一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精细化工领域，具体的涉及一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法。
【背景技术】
[0002]2-氯-5-甲基吡啶是一种重要的“三药”中间体，可用于合成吡虫啉、吡虫清等烟碱类杀虫剂，这类杀虫剂具有广谱、安全、高效、低毒，持续周期长等优点。2-氯-5-甲基吡啶也可以作为除草剂吡氟氯禾草灵，吡氟禾草灵等的原料。
[0003]2-氯-5-甲基吡啶主要有直接氯化法，环合法，3-甲基吡啶氧化法，重氮化法等
[0004]直接氯化法:以3-甲基吡啶为原料，氯气为氯化剂，氯化钯作为催化剂，50-800C条件下，直接氯化反应制备2-氯-5-甲基吡啶。此方法2-氯-5-甲基吡啶的收率只有62%，且催化剂价格昂贵，难以回收套用，不利于工业化生产。(CN101723882)
[0005]环合法:以环戊二稀、丙稀醛为原料，通过Diels-Alder反应、Michael加成反应合成2-氯-5-甲基吡啶。这条路线由美国瑞利公司开发，避免了其他氯化过程中生成的副产。但环戊二烯沸点低，容易自燃，自聚，同时该路线存在大量的“三废”问题，操作复杂，有安全隐患(US05229519)。以吗啉、丙醛为原料，经过环化、脱氢、氯化等步骤合成2-氯-5-甲基吡啶。此方法路线较长，环境污染严重，总体成本较高。(US4612377，US4645839)以苄胺、丙醛为原料，经过环化，三氯氧磷氯化合成2-氯-5-甲基吡啶。此方法产物与副产氯苄及溶剂分离困难，很难得到纯品。(EP0546418，US5304651)
[0006]3-甲基吡啶氧化法:以3-甲基吡啶氮氧化物为起始原料，在二异丙胺、二氯甲烷存在下，邻苯二甲酰氯，三氯化磷或者氯化磷酰胺为氯化试剂，合成2-氯-5-甲基吡。此方法步骤繁琐，产率低。(US4897488, US5010201, EP0438691)
[0007]重氮化法:将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸里，滴加亚硝酸钠水溶液，反应完毕，滴加液碱，得产品(桑德迈尔法)。此方法产率低(35-40% )，且有大量的废液产生，无法工业化生产。以2-氨基-5-甲基吡啶为原料，通过氯化氢和亚硝酸甲酯反应制备2-氯-5-甲基吡啶。此方法亚硝酸甲酯价格昂贵，且不易获得，不利于工业化生产。(EP0508217)以2-氨基-5-甲基吡啶为原料，溶解在浓盐酸里，通入过量的氯化氢气体饱和，导入亚硝酰氯气体，此反应产率较高(84% )，但有副产2-羟基-5-甲基吡啶生成，且氯气与一氧化氮合成的亚硝酰氯，成本较高，不易制备。(US5283338)
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对上述技术问题提供一种制备2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，具有原料简单易得，操作步骤简单，反应快速，产物分离简单等优点
[0009]本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
[0010]一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，该方法首先将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸中，并在该浓盐酸中通入过量的氯化氢气体至饱和，得到反应液；之后在该反应液中同时缓慢加入氯化亚砜和发烟硝酸至反应完毕；反应完毕后加入碱性溶液进行中和，分层，分离出油相，得到产品2-氯-5-甲基吡啶。
[0011 ] 本发明技术方案中，反应温度为-20?50°C，优选反应温度为_5°C?50°C，最优选反应温度为20°C?50°C。
[0012]本发明技术方案中，2-氨基-5-甲基吡啶与浓盐酸的质量比为1:1?1:5。
[0013]本发明技术方案中，所述的浓盐酸的质量分数为36?38%。
[0014]本发明技术方案中，氯化亚砜的加入的速度为17?36g/h，发烟硝酸的加入的速度为10?15g/h ;优选氯化亚砜的加入的速度为23?36g/h，发烟硝酸的加入的速度为12?15g/h。进一步优选氯化亚砜的加入的速度为23?30g/h，发烟硝酸的加入的速度为12?15g/h，最优选氯化亚砜的加入的速度为23?27g/h，发烟硝酸的加入的速度为12?13g/h。
[0015]本发明技术方案中，碱性溶液中的碱性试剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水和氨气中的至少一种。进一步说，所述的碱性溶液的质量浓度为20?40%，优选质量浓度为25?40%，最优先质量浓度为30?40%。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]本发明方法具有原料简单易得，操作步骤简单，反应快速，产物分离简单、收率和纯度高等优点。特别是采用了特定的速度加入氯化亚砜和发烟硝酸，使得本发明显著减少副产物的生成，产物纯度高达99%的同时还能显著提高收率。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此:
[0019]实施例1
[0020]在温度为-20 °C条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g (0.1moI) 2-氨基-5-甲基吡啶，10.8g质量分数为37%的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动栗控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度:氯化亚砜(23.8g/h)，发烟硝酸(12.6g/h) ο液相监测反应进程，反应结束后，用30%氢氧化钠溶液中和，分层，分离出油相，得产品
2-氯-5-甲基吡啶11.88g(纯度99%，收率92.2% )。
[0021]实施例2
