专利名称：一种合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法
技术领域：
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法。
背景技术：
2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶是一种重要的化工中间体原料，是合成除草剂高效盖草能 的关键中间体，其市场价值及应用前景倍愛关注。
目前有两种方法来制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶， 一种是以2-氯-5-三氟甲基吡啶为 起始原料，US4490534详细报道了合成2-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，在此基础上，采用 钨、锌、铁等的氯化物作为催化剂，在较高的温度下可以将吡啶环3位上氯从而得到2， 3-二氯-5-三氟甲基吡啶，但是该方法本身的原料就不易得，同时反应温度较高，最后得收 率只有85%。
另一种是以2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶为原料，专利US4567273对采用该方法作了 详细报道，以HgF2、 AgF、 HgO、 HgCl等为活化剂，以HF为氟化剂，在低温下可以将 2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶氟化得到2， 3-二氯-5-三氟甲基吡啶，该方法对反应装置的要 求较高，同时采用了HgO、 HgCl等活化剂，其毒性大，工业生产技术难度大。
国内对采用氟化钾为氟化剂也有报道，但是氟化钾没有经过与溶剂回流脱水活化，也 没有采用相转移催化剂活化反应，所以反应的效果一般，收率也不太理想。
本发明的目的在于提供一种采用比较安全的氟化剂氟化钾合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基 吡啶的方法。 本发明具体的反应如下.-
具体的实施方案为(1)以苯或甲苯为脱水剂，将脱水剂与溶剂、氟化钾以及相转移 催化剂一同加热回流脱去溶剂和氟化钾中的水；(2)加入2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶，加 热反应数小时，反应结束后进行后处理可以得到高纯度的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。其 中步骤(1)是关键步骤
发明内容
所述步骤(1)的脱水剂可以为苯或甲苯，反应溶液选择N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺。加入的脱水剂与溶剂的体积比为1: 2 10，反应中溶剂的用量为每克2， 3 — 二氯一5—三氯甲基吡啶用溶剂5 15ml。脱水的温度控制在80 135。C,脱水的时间 为2 6小时，所用相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵或者苄基三乙基溴化铵。
2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶和氟化钾以及相转移催化剂的摩尔比例为1: 5 10: 0.02
0. 1.步骤(2)的反应温度控制在105 135'C,反应时间为4 8小时。
本发明对比了采用N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂的反应情况，釆 用N,N-二甲基甲酰胺为溶剂要略优于采用N，N-二甲基乙酰胺作为溶剂的情况。
上述制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，其反应步骤(1)的优选为加入的脱水 剂优选为甲苯，反应溶剂优选N，N—二甲基甲酰胺，二者的最佳体积比为1: 3。脱水条 件为在115'C回流脱水，时间为3小时。使用的溶剂体积为每克2， 3-二氯-5-三氯甲基吡 啶加入溶剂8ml。
上述制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，其反应步骤(2)的优选为加入的2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶与氟化钾及相转移催化剂的最佳摩尔比例为1: 6: 0.04，反应的最 佳温度控制在120 125'C，最佳时间为5小时。反应结束后，过滤丢弃固相，减压精馏， 收集50 55'C/llmmHg流出物，得到无色液体，为2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，其纯度可 达98.5%,收率达到94.7%。 本发明的优点在于
1. 本发明采用的氟化方法对工业设备要求低，反应条件较温和，易于生产控制。
2. 本发明采用的相转移催化剂解决了固、液两相反应接触不充分的缺点，加入的相转移 催化剂可以使氟化钾中的氟离子与有机相有充分的接触机会，提高了反应效率。
3. 本发明采用了甲苯或苯脱水，提高了氟化钾的分子活性，得到氟化物的选择性高。
4. 本发明的方法在生产过程中不产生有毒物以及废液，对环境友好。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。 实施例h
25g (0.43mol)氟化钾与50ml甲苯以及150mlN,N-二甲基甲酰胺加入到250ml四口 反应烧瓶中，加入相转移催化剂苄基三乙基氯化铵0.66g (0.0029mol)，装上汽水分离器， 加热到回流115'C回流脱水3小时，脱水结束后，加入19.1g (0.072mol) 2， 3 — 二氯一 5 —三氯甲基吡啶，120°C保温反应5小时，反应结束后，抽滤，丢弃固相。有机相减压精馏收集50 55'C/llmmHg流出物，得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，其纯度可达98.5 %，收率达到94.7%。 实施例2:
除了反应时间为6小时，加入的氟化钾与2， 3 — 二氯一5—三氯甲基吡啶比例为8: 1
