一种2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶的合成制备方法与流程

2021-02-02 09:02:57|

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[0001]
本发明涉及精细化工合成技术领域，具体涉及一种2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶的合成制备方法。

背景技术：
：
[0002]
吡啶氯化物及其衍生物，都是重要的化工原料，主要用于制备一系列以吡啶环为母体的农药和医药中间体。吡啶及其衍生物广泛分布在自然界中,主要用于医药工业制磺胺、无味核霉素、维生素a、可的松以及驱虫药、局部麻醉药等；还用于高级印花布的稳定剂、合成橡胶促进剂、涂料溶剂、合成树脂的缩合剂；也用于制造乙烯基吡啶、农用杀虫剂、除草剂(百草枯)等。
[0003]
而吡啶氯化物及其衍生物一般以吡啶、氨气、氯气等为为主要原料进行制备，在通常的制备过程中都存在明显的吡啶结焦现象,导致反应器的堵塞,从而影响到工业反应的连续化生产。

技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶的合成制备方法，更加提供了一种更经济，更安全，更环保的方法实现该产品的生产制备，提高收率和质量，降低成本，节约资源和能源的方法。
[0005]
一种2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶的合成制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]
取一定量吡啶和氯化试剂反应获得4-氯吡啶；
[0007]
取一定量吡啶和氯气反应获得2-氯吡啶；
[0008]
将获得的2-氯吡啶与氨气混合后在三氟甲基氯苯溶剂中反应获得2,6-二氯吡啶；
[0009]
将获得的2,6-二氯吡啶和硝酸反应获得2,6-二氯-3-硝基吡啶；
[0010]
将获得的2,6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中，加入4-氯吡啶和氨气，反应后获得2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶。
[0011]
进一步的，取一定量吡啶和氯化试剂反应获得4-氯吡啶的方法包括如下步骤：
[0012]
以吡啶为起始原料，使吡啶与氯化试剂于-5～60℃下进行反应2-2.5小时，反应完毕后,分离获得4-氯吡啶。
[0013]
进一步的，所述氯化试剂包括氯化亚砜、三氯氧磷和五氯化磷中的一种或多种。
[0014]
进一步的，取一定量吡啶和氯气反应获得2-氯吡啶的方法包括如下步骤：
[0015]
将吡啶和水按混合加入氨气，并通入到热交换器进行汽化反应；
[0016]
将反应后的吡啶与氯气放入玻璃反应器中，紫外光源的作用下进行氯化反应；
[0017]
将反应得到的混合物冷却后进行气液分离；
[0018]
将分离出的物质与水反应后，进行蒸馏获得2-氯吡啶。
[0019]
进一步的，将获得的2-氯吡啶与氨气混合后在三氟甲基氯苯溶剂中反应获得2,6-二氯吡啶的方法包括如下步骤：
[0020]
将2-氯吡啶、氯气为起始原料，三氟甲基氯苯为溶剂，在160℃～180℃温度、紫外光照射下连续进料进行液相氯化反应，得到氯化液；
[0021]
将获得的氯化液进行粗蒸、结晶分离或精馏提纯后得到2,6-二氯吡啶。
[0022]
进一步的，将获得的2,6-二氯吡啶和硝酸反应获得2,6-二氯-3-硝基吡啶的方法包括如下步骤：
[0023]
将2,6-二氯吡啶作为原料，以硫酸作为溶剂，硝酸作为硝化试剂，添加催化剂氨基磺酸，在50～130℃的环境下持续保温反应15～35小时后得到2,6-二氯-3-硝基吡啶。
[0024]
进一步的，将获得的2,6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中，加入4-氯吡啶和氨气，反应后获得2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶的方法包括如下步骤：
[0025]
将2，6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中并通氨气，反应3-5小时后，再加入4-氯吡啶反应5-10小时，得到2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶，然后用无水乙醇重结晶。
[0026]
