专利名称：氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法
技术领域：
本发明涉及一种对以吡啶或其衍生物为原料制备相应吡啶氯化产物的分离方法， 具体讲是一种对其合成后所得的气态混合物直接以精馏方式进行分离的在线连续进行 的制备分离方法。
背景技术：
吡啶的含氯衍生物，如不同取代位置和/或取代数量的氯化吡啶、以不同位置和/ 或数量的氯和氰基取代的吡啶衍生物等，是重要的化工中间体，在农药和医药合成等 方面可有广泛的应用。如3,4,5，6-四氯-2-氰基吡啶可应用于合成高效除草剂毕克草、毒 莠定等农药；2,3，5-三氯吡啶可用于合成噁草醚、杀虫螨等农药；2-氯吡啶可应用于抗 心律失常药双异丙吡胺、中枢神经兴奋药哌醋甲酯(利他林)等药物。目前这类化合物的合成制备及分离是分别进行和完成的，即先在反应器中以吡啶或其衍生物为原料与适当的氯化剂于适当温度和相应催化剂下进行氯化反应，然后 将反应产物冷却结晶，将产物积累到一定量后再一次性转入精馏釜中进行精馏，利用 不同产物间的沸点差别实现分离。实践中发现，这种分离方法中由于停留在精馏釜中 物料的浓度高，在长时间高温情况下易结焦，物料损失严重。以对四氯吡啶和五氯吡啶混合物的分离为例，在25mmHg压力和23(TC条件下，将吡啶氯化后的混合产物投 入精馏釜中，通过与精馏釜相连接的精馏塔对不同的馏分进行分离。釜中以四氯吡啶 和五氯吡啶为例，由于分离过程的精馏温度较高，且在较长时间中以较高浓度状态存 在，很容易发生焦化现象，实践中其焦化率一般可达10%以上； 一次收率一般仅达到 70%左右。此外，因物料在转移过程中易与操作人员的身体接触，不利于职业健康安 全；再次是该方法的耗能大，成本高，而且由于其在冷却结晶过程中容易包裹有氯化 氢等氯化剂成分，因此在蒸馏或精馏前还需对其进行包括去酸等前处理，又会产生大 量三废，不利于环保，同时该方法的操作复杂，所需设备多，空间利用率低。发明内容针对上述情况，本发明将提供一种更具工业化价值的对含有吡啶及包括其氯化衍 生物在内的气态混合物的在线连续制备分离方法，以解决上述的问题。本发明所说的氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法，是由吡啶或其衍生物为原料与氯化剂在反应器中反应制备得到氯代吡啶产物并对反应混合物进行分 离，该分离过程是使反应后的气态混合物在氮气等常用的惰性气体存在下直接进入至 少包括顺序连接设置的两个精馏单元、且精馏单元中分别包括有精馏釜和精馏塔的精 馏系统，其中顺序设置的各精馏单元的操作温度分别以低于其所收集馏分的沸点温度 但高于其相邻下一馏分沸点温度的依次降低方式设置，由各顺序设置的精馏单元分别 收集沸点依次降低的相应精馏馏分。所说反应混合物的成分如式(I )所示<formula>formula see original document page 4</formula>C I )式中的R卜R2、 R3、 R4、 Rs可以为相同或不同的H、 Cl、 -CN或-CHmCln，其中 m=0~3， n=3-m。对式(I)所示的不同目标化合物的合成制备，可由吡啶或其吡啶衍生物为原料， 分别参照目前已有文献报道和/或使用的方法。例如，2-三氯甲基吡啶的气相氯化制各 反应，可以参照美国专利US3186994的方法进行；以氰基吡啶为原料的气相氯化反应 可以参照美国专利US3325503的方法进行等。本发明上述方法中，将所述顺序设置的各精馏单元中精馏釜、精馏塔的温度控制 在进入该精馏单元的所说含有吡啶及包括其氯化衍生物在内的气态混合物料中的最高 沸点成分和次高沸点成分的沸点之间，使其中的最高沸点成分以液体形态留在该精馏 釜中，次高沸点成分则可继续以气态方式进入相邻的下一精馏单元继续分离。精馏塔可以采用目前已有使用的板式精馏塔、填料精馏塔或其它形式精馏塔，其 中可优选填料精馏塔。填料精馏塔的填装料可以为规整填料、鲍尔环、瓷环、钢丝球、 玻璃珠等，其中可优选规整调料、鲍尔环、瓷环。