[0022]在温度为_5°C条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.lmol) 2_氨基_5_甲基吡啶，15g质量分数为37%的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动栗控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度:氯化亚砜(26.18g/h)，发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用40%氢氧化钾溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶
11.91g(纯度 99%，收率 92.5% )。
[0023]实施例3
[0024]在室温条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.lmol) 2_氨基-5-甲基吡啶，20g质量分数为37%的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动栗控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度:氯化亚砜(26.18g/h),发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用30%氢氧化钠溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶
11.96g(纯度 99%，收率 92.9% )。
[0025]实施例4
[0026]在温度为-5 °C条件下，在10mL四口烧瓶里分别加入10.8g (0.lmol) 2-氨基-5-甲基吡啶，54g质量分数为37%的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动栗控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度:氯化亚砜(35.69g/h)，发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用25%氨水溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶11.79g(纯度99%，收率91.5% )。
[0027]实施例5
[0028]在温度为50°C条件下，在50mL四口烧瓶里分别加入10.8g(0.lmol) 2-氨基-5-甲基吡啶，20g质量分数为37%的浓盐酸，通入过量的氯化氢气体饱和，分别用蠕动栗控制氯化亚砜与发烟硝酸的滴加速度:氯化亚砜(26.18g/h)，发烟硝酸(12.6g/h)。液相监测反应进程，反应结束后，用30 %氢氧化钠溶液中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶 12.08g(纯度 99%，收率 93.8% )。
【主权项】
1.一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:该方法首先将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸中，并在该浓盐酸中通入过量的氯化氢气体至饱和，得到反应液；之后在该反应液中同时缓慢加入氯化亚砜和发烟硝酸至反应完毕；反应完毕后加入碱性溶液进行中和，分层，分离出油相，得到产品2-氯-5-甲基吡啶。2.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:反应温度为-20 ?50 0C ο3.根据权利要求2所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:反应温度为-5 ?50°C。4.根据权利要求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-甲基吡啶与浓盐酸的质量比为1:1?1:5。5.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:所述的浓盐酸的质量分数为36?38%。6.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:氯化亚砜的加入的速度为17?36g/h，发烟硝酸的加入的速度为10?15g/h。7.根据权利要求6所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:氯化亚砜的加入的速度为23?36g/h，发烟硝酸的加入的速度为12?15g/h。8.根据权利要求1所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:碱性溶液中的碱性试剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水和氨气中的至少一种。9.根据权利要求1或8所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:碱性溶液的质量浓度为20?40%。10.根据权利要求9所述的2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，其特征在于:碱性溶液的质量浓度为25?40%。
【专利摘要】本发明公开了一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，属于农药技术领域。该方法采用2-氨基-5-甲基吡啶为原料，将2-氨基-5-甲基吡啶溶解在浓盐酸里，通入过量的氯化氢气体饱和，双滴加硝酸和氯化亚砜溶液，反应结束后，用碱中和，分层，分离出油相，得产品2-氯-5-甲基吡啶。该方法具有原料简单易得，操作步骤简单，反应快速，产物分离简单等优点。
【IPC分类】C07D213/61
【公开号】CN105037255
【申请号】CN201510418587
【发明人】丁永山, 薛谊, 岳瑞宽, 陈洪龙, 罗超然
【申请人】南京红太阳生物化学有限责任公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月16日