一种6‑氯‑2‑烃氧基吡啶的合成方法及后处理工艺与流程

文档序号:14238894阅读:230来源:国知局

本发明涉及一种吡啶化合物的合成方法及后处理工艺,具体地说是一种6-氯-2-烃氧基吡啶的合成方法及后处理工艺。



背景技术:

三氯吡啶酚或钠盐是制备高效低毒杀虫剂和除草剂的重要中间体,而合成三氯吡啶酚或钠盐有几种工艺路线,其中6-氯-2-烃氧基吡啶是合成三氯吡啶酚或钠盐的一种比较重要的过渡中间体。

目前,专利cn102452978a;wo2012/059024a1中述及了以2,6-二氯吡啶为起始原料合成6-氯-2-烃氧基吡啶的方法。但是,存在以下问题:

1、该专利中2,6-二氯吡啶与氢氧化钠的摩尔比是1:4.5,碱的用量太大会影响反应速度并带来很大的回收问题,而且专利采用的合成方法及后处理工艺反应时间太长,后处理工艺繁琐耗时,且收率低、成本高。

2、专利中加水后用乙酸乙酯/石油醚(1:1)进行萃取,而产品在水相和萃取剂之间有一个分配系数,再好的萃取剂,萃取完毕,仍有一部分产品留在水相中,其二是萃取剂中的石油醚虽然在水中的溶解度比较小,但是乙酸乙酯在水中的溶解度却是比较大,如在15℃时,乙酸乙酯在水中的溶解度为8.5g/100g水,萃取液还要用大量的饱和食盐水洗涤,萃取后的大量含有机物的废水将很难处理。

3、反应完毕,未直接利用反应的温度降至沸点以下进行蒸馏,而是降至室温,再加热蒸干,工艺不合理,耗时耗能。

4.该专利涉及的反应要生成大量的无机盐,这些无机盐在溶剂中溶解度非常小,均已析出,沉淀到容器底部,造成传热困难,尤其是蒸到后期,大量无机盐的存在,把反应混合物蒸干过多的耗时、耗能,长时间蒸馏会使其中的有机物部分炭化,不仅影响了收率,黑色炭化物的存在还会给生成的无机盐以及过量的碱的合理利用造成困难。

5、后续工艺中加入水再用乙酸乙酯/石油醚(1:1)进行萃取(60mlx3),因为制得的产品在水中的溶解度非常小,而无机盐和过量的碱在水中的溶解度却比较大,其中的碱在水中全溶,这种工艺不能有效地把体系中的产品提取出来,所以收率低是必然的,含有无机盐、碱、有机物和炭化物的大量废水又造成了三废治理的难题。

6、该专利还存在一个很大的误区,即上述反应式中的“m=na、k、li、ca、mg、cs、fe、cu等金属,a为金属离子的价数。”实际上,作为农药的中间体,不仅要考虑这个中间体如何制备,更要考虑制备的产品有没有利用价值,需要指出的是,上述m所代表的金属离子中,除na、k、li、cs以外的金属离子所代表的化合物以外,其余金属离子的化合物都是在水中的溶解度极小或微溶,是没有办法制备除草剂和杀虫剂的固废。

7、上述反应式中的[cl]也是不对的,它表示的是氯原子,氯原子在这种条件下是不能反应的。

很明显,专利cn102452978a;wo2012/059024a1中述及工艺技术是不可行的。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种6-氯-2-烃氧基吡啶的合成方法及后处理工艺,本发明的合成反应及后处理工艺工艺简单、高效、环保,且利用循环工艺处理残留物及溶剂,是典型的清洁工艺。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种6-氯-2-烃氧基吡啶的合成方法,将2,6-二氯吡啶在强碱性条件下进行醇解反应,反应式为:

其中r为烃基,所述2,6-二氯吡啶与所述强碱的摩尔比为1:1~2.5,所述2,6-二氯吡啶与所述醇的摩尔比为1:5~12.5。

作为优化,所述2,6-二氯吡啶与所述强碱的摩尔比为1:1.25~2.5,所述2,6-二氯吡啶与所述醇的摩尔比为1:5~10

作为优化,所述2,6-二氯吡啶与所述强碱的摩尔比为1:1.5~2.5,所述2,6-二氯吡啶与所述醇的摩尔比为1:5~7.5。

作为优化,所述2,6-二氯吡啶与所述强碱的摩尔比为1:2.5,所述2,6-二氯吡啶与所述醇的摩尔比为1:5。

作为优化,所述的醇是指6个碳以下的低级饱和醇,优选的为甲醇或乙醇,所述的强碱是碱金属的氢氧化物,优选的为氢氧化钠或氢氧化钾。。

作为优化,所述的醇解反应的时间为1-5小时。

作为优化,所述的醇解反应的时间为3小时。

一种上述所述的6-氯-2-烃氧基吡啶合成的后处理工艺,包括以下步骤:

1)将权利要求1中得到的反应混合物过滤,得到固体a和过滤液b,将固体a用醇洗涤三遍,分别过滤,得固体c,将洗涤液和滤液合并为混合物d;