填料精馏塔的理论塔板数的计算方 法可以根据被分离物料的流量和芬斯克(Fenske)公式进行计算。在精馏过程中，根据精馏过程需要还可以随时以向所需要的精馏单元的精馏釜中 通入氮气等惰性气体的方式补充和维持该精馏单元所需的操作压力，特别是以向精馏 单元的精馏釜中通入先预热至该精馏釜相应温度的氮气等惰性气体维持精馏所需的操 作压力的方式为好。进一步，在上述的精馏分离过程中，使被分离物料在各顺序连接的精馏单元间的 转移采用在保持温度高于其将进入的精馏单元所收集馏分沸点温度，以保持其气体状 态，将有利于提高整个精馏过程进行的连续性。由于本发明方法采用的是对经合成反应后制备得到含氯吡啶衍生物目标产物及未 反应的原料和/或其它产物的混合物不经冷却结晶，而是以气态方式连续直接通过精馏 系统，由顺序设置的精馏单元依次收集得到沸点由高至低的各种馏分成分，从而能一 次性得高含量的所希望的目标产物。由于气态的被分离混合物料不是以集中方式，而 是随制备反应的进行连续地进入精馏系统，因此其在精馏釜中的浓度大为下降，且停 留时间较短，因而大幅度降低了受高温和浓度影响的焦化情况发生。试验结果显示， 本发明方法精馏釜中焦化率可小于0.5%,从而能相应提高其产品收率。此外，由于合 成反应后的气态产物直接进入精馏系统，还避免了操作过程中的出料/投料过程，不但 简化了操作，减少了分离时间和处理过程中的物料损失问题，而且设备占地空间少， 利用率高，有利于工业化放大生产，也有效提高操作人员的健康安全性。而分离过程 不存在先冷却和再加热的过程，大大降低能耗。这些综合因素都有利于生产成本的降低。以下结合实施例的具体实施方式
再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但 不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术 思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括 在本发明的范围内。
具体实施方式
实施例1本实施例为对五氯吡啶(bp.283。C 285。C)、四氯吡啶(bp.251。C 252。C )、低氯 吡啶(bp.《235'C，含三氯吡啶、二氯吡啶、 一氯吡啶、吡啶等)的分离，混合物中 五氯吡啶含量12.61%,四氯吡啶含量85.38%,低氯吡啶混合物含量1.82%，其它物 质0.19% (均为质量％，以下同)。在吡啶反应器混合室中，投入30(TC的氮气，投入12(TC的吡啶，再投入30(TC的 氯气，混合均匀后，进入反应器，反应器温度33(TC，产物经过连接管进入第一精馏 单元中的精馏釜和精馏塔中进行分离，连接管的温度为300'C，精馏釜、精馏塔温度 为26(TC，产物中的五氯吡啶以液体形式留在其精馏釜中。剩余的气体混合物进入第 二单元中的精馏釜和精馏塔进行分离，精馏釜、精馏塔温度为24(TC，，四氯吡啶以液 体形式留在精馏釜中，剩余物通过与精馏塔相连接的导管进入收集罐中，收集罐温度 为室温。第一精馏单元精馏釜中五氯吡啶含量99.51%，四氯吡啶含量0.39%，其余物 质0.10%。第二精馏单元精馏釜中四氯吡啶含量99.69%，五氯吡啶含量0.06%,低氯 吡啶含量0.06%，其它物质含量0.19%。收集罐中低氯吡啶含量97.15%，四氯吡啶含量1.45%，五氯吡啶含量0.62%，其它物质含量0.78%。第一精馏单元的精馏釜中， 五氯吡啶焦化率小于0.2%。第二精馏单元的精馏釜中，四氯吡啶焦化率小于0.5%。实施例2本实施例为对2-氯吡啶(bp.l68°C~170°C)， 2,6-二氯吡啶(bp.210。C 2irC)， 2,3,6-三氯吡啶(bp.232。C 233。C)，多氯吡啶(bp. >251°C，含四氯吡啶和五氯吡啶等)的 分离。混合物中多氯吡啶含量19.63%，三氯吡啶含量66.28%， 二氯吡啶含量11.75%, 2-氯吡啶含量1.76%，其它物质含量0.58% (均为质量％)。