸(US4144238);该方法收率80%，所得产品纯度较高，但存在大量的废酸，严重地污染了环境。
[0005](2)以3-氰基吡啶为原料，经双氧水进行N-氧化，在三乙胺催化下与三氯氧磷反应、氯化得到2-氯-3-氰基吡啶，产物在碱催化下水解，合成2-氯烟酸(JP169672)，该方法的收率较低，一般在50~60%，并且催化剂价格昂贵，生产中会产生大量的酸性废水，造成环境污染，不适合大规模工业化生产。
[0006](3)2-氯-3-三氯甲基吡啶为原料在酸性条件下水解合成2-氯烟酸(US4504665)。2-氯-3- 三氯甲基吡啶在磷酸、硝酸、烟酸中水解制备2-氯烟酸，收率84%。该方法所用的原料价格昂贵，只适合实验室的理论研究。
[0007](4)氰基乙酸乙酯为原料的成环法(魏顺金，河北化工，2004，4)。氰基乙酸乙酯氯化后，与丙烯醛迈克尔加成，成环后水解得到2-氯烟酸，该工艺主要原料丙烯醛具有较大的刺激性和毒性,生产过程中有机溶剂种类较多,工艺复杂,不适合大规模生产。
[0008](5)2-氯-3-甲基吡啶氧化法。Lisacs.A等人采用混酸氧化法(EP5011982)，即在190~210°C用硫酸和硝酸的混合物来氧化2-氯-3-甲基吡啶。但是该方法存在反应条件苛刻，设备投资大，反应过程中放出大量的有害气体，无法进行工业化生产。用高锰酸钾将甲基氧化为羧基制备出高纯度的2-氯烟酸(聂文娜，河北化工，2006，10)。其工艺路线简单，反应条件温和，但氧化剂价格高、耗量大、成本高、产生大量废水，不适合大规模工业生产。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于针对上述技术问题提供一种一步氧化合成2-氯烟的方法，该方法以臭氧为氧化剂，臭氧是一种干净的氧化剂，符合当今绿色化学发展的要求。
[0010]本发明采用如下技术方案实现上述目的:
[0011]一种一步氧化合成2-氯烟酸的方法，该方法以2-氯-3-烷基吡啶或者2-氯-3-烯烃基吡啶为原料，以醋酸盐为催化剂，以臭氧为氧化剂，以四氢呋喃、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙醇、甲醇、硫酸、盐酸、磷酸和醋酸中的任意一种为溶剂，在温度为20~100°C条件下反应得到2-氯烟酸，所述的烷基是(:卜4的烷基中的任意一种，所述的烯烃基是C2~3烯烃中的任意一种。
[0012]所述的2-氯-3-烷基吡啶或2-氯-3-烯烃基吡啶与醋酸盐的摩尔比为1:0.05~0.1。
[0013]所述的2_氯_3_烷基吡唳或者2_氯_3_烯烃基吡唳与臭氧的摩尔比为1: 1.2~3。
[0014]所述的2-氯-3-烷基吡啶或者2-氯-3-烯烃基吡啶与溶剂的体积比为1:4.5~6。
[0015]所述的醋酸盐为醋酸锌、醋酸铜、醋酸铁、醋酸锰、醋酸铬、醋酸钠和醋酸钾中的任意一种，优选所述的醋酸盐为醋酸锰、醋酸钠或醋酸铁。
[0016]所述的溶剂优选为冰醋酸、四氢呋喃或氯仿。
[0017]所述的烷基优选为甲基、乙基或异丙基。
[0018]本发明的有益效果
[0019]本发明方法制备的2-氯烟酸，以醋酸盐为催化剂，以臭氧为氧化剂，所得产品纯度高。其中，臭氧作为氧化剂，成本低，无污染，符合当今绿色化学发展要求。
【具体实施方式】
[0020]以下结合具体实施例来说明本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此:
[0021]实施例1
[0022]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_甲基吡啶25.5g(0.2mol)，冰醋酸IOOmL和醋酸锰2.5g(0.01mol)。室温搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧5.4L(0.24mol)，5h后反应液中有大量的白色固体产生，TLC监测反应进程，反应结束后，将冰醋酸减压抽滤为原体积的1/3后,过滤、干燥得白色固体产品23.5g,产率98%,熔点 176-178。。。
[0023]实施例2
[0024]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_甲基吡啶25.5g(0.2mol)，四氢呋喃IOOmL和醋酸锰5g (0.02mol)。50°C搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧8.96L(0.4mol)，TLC监测反应进程，反应结束后，将四氢呋喃减压抽滤，得粗品，乙酸乙酯重结晶，干燥得白色固体产品23.2g，产率97%，熔点175-178°C。
[0025]实施例3
[0026]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_甲基吡啶25.5g(0.2mol)，甲苯IOOmL和醋酸锌1.83g(0.01mol)。100°C搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧13.44L(0.6mol)，TLC监测反应进程，反应结束后，将甲苯减压抽滤后，得粗品，乙酸乙酯重结晶，干燥得白色固体产品21.5g，产率90%，熔点175-177°C。
[0027]实施例4