2)将固体c放入旋转蒸发器,旋转蒸发器的冷凝器连接-5~15℃的低温浴槽,负压下旋转蒸发器水浴加热至50~60℃;

3)收集残留在固体上的醇,将其回收套用;

4)在旋转蒸发器中将混合物d进行常压或者负压蒸馏,蒸出甲醇留作套用,然后减压蒸出6-氯-2-烃氧基吡啶;

5)釜残用醇溶解,回收,直接套用。

作为优化,所述步骤2)中的负压范围为0.0~0.04mpa,所述步骤4)中的负压范围为0.05~0.07mpa,所述步骤4)中减压范围为0.08~0.1mpa。

本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明的一种6-氯-2-烃氧基吡啶的合成方法及后处理工艺主要优点为:

1.合成反应速度非常快,采用本发明的合成方法、物料配比及反应温度,反应3小时2,6-二氯吡啶转化率即可达到90%以上,高效、快速。

2.反应的原料相对简单,除2,6-二氯吡啶和碱以外,醇既是反应的试剂又是溶剂。

3.反应的温度控制在醇的沸点,温度较低,既节能,又便于操作。

4.本发明的后处理工艺简单、高效且利用循环工艺处理残留物及溶剂,合成工艺及后处理工艺是典型的清洁工艺。因为反应中,生成了基本与2,6-二氯吡啶等当量的氯化钠,为了避免传热困难,利用氯化钠在产品和醇中微溶的特点,反应完毕,降至室温,然后过滤,固体部分还沾有少量醇、产品和氢氧化钠,要用醇或回收的醇洗涤氯化钠,洗涤液可以把粘附于氯化钠上的氢氧化钠和产品回收,将洗涤液与滤液合并;过滤出无机盐以后,滤液部分主要是产品和醇,其中含有微量的氯化钠和反应中过量的氢氧化钠,蒸馏处理,由于醇和6-氯-2-烃氧基吡啶沸点差距较大,而且二者不形成共沸,采用常、减压蒸馏分离比较容易,先蒸出醇,再蒸出6-氯-2-烃氧基吡啶,最后剩余的釜残用回收的醇溶解回收,直接套用。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或近似的制备方法,均落在本发明的保护范围之内。

实施例1-20

本实施例合成6-氯-2-甲氧基吡啶的方法如下:

将表1中对应比例的2,6-二氯吡啶、甲醇、氢氧化钠加入至装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的250ml或500ml三口瓶中,在搅拌下加热至70~75℃,保持回流状态,反应至1小时、3小时、5小时分别取样,测量2,6-二氯吡啶转化率,反应产物是6-氯-2-甲氧基吡啶。

表1实施例1-20中2,6-二氯吡啶、甲醇、氢氧化钠的配比

表2实施例1-20中2,6-二氯吡啶的转化率(%)

将表1中的甲醇由体积换算成物质的量,结合表2的数据可看出当甲醇的量越少,氢氧化钠的量越多时,2,6-二氯吡啶的转化率越高,结合反应的可操作性,其中反应2,6-二氯吡啶与氢氧化钠的摩尔比在1:1.25~2.5,2,6-二氯吡啶与甲醇的摩尔比在1:5~10时,2,6-二氯吡啶的转化率较高;当2,6-二氯吡啶与氢氧化钠的摩尔比为1:2.5,2,6-二氯吡啶与甲醇的摩尔比为1:5时,2,6-二氯吡啶的转化率最高;反应时间在3-5小时2,6-二氯吡啶的转化率较高,在选择较佳的配比进行反应时,综合成本、时间及转化率,反应时间在3小时为宜。

实施例21-40

本实施例合成6-氯-2-乙氧基吡啶的方法如下:

将表3中对应比例的2,6-二氯吡啶、乙醇、氢氧化钠加入至装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的250ml或500ml三口瓶中,在搅拌下加热至85~90℃,保持回流状态,反应至1小时、3小时、5小时分别取样,测量2,6-二氯吡啶转化率,反应产物是6-氯-2-乙氧基吡啶。

表3实施例21-40中2,6-二氯吡啶、乙醇、氢氧化钠的配比

表4实施例21-40中2,6-二氯吡啶的转化率(%)

将表3中的乙醇由体积换算成物质的量,结合表4的数据可看出当乙醇的量越少,氢氧化钠的量越多时,2,6-二氯吡啶的转化率越高,结合反应的可操作性,其中反应2,6-二氯吡啶与氢氧化钠的摩尔比在1:1.25~2.5,2,6-二氯吡啶与乙醇的摩尔比在1:3.5~10时,2,6-二氯吡啶的转化率较高;当2,6-二氯吡啶与氢氧化钠的摩尔比为1:2,2,6-二氯吡啶与乙醇的摩尔比为1:3.5时,2,6-二氯吡啶的转化率最高;反应时间在3-5小时2,6-二氯吡啶的转化率较高,在选择较佳的配比进行反应时,综合成本、时间及转化率,反应时间在3小时为宜。