本发明的优点在于：本发明通过对不同反应条件及后处理工艺的研究，获得了优化的工艺条件，解决了常见的吡啶结焦、反应器堵塞问题，使工业反应能应能够连续、安全的生产；
[0027]
此外，本发明制备条件温和，生产安全性高，易于工业化生产；且原辅料均价廉易得，能够有效降低成本。
具体实施方式
[0028]
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0029]
一种2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶的合成制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0030]
实施例1
[0031]
步骤一：取一定量吡啶和氯化试剂反应获得4-氯吡啶；
[0032]
以吡啶为起始原料，使吡啶与氯化试剂于-5℃下进行反应2小时，反应完毕后，分离获得4-氯吡啶；
[0033]
具体步骤为：
[0034]
起始原料:吡啶；有机溶剂:乙酸乙酯；氯化试剂:氯化亚砜；
[0035]
在1000ml反应瓶中依次加人无水吡啶200g,乙酸乙酯100ml，氮气保护，冷水浴冷却，搅拌下缓慢滴加人氯化亚砜200g，温度不超过40℃；加料完毕后，升温保持70℃反应2小时。其间反应混合物颜色逐渐变深，最终变为黑竭色油状物。降温静置，向反应液中加入500ml乙醇,加热于50℃搅拌反应1小时，降温到10℃左右，过滤，较易抽滤，滤液深色，固体为深褐色，用无水乙醇泡洗，烘干得棕褐色固体粉末266.8克，收率约70.2％。hplc检测其纯度为95.6％。经核磁鉴定，该产物为4-氯吡啶盐酸盐。该产品可继续中和得到4-氯吡啶，并通过水汽蒸馏或其他提取方法处理得到4-氯吡啶产品。
[0036]
步骤二：取一定量吡啶和氯气反应获得2-氯吡啶；
[0037]
将吡啶和水按混合加入氨气，并通入到热交换器进行汽化反应；
[0038]
将反应后的吡啶与氯气放入玻璃反应器中，紫外光源的作用下进行氯化反应；
[0039]
将反应得到的混合物冷却后进行气液分离；
[0040]
将分离出的物质与水反应后，进行蒸馏获得2-氯吡啶。
氯吡啶盐酸盐。该产品可继续中和得到4-氯吡啶，并通过水汽蒸馏或其他提取方法处理得到4-氯吡啶产品。
[0061]
步骤二：取一定量吡啶和氯气反应获得2-氯吡啶；
[0062]
将吡啶和水按混合加入氨气，并通入到热交换器进行汽化反应；
[0063]
将反应后的吡啶与氯气放入玻璃反应器中，紫外光源的作用下进行氯化反应；
[0064]
将反应得到的混合物冷却后进行气液分离；
[0065]
将分离出的物质与水反应后，进行蒸馏获得2-氯吡啶。
[0066]
具体步骤为：
[0067]
吡啶和水按1∶3.2的摩尔比混合并加入氨气，一并通入到热交换器进行汽化后，吡啶与氯气以1∶0.75摩尔比进入玻璃反应器，在160℃、紫外光源的作用下进行氯化反应，反应时间为4秒，氯化后的反应混合物进入冷却区冷却，并进行气液分离；分离出的未反应的氯气与生成的氯化氢气相用水吸收成盐酸，分离出的液相中和后再蒸馏，得到吡啶、2-氯吡啶和2，6-二氯吡啶，蒸馏出水套用于下一批次的吡啶和水混合的工序中；
[0068]
吡啶与氨气的摩尔比1∶0.18；
[0069]
步骤三：将获得的2-氯吡啶与氨气混合后在三氟甲基氯苯溶剂中反应获得2,6-二氯吡啶；
[0070]
将2-氯吡啶、氯气为起始原料，三氟甲基氯苯为溶剂，在170℃温度、紫外光照射下连续进料进行液相氯化反应，得到氯化液；
[0071]
将获得的氯化液进行粗蒸、结晶分离或精馏提纯后得到2,6-二氯吡啶；
[0072]
具体步骤为：
[0073]
以2-氯吡啶、氯气为起始原料，三氟甲基氯苯为溶剂，在170℃温度、紫外光照射下连续进料进行液相氯化反应，得到氯化液，其中的吡啶氯化物中2,6-二氯吡啶含量≥97％，氯化液经过粗蒸、结晶分离或精馏提纯过程，得到纯度≥99.0％的2,6-二氯吡啶；
[0074]
步骤四：将获得的2,6-二氯吡啶和硝酸反应获得2,6-二氯-3-硝基吡啶；
[0075]
将2,6-二氯吡啶作为原料，以硫酸作为溶剂，硝酸作为硝化试剂，添加催化剂氨基磺酸，在80℃的环境下持续保温反应20小时后得到2,6-二氯-3-硝基吡啶；
[0076]
具体步骤为：
[0077]
以硫酸作为溶剂，以2,6-二氯吡啶作为原料，硝酸作为硝化试剂，添加催化剂氨基磺酸，80℃保温反应20个小时；所述的2,6-二氯吡啶，硝酸，氨基磺酸的投料摩尔比为1：1.5：0.05；所述的硫酸与2,6-二氯吡啶质量比为4：1；所述的硝酸的质量分数为50％；
[0078]
步骤五：将获得的2,6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中，加入4-氯吡啶和氨气，反应后获得2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶；