在吡啶反应器混合室中，投入30(TC的氮气，17(TC的2-氯吡啶，再投入30(TC 的氯气，混合均匀后，进入反应器，反应器温度35(TC，产物经过连接管进入第一精 馏单元中的精馏釜和精馏塔中进行分离，连接管的温度为30(TC，精馏釜、精馏塔温 度为235°C，多氯吡啶以液体形式留在精馏釜中。剩余混合气体进入第二单元中的精 馏釜和精馏塔进行分离，精馏釜、精馏塔温度为215°C，三氯吡啶以液体形式留在精 把釜中，剩下物进入第三单元中的精馏釜和精馏塔进行分离，精馏釜、精馏塔温度为 190°C， 二氯吡啶以液体形式留在精馏釜中。剩余物通过与精馏塔相连接的导管进入 收集罐中，收集罐的温度为室温。第一精馏单元精馏釜中多氯吡啶含量98.14%,三氯 吡啶含量1.15%, 二氯吡啶含量0.08%,其它物质含量0.63%。第二精馏单元中三氯 吡啶含量99.06%，多氯吡啶含量0.11%， 二氯吡啶含量0.26%,其它物质含量0.57%。 第三精馏单元中二氯吡淀含量97.93%，三氯吡啶含量0.76%，多氯吡啶含量0.68%， 2-氯吡啶含量0.05%,其它物质含量0.58%。收集罐中2-氯吡啶含量96.54%， 二氯吡 P库含量1.54。/。，三氯吡啶含量0.89%，多氯吡啶含量0.57%，其它物质含量0.46%。第 一精馏单元的精馏釜中，多氯吡啶焦化率小于0.2%。第二精馏单元的精馏釜中，三氯 吡啶焦化率小于0.4%。第三精馏单元的精馏釜中，二氯吡啶焦化率小于0.15%。
权利要求
1.氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法，由吡啶或其衍生物为原料与氯化剂在反应器中反应制备得到气态的氯代吡啶类产物并进行分离，其特征是使反应后的气态混合物在包括氮气在内的惰性气体存在下直接进入至少包括顺序连接设置的两个精馏单元、且精馏单元中分别包括有精馏釜和精馏塔的精馏系统，其中顺序设置的各精馏单元的操作温度以低于其所收集馏分的沸点温度但高于其相邻下一馏分沸点温度的依次降低方式设置，由各顺序设置的精馏单元分别收集沸点依次降低的相应精馏馏分，所说反应混合物的成分如式(I)所示式中的R1、R2、R3、R4、R5为H、Cl、-CN或-CHmCln，其中m＝0～3，n＝3-m。
2. 如权利要求1所述的氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法，其特征是被分离物料在各顺序连接的精馏单元间的转移是在保持温度高于其将进入的乾 馏单元所收集馏分沸点温度的条件下进行。
3. 如权利要求1所述的氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法，其特征是精馏过程中以向精馏单元的精馏釜中通入包括氮气在内的惰性气体的方式维持该 精馏单元所需的操作压力。
4. 如权利要求3所述的氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法，其特 征是向精馏单元的精馏釜中通入先预热至该精馏釜相应温度的包括氮气在内的惰性气 维持精馏所需的操作压力。
全文摘要
氯代吡啶类化合物制备中气态混合产物的分离方法。由吡啶或其衍生物为原料与氯化剂在反应器中反应制备得到氯代吡啶类气态产物，在氮气存在下直接进入至少包括顺序连接设置的两个精馏单元、且精馏单元中分别包括有精馏釜和精馏塔的精馏系统，实现在线精馏提纯。其中顺序设置的各精馏单元的操作温度分别以低于其所收集馏分的沸点温度但高于其相邻下一馏分沸点温度的依次降低方式设置，由各顺序设置的精馏单元分别收集沸点依次降低的相应精馏馏分。该方法操作简单，分离与反应可同时进行，缩短了工艺总时间，能一次性得到高含量的目标化合物，分离过程中产物的焦化率低、损失少，能耗低，设备空间占用小且利用率高，操作安全性高，有利于工业化生产。
文档编号C07D213/00GK101270079SQ20081004485
公开日2008年9月24日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者谦 范 申请人:利尔化学股份有限公司