CN111732534A - 一种微波协同lewis酸性离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波协同lewis酸性离子液体催化合成2‑氨基‑5‑氯吡啶的方法,包括如下步骤：以2‑氨基吡啶为原料，将其加入到有机溶剂中，在催化剂lewis酸性离子液体和微波辐射下，通入氯气，进行氯化反应；所得反应液经过减压蒸馏去除溶剂进一步重结晶得到高纯度的2‑氨基‑5‑氯吡啶。本发明相比现有工艺技术，生产过程简化，反应条件温和，产品纯度较高，lewis酸性离子液体可以回收利用，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于2-氨基-5-氯吡啶的合成技术领域，具体的涉及一种微波协同lewis酸性离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法。
背景技术
2-氨基-5-氯吡啶是重要的化学中间体，广泛应用在医药、农药和染料领域。利用2-氨基-5-氯吡啶可以合成很多种物质，例如镇静催眠药佐匹克隆，新型抗凝药依度沙班等，同时2-氨基-5-氯吡啶是一种效果很好的抗寄生虫类药物。目前国内外市场需求较大，但国内对其的合成报道不多。
有关该化合物的合成方法主要以2-氨基吡啶为原料，有以下几条合成路线：
（1）美国Thomas等人在其专利US3985759中提出将2-氨基吡啶溶于强酸溶剂中，低温通入氯气直接制备2-氨基-5-氯吡啶，反应收率可达80%。该方法虽然收率较高，但反应条件苛刻及对设备要求高，须在-20℃及强酸介质条件下进行。
（2）2-氨基吡啶经硝化，酰化、还原、氯代及水解反应制备目标产物2-氨基-5-氯吡啶，虽然该工艺反应条件温和，但操作步骤复杂不适应于工业化生产。
（3）N-氯代丁二酰亚胺（NCS）为氯化剂合成产物2-氨基-5-氯吡啶，该法收率可达90%，但用到价格较贵的氯代试剂NCS，且反应中不可避免产生二氯代物，产物的分离纯化较为困难。
（4）盐酸与氧化剂代替氯气进行氯代，如专利CN106432069采用盐酸与次氯酸钠法，专利CN106632014采用盐酸与双氧水法。该方法选择性更好，但不能避免二氯代物的产生，同时氧化剂的加入会导致部分原料2-氨基吡啶与产物2-氨基-5-氯吡啶产生氧化从而造成物料及产品的损失且废水产量较大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法,旨在解决现有技术中成本过高、反应条件苛刻、产物不易分离等问题。
本发明所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，包括如下步骤：
以2-氨基吡啶为原料，将其加入到有机溶剂中，在催化剂lewis酸性离子液体和微波辐射下，通入氯气，进行氯化反应；所得反应液经过减压蒸馏去除溶剂进一步重结晶得到高纯度的2-氨基-5-氯吡啶。
优选的，所述有机溶剂包括丙酮、二氯甲烷、乙腈、三氯甲烷或乙酸乙酯中一种以上；更优选的，包括丙酮和/或乙腈。
优选的，所述微波辐射的功率为50～160W，更优选的，50-60W；辐射反应时间为30min～120min，更优选的，30min～50min。
优选的，所述Lewis酸性离子液体包括氯化锌、三氯化铁、三氯化铝中的一种以上，以重量计，lewis酸性离子液体用量为2-氨基吡啶用量的5～20%。
优选的，以重量计，氯气用量为2-氨基吡啶用量的0.7～1.5倍。
优选的，重结晶所用溶剂包括甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或石油醚中的一种以上；更优选的，包括甲醇、乙醇或乙酸乙酯中的一种以上。
本发明的反应机理如下：
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）微波辅助有机合成技术是一种新型的绿色化学合成方法，用于有机合成，能够极大地缩短反应时间。离子液体具有极高的极化率，可以很好地吸收微波能量，使得反应体系的温度快速上升高，微波辅助离子液体法同时具备微波法和离子液体催化的优点。
（2）与现有技术直接使用氯气或盐酸加氧化剂作为氯代试剂相比，我们采用lewis酸性离子液体为催化剂，可更快对溶剂中氯气进行极化，降低氯代反应时间。与常规的加热方式不同，微波辅助法属于内加热，体系加热更加均匀，从而避免由于体系某个位点温度过高导致2-氨基-5-氯吡啶串联反应生成多氯代物，使氯化的选择性较好同时得到含量较高的2-氨基-5-氯吡啶。
（3）通过上述改进，本发明相比现有工艺技术，生产过程简化，反应条件温和，产品纯度较高，lewis酸性离子液体可以回收利用，生产成本低。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简单列举，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
实施例1
在50W微波辐射下，向500mL三口圆底烧瓶中依次加入20g（0.21mol）2-氨基吡啶，200mL丙酮，搅拌溶解后加入3.4g N-丁基吡啶盐氯化物-三氯化铝离子液体，继而通入氯气16g（4.3L），反应45min，经甲醇重结晶，干燥，得24.6g 2-氨基-5-氯吡啶类白色结晶，GC纯度为99.6%，摩尔收率90.0%。
实施例2
在60W微波辐射下，向500mL三口圆底烧瓶中依次加入20g（0.21mol）2-氨基吡啶，200mL乙腈，搅拌溶解后加入1.8g N-乙基吡啶盐氯化物-三氯化铝离子液体，通入氯气30g（9.46L），反应50min，经甲醇重结晶，干燥，得25.7g2-氨基-5-氯吡啶类白色结晶，GC纯度为99.4%，摩尔收率99.4%。
实施例3
在160W蓝光LED灯照射下，向500mL三口圆底烧瓶中依次加入20g（0.21mol）2-氨基吡啶，200mL二氯甲烷，搅拌溶解后加入1.8gN-乙基吡啶盐氯化物-氯化锌离子液体，待溶液褪色后，继而通入氯气20g（6.3L），反应30min，经乙醇重结晶，干燥，得26.1g2-氨基-5-氯吡啶类白色结晶，GC纯度为99.6%，摩尔收率95.6%。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：以2-氨基吡啶为原料，加入到有机溶剂中，在催化剂lewis酸性离子液体和微波辐射下，通入氯气，进行氯化反应；所得反应液经过减压蒸馏去除溶剂进一步重结晶得到高纯度的2-氨基-5-氯吡啶。
2.根据权利要求1所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：有机溶剂包括丙酮、二氯甲烷、乙腈、三氯甲烷或乙酸乙酯中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：微波功率为50～160W；辐射反应时间为30min～120min。
4.根据权利要求1所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：微波功率为50-60W；辐射反应时间为30min～50min。
5.根据权利要求1所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：微波功率为60W；辐射反应时间为50min。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：以重量计，lewis酸性离子液体用量为2-氨基吡啶用量的5～20%。
7.根据权利要求5所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：所用Lewis酸性离子液体包括氯化锌、三氯化铁、三氯化铝中的一种以上。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：以重量计，氯气用量为2-氨基吡啶用量的0.7～1.5倍。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：重结晶所用溶剂包括甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或石油醚中的一种以上。
10.根据权利要求9任一项所述的一种微波协同离子液体催化合成2-氨基-5-氯吡啶的方法，其特征在于：所述重结晶所用溶剂为甲醇或乙醇。
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| CN112745290A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-04 | 山东金城柯瑞化学有限公司 | 微波协同离子液体催化合成4-溴甲基-5-甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮的方法 |
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