[0028]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_乙基吡啶28.3g(0.2mol)，稀盐酸IOOmL和醋酸锰2.5g(0.01mol)。50°C搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧8.96L(0.4mol)，5h后反应液中有大量的白色固体产生，TLC监测反应进程，反应结束后，将溶液减压抽滤为原体积的1/3后,过滤、干燥得白色固体产品21.8g,产率90%,熔点176-178。。。
[0029]实施例5
[0030]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_乙基吡啶28.3g(0.2mol)，冰醋酸IOOmL和醋酸钠0.82g(0.01mol)。室温搅拌下，通入由臭氧发生器产生的臭氧8.96L(0.4mol)，5h后反应液中有大量的白色固体产生，TLC监测反应进程，反应结束后,将冰醋酸减压抽滤为原体积的1/3后，过滤、干燥得白色固体产品23.5g,产率98%，熔点 176-178。。。
[0031]实施例6
[0032]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_异丙基吡啶32.9g(0.2mol)，氯仿IOOmL和醋酸锰5g (0.02mol)。50°C下搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧8.96L(0.4mol)，TLC监测反应进程，反应结束后，将氯仿减压抽滤后，得粗品，乙酸乙酯重结晶，干燥得白色固体产品23.2g，产率97%，熔点175-178°C。
[0033]实施例7[0034]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_异丙基吡啶32.9g(0.2mol)，醋酸IOOmL和醋酸铁3.48g(0.02mol)。100°C下搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧8.96L(0.4mol)，TLC监测反应进程，反应结束后，将醋酸减压抽滤为原体积的1/3后，过滤、干燥得白色固体产品23.5g，产率98%，熔点176-178°C。
[0035]实施例8
[0036]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_叔丁基吡啶25.5g(0.2mol)，乙腈IOOmL和醋酸锌1.83g(0.01mol)。100°C搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧13.44L(0.6mol)，TLC监测反应进程，反应结束后，将乙腈减压抽滤后，得粗品，乙酸乙酯重结晶，干燥得白色固体产品21.5g，产率85%，熔点175-176°C。
[0037]实施例9
[0038]在装有机械搅拌器、温度计的250mL四口烧瓶中，加入2_氯_3_乙烯基吡啶25.5g(0.2mol)，乙醇IOOmL和醋酸锌1.83g(0.01mol)。100°C搅拌，通入由臭氧发生器产生的臭氧13.44L(0.6mol)，TLC监测反应进程，反应结束后，将乙醇减压抽滤后，得粗品，乙酸乙酯重结晶，干燥得白色固体产品21.5g，产率87%，熔点175-177°C。
【权利要求】
1.一种一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:该方法以2-氯-3-烷基吡啶或者2-氯-3-烯烃基吡啶为原料，以醋酸盐为催化剂，以臭氧为氧化剂，以四氢呋喃、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙醇、甲醇、硫酸、盐酸、磷酸和醋酸中的任意一种为溶剂，在温度为20~100°C条件下反应得到2-氯烟酸，所述的烷基是(:卜4的烷基中的任意一种，所述的烯烃基是C2~3烯烃中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的2-氯-3-烷基吡啶或2-氯-3-烯烃基吡啶与醋酸盐的摩尔比为1: 0.05~0.1。
3.根据权利要求1所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的2-氯-3-烷基吡啶或者2-氯-3-烯烃基吡啶与臭氧的摩尔比为1: 1.2~3。
4.根据权利要求1所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的2-氯-3-烷基吡啶或者2-氯-3-烯烃基吡啶与溶剂的体积比为1:4.5~6。
5.根据权利要求1所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的醋酸盐为醋酸锌、醋酸铜、醋酸铁、醋酸锰、醋酸铬、醋酸钠和醋酸钾中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的醋酸盐为醋酸锰、醋酸钠或醋酸铁。
7.根据权利要求1所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的溶剂为冰醋酸、四氢呋喃或氯仿。
8.根据权利要求1所述的一步氧化合成2-氯烟酸的方法，其特征在于:所述的烷基为甲基、乙基或异丙基。`
【文档编号】C07D213/807GK103848783SQ201410015351
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】杨寿海, 丁永山, 罗中华, 薛谊, 何小强, 龚东平, 岳洪亮 申请人:红太阳集团有限公司, 南京红太阳股份有限公司