实施例41

将2,6-二氯吡啶0.4mol;丙醇160ml;氢氧化钠0.5mol加入至装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的250ml或500ml三口瓶中,在搅拌下加热至85~90℃,保持回流状态,反应1小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为65.7%;反应3小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为86.6%;反应5小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为89.3%,反应产物是6-氯-2-丙氧基吡啶。

实施例42

将实施例1-20得到的6-氯-2-甲氧基吡啶混合物分别进行过滤,得到固体a和过滤液b,分别用50ml甲醇洗涤固体a3次,分别过滤,得固体c,洗涤液和滤液合并为混合物d,固体c则进入旋转蒸发器,旋转蒸发器的冷凝器连接-5℃的低温浴槽,微负压下旋转蒸发器水浴加热至55~60℃,收集残留在固体上的甲醇,甲醇回收套用,旋转蒸发器中的固体即为纯净的氯化钠。

在低温浴槽的使用下,在旋转蒸发器中将过滤液和洗涤液的混合物d先进行常压或微负压蒸馏,蒸出甲醇(套用),然后减压下蒸出6-氯-2-甲氧基吡啶,测量收率,釜残主要是氢氧化钠、少量氯化钠和未蒸净的产品,用甲醇溶解,回收,直接套用。

表5实施例1-20经后处理工艺后6-氯-2-甲氧基吡啶的收率(%)

实施例43

将实施例21-40得到的6-氯-2-乙氧基吡啶混合物分别进行过滤,得到固体a和过滤液b,分别用50ml乙醇洗涤固体a3次,分别过滤,得固体c,洗涤液和滤液合并为混合物d,固体c则进入旋转蒸发器,旋转蒸发器的冷凝器连接-5℃的低温浴槽,微负压下旋转蒸发器水浴加热至55~60℃,收集残留在固体上的乙醇,乙醇回收套用,旋转蒸发器中的固体即为纯净的氯化钠。

在低温浴槽的使用下,在旋转蒸发器中将过滤液和洗涤液的混合物d先进行常压或微负压蒸馏,蒸出乙醇(套用),然后减压下蒸出6-氯-2-乙氧基吡啶,测量收率,釜残主要是氢氧化钠、少量氯化钠和未蒸净的产品,用乙醇溶解,回收,直接套用。

表6实施例21-40经后处理工艺后6-氯-2-乙氧基吡啶的收率(%)

由表5、表6中的数据可看出,本发明的后处理工艺所得的6-氯-2-甲氧基吡啶或6-氯-2-乙氧基吡啶的收率较高,平均收率均在95%以上,其中6-氯-2-甲氧基吡啶的收率大于6-氯-2-乙氧基吡啶的收率。

实施例44

将实施例41得到的6-氯-2-丙氧基吡啶混合物分别进行过滤,得到固体a和过滤液b,分别用50ml丙醇洗涤固体a3次,分别过滤,得固体c,洗涤液和滤液合并为混合物d,固体c则进入旋转蒸发器,旋转蒸发器的冷凝器连接-5℃的低温浴槽,微负压下旋转蒸发器水浴加热至55~70℃,收集残留在固体上的丙醇,丙醇回收套用,旋转蒸发器中的固体即为纯净的氯化钠。

在低温浴槽的使用下,在旋转蒸发器中将过滤液和洗涤液的混合物d先进行常压或微负压蒸馏,蒸出丙醇(套用),然后减压下蒸出6-氯-2-丙氧基吡啶,测量收率为91.9%,釜残主要是氢氧化钠、少量氯化钠和未蒸净的产品,用丙醇溶解,回收,直接套用。

实施例45

将2,6-二氯吡啶0.4mol、甲醇70ml、氢氧化钠0.6mol加入至装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的250ml或500ml三口瓶中,在搅拌下加热至70~75℃,保持回流状态,反应1小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为95.7%;反应3小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为97.2%;反应产物是6-氯-2-甲氧基吡啶。将得到的6-氯-2-甲氧基吡啶混合物分别进行过滤,然而容器中混合液过于黏稠,无法进行过滤及后续的后处理工艺,无法得到纯度较高的6-氯-2-甲氧基吡啶,进而无法测定6-氯-2-甲氧基吡啶的收率,不适于实际生产。

实施例46

将2,6-二氯吡啶0.4mol、甲醇80ml、氢氧化钠1.2mol加入至装有回流冷凝器、搅拌器和温度计的250ml或500ml三口瓶中,在搅拌下加热至70~75℃,保持回流状态,反应1小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为92.9%;反应3小时取样,测得2,6-二氯吡啶转化率为94.6%;反应产物是6-氯-2-甲氧基吡啶。将得到的6-氯-2-甲氧基吡啶混合物分别进行过滤,然而容器中混合液过于黏稠,无法进行过滤及后续的后处理工艺,无法得到纯度较高的6-氯-2-甲氧基吡啶,进而无法测定6-氯-2-甲氧基吡啶的收率,不适于实际生产。

根据实施例45-46可看出,当醇的量过低或氢氧化钠的量过高时,反应虽然快速,但其后处理困难,无法得到纯度较高的6-氯-2-甲氧基吡啶,不适于实际生产。

前述的实例例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

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