[发明专利]2-氯-5-三氯甲基吡啶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化合技术领域，具体涉及一种医药及农药中间体——2-氯-5-三氯甲基吡啶的制备方法。

背景技术

2-氯-5-三氯甲基吡啶是一种非常重要的医药及农药中间体，可用于制备医药品、农用化学品及生物制剂等，特别是合成高效新型农药吡氟氯禾灵、吡虫啉一级含氯吡啶类新农药的至关重要的中间体，以2-氯-5-三氯甲基吡啶合成的含氯吡啶类新农药品种在国内外正得到大力的研制与开发。

国内外很多研究人员都对2-氯-5-三氯甲基吡啶的制备方法进行过研究，已报道的主要有3-甲基吡啶、2-氯-5-甲基吡啶氯化以及烟酸氯化等方法。专利US4205175、US4241213A、US4497955及CN100348319公开报道了3-甲基吡啶气固相氯化制备2-氯-5-三氯甲基吡啶的方法，反应温度一般要求250～400℃，反应过程不易控制，使反应过程中产生大量的副产物，反应生成的多种产物性质相近不易分离，从而造成目标产物产率较低。专利DE10256999A文献述及以三氟乙酸或全氟丙酸与3-甲基吡啶形成加成物后氯化合成3-三氯甲基吡啶的方法，3-三氯甲基吡啶的选择性可达98%，但3-三氯甲基吡啶再环氯化得到2-氯-5-三氯甲基吡啶的选择性差，且三氟乙酸原料价格昂贵。2-氯-5-甲基吡啶是立足于合成吡虫啉农药的中间体，反应的步骤多，成本较高，易造成污染。这些原因都造成2-氯-5-三氯甲基吡啶的工业化生产实施困难重重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种2-氯-5-三氯甲基吡啶的制备方法，该方法具有原料易得、反应条件温和，反应速度快，成本低、工艺简单、易操作等优点。

本发明技术方案是：采用3-甲基吡啶为原料，在有机溶剂、引发剂存在的条件下，于微反应器中，将氯气和3-甲基吡啶一步液相氯化合成2-氯-5-三氯甲基吡啶，并采用先脱溶再高真空精馏方法进行分离、提纯。分离回收氯化过渡产物套用于原料中继续反应，提纯得到2-氯-5-三氯甲基吡啶成品。

上述微反应器为10块板串联，每块板的微通道尺寸为10～300微米，第一块板进3-甲基吡啶，从第二块板通氯气，第三至十块板进行反应；所述有机溶剂为饱和多氯代烃；所述引发剂由有机引发剂和无机引发剂混合组成，所述引发剂的加入量为3-甲基吡啶质量的1%～6%，有机溶剂的加入质量为3-甲基吡啶的0.5～10倍，反应温度为60～130℃。

本发明反应方程式如下：

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用微反应器进行液相氯化，汽液接触充分，换热面积大，反应条件温和，从而减少副反应的发生，通过液相色谱分析含量，综合收率可以达到72～80%，是一种比较理想的合成2-氯-5-三氯甲基吡啶的方法。

另外，本发明所述饱和多氯代烃优选氯仿或四氯化碳。选氯仿或四氯化碳作为溶剂，原料、引发剂及氯化产物在溶剂中的溶解性很好，物料成均相液体；溶剂基本不参与氯化反应，不会因此产生高沸点有机物而影响产品质量；且氯仿或四氯化碳沸点相对低，蒸馏回收溶剂比较容易，蒸馏回收溶剂时氯化液温度低，有机物不易结焦，减少了氯化物聚合焦油的产生。

所述有机引发剂包括偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰，无机引发剂为五氯化磷。有机引发剂和无机引发剂的质量比为1:5～10。选择有机引发剂和无机引发剂混合组成的引发剂，3-甲基吡啶氯化的速度、选择性提高。

所述引发剂加入方式为一次性溶于有机溶剂和3-甲基吡啶中。引发剂混合物为固体，将引发剂溶解在溶剂和液态原料中，原料液成均相液体，方便进料，不会造成平流泵和微反应器堵塞，并保障引发剂与原料的配比准确。

所述微反应器的有效体积为64mL，3-甲基吡啶的进料速度为100～500g/h。如3-甲基吡啶的进料速度太慢，相当于延长了氯化反应的停留时间，增加了2,6-二氯-5-三氯甲基吡啶等副产物的生成，降低了主产物的选择性；如3-甲基吡啶的进料速度过快，相当于缩短了氯化反应的停留时间，会降低原料或过渡产物的转化率，降低主产物的单程收率，降低氯气的利用率，增加回收套用氯化过渡产物的负担，因此会增加产品的原料成本。