[发明专利]一种制备哌虫啶中间体的前体2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物的合成的领域，具体为一种制备哌虫啶中间体的前体2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的方法。 

背景技术

2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛是“2-氯-5-氯甲基吡啶”的前体，后者是农药吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、哌虫啶、环氧虫啶等多种新烟碱类农药的重要中间体。制备2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的传统方法是：双环戊二烯裂解成“环戊二烯”与丙烯醛加成后，再与丙烯腈进行Michael加成，然后再裂解成“2-亚甲基-4-氰基-丁醛”，最后氯化成“2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛”。这种制备方法的工艺路线长，繁琐，收率50％，产物的含量90％。美国瑞利公司开发以丙烯醛、环戊二烯为起始原料，通过环合路线直接合成2-氯-5-氯甲基吡啶，避免了环上异构体和侧链异构体。第一步反应中由环戊二烯和丙稀醛发生狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应得到的中间产物5-降冰片烯-2-醛；第二步反应中由5-降冰片烯-2-醛和丙烯腈发生麦克尔(Michael)加成反应中的氰乙基化反应，是亲核的碳负离子(电子给体)与亲电的共轭体系(电子受体)进行的共轭加成反应，得到2-氰乙基-5-降冰片稀-2-醛。第三步在邻苯二甲酸二辛酯混合物加热，在氮气流中脱气后，蒸馏后得无色液体即为2-亚甲基-4-氰基丁醛。第四步氯化，生成2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛；第五步环合，在五氯化磷和无水氯化氢条件下环合得到2-氯-5-氯甲基吡啶。这种反应路线存在反应物成本高、步骤繁琐的问题。 

本发明是在国家科技支撑计划课题(2011BAE06B01)的资助下 完成的。 

发明内容

针对现有制备方法中的不足，本发明的目的是提供一种制备2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的方法。 

为实现本发明的目的，具体技术方案为： 

一种制备2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛的方法，包括以下步骤： 

1)氯化加成反应：向丙烯醛溶液中通入氯气反应，生成2，3-二氯丙醛； 

2)Michael(麦克尔)加成反应：将步骤1)所得产物溶于有机溶剂中与丙烯腈进行反应，反应的催化剂为有机碱/无机碱和叔丁醇/叔丁醇的盐，即催化剂是碱和叔丁醇的组合或碱和叔丁醇盐的组合，反应生成2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛。 

其中，所述步骤1)中丙烯醛溶液的溶剂为氯仿、二氯乙烷、二氯甲烷或溴代乙烷中的一种。 

其中，所述步骤1)中溶剂与丙烯醛的体积比为5～20∶1。 

其中，所述步骤1)反应的温度控制为-5～0℃。 

其中，所述步骤2)中有机溶剂是甲苯、二甲苯、氯苯或二氯苯中的一种。 

其中，所述步骤2)中有机碱催化剂是三乙胺或季铵碱，无机碱催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾。 

其中，所述步骤2)中丙烯腈是连续加入到反应物中，加入的速度为0.15～0.25g/min。 

其中，所述步骤2)的反应温度为25～30℃，反应时间为3～4小时。 

其中，所述步骤2)中反应物的转化率达到96～99％时停止反应。 

其中，所述步骤2)还包括反应后加入盐酸中和，然后加入盐水洗涤分层，取有机层，除去溶剂的步骤。 

本发明的优良效果在于： 

设计了通过丙烯醛氯化加成先生成“2，3-二氯丙醛”，然后，再 与丙烯腈进行Michael加成反应，生成“2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛”的路线，大幅度地提高了反应收率，降低了生产成本，提高了产品质量； 

通过选择Michael加成反应阶段的合适的催化剂和溶剂，缩短了加成反应时间，较好地抑制了副产物，如丙烯腈聚合类物质，获得了70％以上的收率(以2，3-二氯丙醛计)。 

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

CH₂CHCHO+Cl₂→CH₂ClCHClCHO    (1) 

实施例1 

在250ml的三口圆底烧瓶中，将20g(0.357mol)的丙烯醛溶于200克氯仿中，控制温度在-5～0℃，然后在2～3小时内通入25克氯气(0.357mol)，取样测定丙烯醛归一含量≤0.5％，氯化反应结束。反应式如式(1)。低温负压脱除氯仿溶液中残余氯气后，再负压蒸出溶剂，然后进一步蒸出产物2，3-二氯丙醛41g，含量98％，收率89％。