其他的反应条件以及后处理方法均与实施例1相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，
纯度达到了95.2%,收率92.1%。 实施例3:
除了回流脱水温度为90'C，其他的反应条件以及后处理方法均与实施例1相同，最 后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，纯度达到了94.2%，收率89%。 实施例4:
除了回流脱水温度为125'C，加入相转移催化剂苄基三乙基溴化铵，其他的反应条件 以及后处理方法均与实施例1相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，纯度达到了 96.6 %，收率93%。 实施例5:
除了反应温度在130'C，其他的反应条件以及后处理方法均与实施例l相同，最后得 到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，纯度达到了95.3%，收率91.3%。 实施例6:
除了回流脱水温度在13(TC，反应温度在13(TC,其他的反应条件以及后处理方法均 与实施例l相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，纯度达到了94.2%，收率91.1%。 实施例7:
25 g C0.43mo1)氟化钾与50ml甲苯及150mlN,N-二甲基乙酰胺加入到250ml四口反 应烧瓶中，加入相转移催化剂苄基三乙基溴化铵0.79g (0.0029mol)，装上汽水分离器， 加热到回流115"回流脱水3小时，脱水结束后，加入19.1g (0.072mol) 2， 3 — 二氯一 5 —三氯甲基吡啶，120。C保温反应5小时，反应结束后，抽滤，丢弃固相。有机相减压精 馏收集50 55。C/llmmHg流出物，得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，纯度可达98.5%,收 率达到93.7%。 实施例8:
除了反应时间为8小时，加入相转移催化剂苄基三乙基氯化铵1.64g (0.0072mo1)， 其他的反应条件以及后处理方法均与实施例7相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶， 纯度达到了97.2%，收率91.2%。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于具体的步骤为(1)以甲苯或者苯为脱水剂，将脱水剂与溶剂、氟化钾以及相转移催化剂，一同加热回流一定时间脱去溶剂以及氟化钾中的水；(2)加入2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，保温反应，反应结束后进行后处理可以得到高纯度的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。
2. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的反 应步骤(l)以甲苯或苯为脱水剂，反应溶剂选择N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰 胺，相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵或苄基三乙基溴化铵。
3. 根据权利桌求2所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的反 应步骤(l)以甲苯脱水剂，反应溶剂选择N,N-二甲基甲酰胺。
4. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的加 入的脱水剂与溶剂的体积比为1: 2 10，优选l: 3。
5. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的反 应中溶剂的量为每克2， 3-二氯-三氯甲基吡啶使用溶剂5 15ml，优选8ml。
6. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶和氟化钾以及相转移催化剂的摩尔比例为1: 5 10: 0.02 0.1，优选l: 6: 0.04。
7. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的脱 水温度选择在80 135。C，优选115。C;脱水时间为2 6小时，优选3小时。
8. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的步 骤(2)的反应温度为105 135°C，优选120 125。C;反应时间为4 8小时，优选5 小时。
9. 根据权利要求1所述的制备2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的后 处理方法为反应结束后，过滤丢弃固相，液相进行减压精馏，收集50 55'C/llmmHg 流出物，得到无色液体，为2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。
全文摘要
本发明涉及一种合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，所述的方法步骤为(1)以甲苯为脱水剂，将溶剂与氟化钾以及相转移催化剂一同加热到80～135℃回流3小时，以甲苯为脱水剂除去溶剂以及氟化钾中的水；(2)加入2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，在105～135℃下反应5小时，反应结束后进行后处理可以得到高纯度的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，其收率可以达到94.7％，纯度可以达到98.5％。
文档编号B01J31/02GK101602712SQ20091018125
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者周典海, 孔新福, 杨寿海, 王述刚, 芮忠南 申请人:南京第一农药集团有限公司