专利名称：一种2－氯－5－甲基吡啶合成方法
技术领域：
本发明涉及一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法。
背景技术：
农药是农业生产的重要保障物资，在国民经济发展中发挥着重要的作用。目前农药工业发展的趋势是要求生产的农药具有安全、经济、方便等特点。以吡虫啉(imidacloprid)、啶虫脒(acetamiprid)、吡氟禾草灵(fluazifop-p-butyl)、羟戊禾草灵为代表的3-甲基吡啶类农药，具有内吸、广谱、高效、持效期长、安全性好等优点，已在国内外得到广泛地使用；另外，目前国内外还正在大力研制与开发以2-氯-5-三氟甲基吡啶合成的含氟吡啶类农药，而2-氯-5-甲基吡啶是合成上述新农药的关键中间体。
公知的生产2-氯-5-甲基吡啶的方法，是在氯化钯催化下，将氯气直接通入3-甲基吡啶溶液中直接合成2-氯-5-甲基吡啶，传统工艺所采用的反应器多为搅拌釜反应器，它的密封性能差、物料混合不易均匀且能耗较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种应用气升式环流反应器直接氯化3-甲基吡啶合成2-氯-5-甲基吡啶的方法，使生成物收率提高，缩短通氯气的时间，使氯气消耗量下降，并降低能耗。
本发明的技术方案概述如下一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，由下列步骤组成(1)将3-甲基吡啶装入气升式环流反应器中，加入四氯化碳溶剂，使3-甲基吡啶浓度为0.1～0.2g/ml；(2)在压力为745～750mmHg的条件下，将干燥的氮气从气升式环流反应器的底部的喷嘴喷射进入气升式环流反应器，形成内循环流动，达到混合均匀的目的；(3)加入催化剂氯化钯，使其与3-甲基吡啶的摩尔比为0.06～0.1∶1，将气升式环流反应器内的温度升至70～80℃，继续通氮气，保持流体混合流动10～30min；(4)将气升式环流反应器内温度降至-5～0℃后，停止通氮气，通入干燥的氯气，使氯气在气升式环流反应器内形成流体的内循环流动，用气相色谱仪在线检测出气成分，待氯气饱和时，即出气中的氯气含量恒定时，停止通氯气，关闭降温装置，使其在室温静置5～24h，即得到2-氯-5-甲基吡啶。
3-甲基吡啶在四氯化碳溶剂中的浓度最好为0.163g/ml。
催化剂氯化钯加入量，与加入的3-甲基吡啶的摩尔比最好为0.08∶1。
在气升式环流反应器中的升温温度最好为75℃。
通氮气后，保持流体流动时间最好为20min。
关闭降温装置后，室温静置时间以10h为宜。
本发明所采用的设备连接顺序为氯气钢瓶1通过管道经第一流量计3与第一干燥器4的入口连接，氮气钢瓶2通过管道经第二流量计17与第一干燥器4的入口连接，干燥器4的出口经第一缓冲器5与气升式环流反应器7的底部连接，气升式环流反应器7的顶部经第二干燥器9与第二缓冲瓶12的入口连接，第二缓冲瓶12的出口与氯气吸收器13连接，氯气吸收器13连接有真空泵15，第二缓冲瓶12的顶部还安装有压力计14，在气升式环流反应器7的外面设置有夹套，夹套设置有下口6，上口8，分别与超级恒温水浴10、低温浴槽11的出口及入口连接。
气升式内环流反应器具有无机械运动部件、易密封、结构简单、噪音低及能耗低等优点，而且使气升式环流反应器内非均相流体在气提推动力和喷射推动力的双重作用下，形成了有规则的内循环流动，强化了流动速度和相间界面更新速率，增大了气液质量传质系数，进而使反应物料间的混合、扩散、传质及反应性能均得到加强，使反应生成物收率提高，通氯气时间缩短，消耗氯气量下降。
图1为本发明设备连接示意图具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地说明1.将3-甲基吡啶装入气升式环流反应器中，并加入四氯化碳做溶剂，使3-甲基吡啶浓度为0.163g/ml，只开通氮气阀门，打开真空泵使反应体系处于745～750mmHg下进行，经干燥后的N2通过反应器底部的单孔喷嘴喷射进入气升式环流反应器内，形成内循环流动，达到搅拌混合之目的。在其混合均匀后，再加入氯化钯催化剂，使其与3-甲基吡啶的摩尔比为0.08∶1，可以观察到固体催化剂颗粒很快在气体的带动下均匀分布在溶液内。首先开启超级恒温水浴，关闭低温浴槽，通过调节夹套进出水流量大小，控制气升式环流反应器内的反应温度，使其维持在75℃。并在此温度下继续通入N2，保持流体均匀混合流动20min。然后关闭超级恒温水浴，打开低温浴槽，调节低温乙醇的流量大小，使气升式环流反应器内温度充分冷凝到-5～0℃后，关闭氮气阀门，打开氯气阀门，经干燥后的氯气进入气升式环流反应器内形成液体的内循环流动，用气相色谱仪在线检测出气成分，待氯气饱和时，即出气中氯气含量恒定时，停止通氯气，关闭低温浴槽，使其在室温下静置10h。合成2-氯-5-甲基吡啶的转化率为82.3％，纯度为88.7％，收率为72.73％，其收率比搅拌釜反应器高5％，通氯气时间缩短6分钟，氯气消耗量下降8％。
