CN102702087A - 一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,该方法是在有机溶剂中,催化剂存在下以2,3,5-三氯吡啶和无水氟化钾为原料,在惰性气体保护下,200~210℃保温反应10~20小时后,继续减压精馏得粗品,粗品再经精馏得成品,其特征在于:所述催化剂为N-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐。该方法工艺简单、反应温和、周期短、产率高。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,具体涉及一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法。
背景技术
2,3-二氟-5-氯吡啶是手性、高效、低毒、广谱除草剂炔草酯的必备中间体,这种除草剂能有效地防治棉花、油菜、大豆,特别在小麦田杂草,有广阔的应用前景。
本发明的参考文献均是合成2,3-二氟-5-氯吡啶的相关专利,他们都是以2,3,5-三氯吡啶和含氟盐为主要起始原料合成2,3-二氟-5-氯吡啶。中国专利(公开号为CN1830963A)内容涉及以2,3,5-三氯吡啶和氟化钾、氟化铯为起始原料,以离子溶液为溶剂,在催化剂存在下制得2,3-二氟-5-氯吡啶。中国专利(公开号为CN101648904A)内容涉及以2,3,5-三氯吡啶和氟化钾为起始原料,以环丁砜为溶剂,在四苯基溴化磷为催化剂存在下,制得2,3-二氟-5-氯吡啶。
所有上述卤素盐反应不仅需要用到价格较高的氟化铯,而且收率最多只有30%左右。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备成本低,收率高的2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,该方法是在有机溶剂中,催化剂存在下以2,3,5-三氯吡啶和无水氟化钾为原料,在惰性气体保护下,200~210℃保温反应10~20小时后,继续减压精馏得粗品,粗品再经精馏得成品,其特征在于所述催化剂为N-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐。
所述2,3,5-三氯吡啶和无水氟化钾投料摩尔比为1:2.2~5.0,优选摩尔比为1:3,氟化钾优选经过喷雾干燥高温处理的无水氟化钾。
所述催化剂用量为每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入5~20g催化剂,优选每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入10g相转移催化剂。
所述有机溶剂为环丁砜,每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入5~10摩尔环丁砜,优选每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入8摩尔环丁砜。
反应和减压精馏相结合同步进行。
所述惰性气体为氮气。
本发明采用的氟化反应属于固液非均相反应,需要相转移催化剂作为F-离子在固液两相传递介质,增加F-离子在液相中的溶解度,提高反应收率;采用N-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐为催化剂,催化效果最优,此催化剂耐高温,使用温度较宽,能发挥较好活性,收率能达到80%,相比有机磷、冠醚及其它催化剂的收率只能达到30%,较大地提高了收率,降低制备成本。
本发明采用边反应边精馏,一方面移走产品促使反应进行,提高反应物的浓度加快化学反应进行,另一方面减少产品在高温下时间,减少掉氟和焦化的可能,进一步提高反应收率。
本发明的2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法采用廉价易得的高活性无水氟化钾作为氟化试剂,通过加入高效催化剂,采用反应和精馏相结合的边移出产品的方法,得到收率大于82%的2,3-二氟-5-氯吡啶,既避免氟化铯等较昂贵的氟化试剂,也解决了氟化收率低的缺点。本方法操作简单,适合规模化工业生产。
具体实施方式
根据下述实例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书所详细描述的本发明。
实施例1:
在一升皿颈烧瓶上安装好60cm精馏柱和回流控制装置及电动搅拌器,并接好真空***,把2,3,5-三氯吡啶182.5g(1mol)、氟化钾174g(3mol)溶于800g(8mol)环丁砜中,同时加甲苯150ml、3g碳酸钾,加入催化剂10g,氮气保护,先在110~150℃脱去甲苯,继续升温至205℃之间的反应14h后,减压精馏得粗品2,3-二氟-5-氯吡啶,然后再去精馏得成品,气相色谱分析:含量98.5%,收率达到95%。
实施例2:
在一升皿颈烧瓶上安装好60cm精馏柱和回流控制装置及电动搅拌器,并接好真空***,把2,3,5-三氯吡啶182.5g(1mol)、氟化钾127.4g(2.2mol)溶于500g(5mol)环丁砜中,同时加甲苯150ml、3g碳酸钾,加入催化剂5g,氮气保护,先在110~150℃脱去甲苯,继续升温至200℃之间的反应10h后,减压精馏得粗品2,3-二氟-5-氯吡啶,然后再去精馏得成品,气相色谱分析:含量95%,收率达到75%。
实施例3:
在一升皿颈烧瓶上安装好60cm精馏柱和回流控制装置及电动搅拌器,并接好真空***,把2,3,5-三氯吡啶182.5g(1mol)、氟化钾289.6g(5mol)溶于1000g(10mol)环丁砜中,同时加甲苯150ml、3g碳酸钾,加入催化剂8g,氮气保护,先在110~150℃脱去甲苯,继续升温至210℃之间的反应20h后,减压精馏得粗品2,3-二氟-5-氯吡啶,然后再去精馏得成品,气相色谱分析:含量97.5%,收率达到82%。
Claims (5)
1.一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,该方法是在有机溶剂中,催化剂存在下以2,3,5-三氯吡啶和无水氟化钾为原料,在惰性气体保护下,200~210℃保温反应10~20小时后,继续减压精馏得粗品,粗品再经精馏得成品,其特征在于:所述催化剂为N-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐。
2.根据权利1所述的一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,其特征在于:所述2,3,5-三氯吡啶和无水氟化钾投料摩尔比为1:2.2~5.0。
3.根据权利1所述的一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,其特征在于:所述催化剂用量为每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入5~20g催化剂。
4.根据权利1所述的一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,其特征在于:所述有机溶剂为环丁砜,每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入5~10摩尔环丁砜,优选每摩尔2,3,5-三氯吡啶加入8摩尔环丁砜。
5.根据权利1所述的一种2,3-二氟-5-氯吡啶的合成方法,其特征在于:反应和减压精馏相结合同步进行。
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