本发明涉及一种农药中间体的生产技术,具体的是2-氯-5-甲基吡啶中间体亚丙基苄胺的生产方法。
背景技术:
2-氯-5-甲基吡啶(CMP)是杂环杀虫剂、除草剂至关重要的原料,用其制备吡虫啉、啶虫脒、吡氟禾草灵等新农药,由于其内吸、高效、低毒等优点,已在市场得到广泛使用。以苄胺、丙醛为原料,经缩合、乙酰化、氯化等反应可制备2-氯-5-甲基吡啶,该方法收率在68%,副产氯化苄。(EP0546418)
亚丙基苄胺是合成CMP的主要中间体。因此,亚丙基苄胺合成工艺的简易程度、收率高低直接影响CMP的生产成本及工业化的可行性。现有亚丙基苄胺合成工艺分为2步:1)氯化苄氨基化制备苄胺;2)苄胺与丙醛反应制备亚丙基苄胺。苄胺通常由氯化苄与7%氨水反应(EU0452952)、乌洛托品(JP6335546)制得,由于苄胺极易与氯化苄反应生成二苄胺、三苄胺,导致合成收率只有70%。而亚丙基苄胺合成需要在-10℃低温下进行(见US5304651),反应收率在87%。两步收率60%左右。
现有亚丙基苄胺工艺存在的不足:①采用两步法制备,工艺过程复杂,增加了生产成本;②苄胺制备过程中副产二苄胺、三苄胺导致苄胺收率、选择性低;③亚丙基苄胺缩合反应过程需要低温,冷冻成本高。
技术实现要素:
本发明针对现有亚丙基苄胺合成工艺复杂、副产物多、收率低等不足,提出一种一步法合成亚丙基苄胺的方法。本发明所要解决的技术问题是简化操作过程,提高反应收率、提升产品质量(产品含量大于94%,收率大于88%)。
本发明包括以下步骤:
1)向500ml四口烧瓶中,投入一定量的氯化苄、丙醛及溶剂搅拌均匀;
2)向500ml四口烧瓶加入一定量步骤1)中的溶剂和催化剂,再向反应器同时加入胺化剂和步骤1)中的反应液,控制一定的反应温度,反应一定时间,反应结束将反应液降至室温;
3)将步骤2)中的反应液过滤出催化剂。滤液中加入一定量的水,洗涤、静置、分层,水层用一定量步骤1)中的溶剂萃取1次,萃取液与水洗后油层合并;
4)将合并后的油层常压下脱溶至100℃后降温,在压力为-0.095MPa条件下脱至终温100℃,继续在压力5mmHg、180℃条件下蒸出亚丙基苄胺,分析含量,计算收率。
本发明所述步骤1)中的溶剂为二氯乙烷、氯苯、氯仿、环已烷的任意一种,优选的溶剂为氯仿、二氯乙烷,更优选氯仿;
本发明所述步骤1)中的溶剂为氯化苄的投料质量比为10~2:1,优选用量为8~2:1,更优选为6~3:1;
本发明所述步骤1)丙醛与氯化苄的投料摩尔比为0.9~1.2:1,优选用量为0.9~1.1:1,更优选为0.95~1.05:1;
本发明所述步骤2)中的催化剂为金属铜、金属镍、金属铁、金属铝任意一种,优选的催化剂为金属铜、金属铁,更优选金属铜;
本发明所述步骤2)催化剂与氯化苄的投料质量比为0.5~2.5:100,优选用量为0.8~2:100,更优选用量1~1.5:100;
本发明所述步骤2)中胺化剂种类为氨气和氨水,优选氨气;
本发明所述步骤2)中的胺化剂与氯化苄的投料摩尔比为4~20:1,优选的摩尔比为8~15:1,更优选为10~12:1;
本发明所述步骤2)反应温度为20~100℃,优选温度为30~80℃,更优选为40~70℃;
本发明所述步骤2)中反应时间2~10hr,优选时间为3~8hr,更优选为4~7hr。
具体实施方式
实例1:
向500ml玻璃四口烧瓶中称取氯化苄50.6g,丙醛24.3g,氯仿200g,混合均匀。
向500ml玻璃四口烧瓶中加入10g氯仿和0.6g催化剂金属铜,搅拌升温至60℃后,滴加氯化苄丙醛氯仿液,通入氨气,反应5小时,再保温1小时,反应结束,降到室温,过滤催化剂,滤液加入50g水洗,静置分层。水层用50g氯仿萃取水层,静置分层,萃取液与水洗后油层合并。
油层常压下脱溶至100℃后降温,在压力为-0.095Mpa条件下脱至终温100℃。在压力为5mmHg的条件下蒸馏至180℃,得产品53.2克。经高效液相色谱检测含量94.5%,收率88.6%。
实例2-5:
为了考察氨气用量对亚丙基苄胺合成的影响,进行了不同氨气参与反应的实验,其余条件同实施例1。数据如下表:
由上表可见,同样反应条件下,氨气与氯化苄摩尔比为10时,亚丙基苄胺收率最高,为88.7%。氨气用量过多或过少都会导致亚丙基苄胺收率下降。
实例6-8:
在上述实例1中,以氨水代替氨气,其余不变。以下是不同氨水用量情况下实验结果:
由上表可见,同样反应条件下,氨水与氯化苄摩尔比为10时,亚丙基苄胺收率最高,为88.1%。而氨水用量过高或高低收率都有所下降。
实例9-13:
在实例1中催化剂选用0.6g金属铜,反应收率88%。以下是同样反应条件下,不同催化剂催化效果的对比实验结果(其中,催化剂用量指催化剂与氯化苄投料质量比,以下均相同).
由上表可见,同样反应条件下,金属铜催化效果最佳,其次是金属铁、金属铝、金属镍。
实例14-18:
在实例1的基础上,改用不同溶剂,反应温度30-60℃,其余不变。实验结果如下:
由上表可见,同样反应条件下,氯仿、二氯乙烷效果较佳,其次是环己烷、氯苯
实例19-21:
在实例1的基础上,改用不同丙醛用量,其余不变。实验结果如下:
由上表可见,不同的丙醛用量,反应收率不同,主要是苄胺与氯苄会反应,亚丙基苄胺与丙醛也会反应。
实例22-24:
在实例1的基础上,改用不同丙醛用量,其余不变。实验结果如下:
由上表可见,不同的反应时间,反应收率不同。
实例25-26:
把氯苄、丙醛、氯仿、催化剂放瓶底,通氨气的方式进行反应。实验结果如下:
由上表可见,同样反应条件下,采用单独通氨气的方式效果不及同时进料。