2.将3-甲基吡啶装入气升式环流反应器中，并加入四氯化碳做溶剂，使3-甲基吡啶浓度为0.1g/ml，只开通氮气阀门，打开真空泵使反应体系处于745～750mmHg下进行，经干燥后的N2通过气升式环流反应器底部的单孔喷嘴喷射进入反应器内，形成内循环流动，达到搅拌混合之目的。在其混合均匀后，再加入氯化钯催化剂，使其与3-甲基吡啶的摩尔比为0.06∶1，可以观察到固体催化剂颗粒很快在气体的带动下均匀分布在溶液内。首先开启超级恒温水浴，关闭低温浴槽，通过调节夹套进出水流量大小，控制气升式环流反应器内的反应温度，使其维持在70℃。并在此温度下继续通入N2，保持流体均匀混合流动10min。然后关闭超级恒温水浴，打开低温浴槽，调节低温乙醇的流量大小，使气升式环流反应器内温度充分冷凝到-5～0℃后，关闭氮气阀门，打开氯气阀门，经干燥后的氯气进入气升式环流反应器内形成液体的内循环流动，用气相色谱仪在线检测出气成分，待氯气饱和时，即出气中氯气含量恒定时，停止通氯气，关闭低温浴槽，使其在室温下静置5h。其收率比搅拌釜反应器高2％，通氯气时间缩短5分钟，氯气消耗量下降6％。
3.将3-甲基吡啶装入气升式环流反应器中，并加入四氯化碳做溶剂，使3-甲基吡啶浓度为0.2g/ml，只开通氮气阀门，打开真空泵使反应体系处于745～750mmHg下进行，经干燥后的N2通过反应器底部的单孔喷嘴喷射进入反应器内，形成内循环流动，达到搅拌混合之目的。在其混合均匀后，再加入氯化钯催化剂，使其与3-甲基吡啶的摩尔比为0.1∶1，可以观察到固体催化剂颗粒很快在气体的带动下均匀分布在溶液内。首先开启超级恒温水浴，关闭低温浴槽，通过调节夹套进出水流量大小，控制反应器内的反应温度，使其维持在80℃。并在此温度下继续通入N2，保持流体均匀混合流动30min。然后关闭超级恒温水浴，打开低温浴槽，调节低温乙醇的流量大小，使反应器内温度充分冷凝到-5～0℃后，关闭氮气阀门，打开氯气阀门，经干燥后的氯气进入反应器内形成液体的内循环流动，用气相色谱仪在线检测出气成分，待氯气饱和时，即出气中氯气含量恒定时，停止通氯气，关闭低温浴槽，使其在室温下静置24h。其收率比搅拌釜反应器高3％，通氯气时间缩短6分钟，氯气消耗量下降7％。
权利要求
1.一种2-氯-5-甲基吡啶的合成方法，由下列步骤组成(1)将3-甲基吡啶装入气升式环流反应器中，加入四氯化碳溶剂，使3-甲基吡啶浓度为0.1～0.2g/ml；(2)在压力为745～750mmHg条件下将干燥的氮气从气升式环流反应器的底部喷射进入气升式环流反应器，形成内循环流动；(3)加入催化剂氯化钯，使其与3-甲基吡啶的摩尔比为0.06～0.1∶1，升温至70-80℃，继续通氮气，保持10-30min；(4)使气升式环流反应器内温度降至-5～0℃，停止通氮气，通入干燥的氯气，使氯气在气升式环流反应器内形成流体的内循环流动，待氯气饱和时，停止通氯气，使其在室温下静置5-24h，即得到2-氯-5-甲基吡啶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的3-甲基吡啶在四氯化碳溶剂中的浓度为0.163g/ml。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化剂氯化钯加入量，与加入的3-甲基吡啶的摩尔比为0.08∶1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的升温温度为75℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的通氮气时间为20min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的室温静置时间为10h。
全文摘要
本发明公开了一种2－氯－5－甲基吡啶的合成方法，由下列步骤组成将3－甲基吡啶装入气升式环流反应器中，加入四氯化碳溶剂；在微负压条件下将干燥的氮气从气升式环流反应器的底部喷射进入气升式环流反应器，形成内循环流动；加入催化剂氯化钯，升温至70－80℃，继续通氮气，保持10－30min；使气升式环流反应器内温度降至－5～0℃，停止通氮气，通入干燥的氯气，使氯气在气升式环流反应器内形成流体的内循环流动，待氯气饱和时，停止通氯气，使其在室温下静置5－24h，即得到2－氯－5－甲基吡啶。采用此方法，可使反应生成物收率提高，通氯气时间缩短，消耗氯气量下降并降低能耗。
文档编号C07D213/61GK1412180SQ02124119
公开日2003年4月23日 申请日期2002年7月12日 优先权日2002年7月12日
发明者闻建平, 毛国柱, 潘磊, 王长林, 韩巍, 乔萍 申请人:天津大学