[0079]
将2，6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中并通氨气，反应4小时后，再加入4-氯吡啶反应8小时，得到2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶，然后用无水乙醇重结晶，其中，2，6-二氯-3-硝基吡啶和乙醇的重量配比为：1∶5。
[0080]
实施例3
[0081]
步骤一：取一定量吡啶和氯化试剂反应获得4-氯吡啶；
[0082]
以吡啶为起始原料，使吡啶与氯化试剂于60℃下进行反应2.5小时,反应完毕后,分离获得4-氯吡啶；
[0083]
具体步骤为：
[0084]
起始原料:吡啶；有机溶剂:氯苯；氯化试剂:五氯化磷；
[0085]
在500ml反应瓶中依次加人无水吡啶100g,氯苯100ml,氮气保护,冷水浴冷却,搅拌下缓慢滴加人五氯化磷100g,温度不超过30℃。加料完毕后,升温保持75℃反应5小时。其间反应混合物颜色逐渐变深。降温静置,向下层残留物中加入300ml正丁醇,加热于60℃搅拌反应1小时,降温到10c左右，过滤,较易抽滤,滤液深色,固体为深褐色,烘干得棕褐色固体粉末116.2克,收率约61.3％。hplc检测其纯度为92.7％。经核磁鉴定,该产物为4-氯吡啶盐酸盐。该产品可继续中和得到4-氯吡啶,并通过水汽蒸馏或其他提取方法处理得到4-氯吡啶产品。
[0086]
步骤二：取一定量吡啶和氯气反应获得2-氯吡啶；
[0087]
将吡啶和水按混合加入氨气，并通入到热交换器进行汽化反应；
[0088]
将反应后的吡啶与氯气放入玻璃反应器中，紫外光源的作用下进行氯化反应；
[0089]
将反应得到的混合物冷却后进行气液分离；
[0090]
将分离出的物质与水反应后，进行蒸馏获得2-氯吡啶。
[0091]
具体步骤为：
[0092]
吡啶和水按1∶3.5的摩尔比混合并加入氨气，一并通入到热交换器进行汽化后，吡啶与氯气以1∶0.75摩尔比进入玻璃反应器，在160℃、紫外光源的作用下进行氯化反应，反应时间为4秒，氯化后的反应混合物进入冷却区冷却，并进行气液分离；分离出的未反应的氯气与生成的氯化氢气相用水吸收成盐酸，分离出的液相中和后再蒸馏，得到吡啶、2-氯吡啶和2，6-二氯吡啶，蒸馏出水套用于下一批次的吡啶和水混合的工序中；
[0093]
吡啶与氨气的摩尔比1∶0.20；
[0094]
步骤三：将获得的2-氯吡啶与氨气混合后在三氟甲基氯苯溶剂中反应获得2,6-二氯吡啶；
[0095]
将2-氯吡啶、氯气为起始原料，三氟甲基氯苯为溶剂，在180℃温度、紫外光照射下连续进料进行液相氯化反应，得到氯化液；
[0096]
将获得的氯化液进行粗蒸、结晶分离或精馏提纯后得到2,6-二氯吡啶；
[0097]
具体步骤为：
[0098]
以2-氯吡啶、氯气为起始原料，三氟甲基氯苯为溶剂，在180℃温度、紫外光照射下连续进料进行液相氯化反应，得到氯化液，其中的吡啶氯化物中2,6-二氯吡啶含量≥97％，氯化液经过粗蒸、结晶分离或精馏提纯过程，得到纯度≥99.0％的2,6-二氯吡啶；
[0099]
步骤四：将获得的2,6-二氯吡啶和硝酸反应获得2,6-二氯-3-硝基吡啶；
[0100]
将2,6-二氯吡啶作为原料，以硫酸作为溶剂，硝酸作为硝化试剂，添加催化剂氨基磺酸，在130℃的环境下持续保温反应35小时后得到2,6-二氯-3-硝基吡啶；
[0101]
具体步骤为：
[0102]
以硫酸作为溶剂，以2,6-二氯吡啶作为原料，硝酸作为硝化试剂，添加催化剂氨基磺酸，120℃保温反应30个小时；所述的2,6-二氯吡啶，硝酸，氨基磺酸的投料摩尔比为1：2：0.1；所述的硫酸与2,6-二氯吡啶质量比为6：1；所述的硝酸的质量分数为90％；
[0103]
步骤五：将获得的2,6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中，加入4-氯吡啶和氨气，反应后获得2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶；
[0104]
将2，6-二氯-3-硝基吡啶放入乙醇溶液中并通氨气，反应5小时后，再加入4-氯吡啶反应10小时，得到2-氨基-3-硝基-4-氯吡啶，然后用无水乙醇重结晶，其中，2，6-二氯-3-硝基吡啶和乙醇的重量配比为1∶10。
[0105]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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