专利名称：一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，属于精细化工领域。
背景技术：
甲基吡啶的氯化反应为自由基反应，通常在光照或自由基引发剂作用下，于氯代烃等惰 性溶剂中进行。反应通常容易在甲基上进行，母核上发生氯代反应的几率很低。由于氯代反 应要产生氯化氢，而甲基吡啶比氯甲基吡啶有更强的碱性，更容易与氯化氢生成不溶于溶剂 的盐酸盐沉淀，从而使反应不能正常进行，甚至导致产物进一步氯代，生成多氯代物。因此, 需要缚酸剂吸收掉氯化氢，从而使未反应的甲基吡啶游离出来。
一般常用缚酸剂为有机胺或无机碱类，由于产物容易与有机胺发生取代反应生成季铵盐， 所以此处不宜用有机胺作缚酸剂。用无机碱作缚酸剂，则存在碱性条件下氯气容易被碱歧化。
日本专利平1-258662介绍以碳酸钠作缚酸剂，实际试验中发现，随着反应的进行，副产 氯化氢与碳酸钠生成氯化钠，由于氯化钠水溶性差，所以在碳酸钠表面生成一层氯化钠包覆 层，阻滞了碳酸钠的继续作用，造成碳酸钠失效。
EP0557967报道用碳酸钾溶液作吸收剂，生产过程中根据氯气的通入量严格控制碳酸钾 的加入量，以控制PH值=0.8~2.5。实际试验中发现，由于滴加过程是在65 67'C，滴加液在 尚未与盐酸盐反应前，已经与氯气发生剧烈歧化反应。
当然，也可以采取过量原料的方法，利用过量原料的碱性吸收氯化氢。这种方法是以牺 牲原料的转化率为代价，同时需要考虑原料的充分回收，对后面的分离要求比较高。
发明内容
为了克服上述难题，本发明提出以水不溶的碳酸钙或碱式碳酸镁与水的混合物代替碳酸 钠或碳酸钾作缚酸剂。其原理在于，碳酸钙或碱式碳酸镁不溶于水，但是可以溶于酸生成二 氧化碳和氯化钙或氯化镁，从而达到消耗氯化氢，降低酸度的目的。并且随着溶液酸度的增 加，反应速度加剧；酸度降低，反应速度降低。利用这一特性，可以自动控制反应体系的PH 值在0.5~2.0之间。
为实现上述发明目的本发明采用以下技术方案
取一定量的甲基吡啶类原料、自由基引发剂、缚酸剂和水投入反应瓶中，反应瓶中混合
物在60 65'C搅拌下，于一定时间内内匀速通入氯气，反应后所得混合物用氢氧化钠溶液调 PH=8.0~9.0，加入有机溶剂萃取两次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，常压蒸出有机溶剂， 残液减压蒸馏，得到甲基吡啶类氯化物。其中自由基引发剂为偶氮二异丁氰，自由基引发剂 与甲基吡啶类原料重量比为0.5~5%;氯化过程可以用惰性溶剂，也可以不用惰性溶剂；缚酸 剂为碳酸钙、碱式碳酸镁中任意一种；甲基吡啶类原料为甲基吡啶及其衍生物；甲基吡啶类 原料与缚酸剂的摩尔比为0.5~2,其中优选0.8 1.2;水的用量为缚酸剂质量的100%~500%, 其中优选100~300%;氯气与甲基吡啶类原料摩尔比为1~3 : 1。 本发明用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法具有如下优点-
1. 由于碳酸钙或碱式碳酸镁的水溶性差，它们与水的混合物的pH值接近中性而不是碱性， 因此极大地降低了氯气的歧化反应的发生；
2. 由于吸收盐酸后生成的氯化钙、氯化镁的溶解度比氯化钠高许多，并且具有更高的水合 性，因此有利于缚酸剂的表面更新。
3.该方法与原四氯化碳方法比较，可以降低四氯化碳的用量，甚至可以不用四氯化碳，有 利于降低成本和改进工序，同时也有利于环境和大气层的保护。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是这些实施例仅用于证实 本发明而不用于限制本发明的范围。 实施例一
于1000ml四口烧瓶中，配置电动搅拌、温度计、氯气导入管、回流冷凝管，尾气氯气吸 收装置，恒温水浴锅。取2-伊基吡啶46.6g(0.50mo1)，四氯化碳200ml,偶氮二异丁氰l.Og， 碳酸钙50g (0.5mol)、水100g的混合液投入反应瓶中。于60 65'C搅拌下，于8小时内匀 速通入氯气42.6g (O.6mol)。
反应后所得混合物用氢氧化钠溶液调PH=7.0~8.0，分去水相，过滤除去四氯化碳中不溶 性碳酸钙，所得四氯化碳相加入10%氢氧化钠洗涤，用无水硫酸钠干燥，常压蒸出溶媒四氯 化碳，蒸馏残液以气相色谱检测，结果剔除溶剂峰归一化分析2-甲基吡啶10.2%， 2-氯甲基 吡啶85.7%, 2-二氯甲基吡啶2.2%， 2-三氯甲基吡啶1.3%。残液减压分馏，收集 45~47°C/1.5mmHg馏分，得无色液体2-甲基吡啶47.6g (O.373mol)，产率74.6%。 实施例二
于1000ml四口烧瓶中，配置电动搅拌、温度计、氯气导入管、回流冷凝管，尾气氯气吸 收装置,恒温水浴锅。取2-甲基吡啶46.6g(0.50mol),偶氮二异丁氰1.0g,碳酸钙50g(0.5mo1)、 水100g的混合液投入反应瓶中。于60 65'C搅拌下，于8小时内匀速通入氯气42.6g(0.6mo1)。
反应后所得混合物用氢氧化钠溶液调PH=8.0~9.0，加入乙酸乙酯100mlx2萃取两次，合 并乙酸乙酯相，用无水硫酸钠干燥，常压蒸出溶媒乙酸乙酯，蒸馏残液以气相色谱检测，结 果剔除溶剂峰归一化分析2-甲基吡啶18.6%， 2-氯甲基吡啶76.9%， 2-二氯甲基吡啶1.2%， 2-三氯甲基吡啶0.3%。残液减压分馏，收集45 47'C/:L5mmHg馏分，得无色液体2-甲基吡啶 40.7g，产率63.8%。
实施例三
以碱式碳酸镁代替碳酸钙，实验操作同实施例一，蒸馏残液以气相色谱检测，结果剔除 溶剂峰归一化分析为2-甲基吡啶13.1%， 2-氯甲基吡啶84.6%, 2-二氯甲基吡啶1.3%， 2-三 氯甲基吡啶0.5%。减压分流后，得2-氯甲基吡啶45.7g (O.358mol)，产率71.6%。
实施例四
以碱式碳酸镁代替碳酸钙，实验操作同实施例二，蒸馏残液以气相色谱检测，结果剔除 溶剂峰归一化分析2-甲基吡啶20.2%， 2-氯甲基吡啶77.8%, 2-二氯甲基吡啶1.0%， 2-三氯 甲基吡啶0.2%。减压分流后，得2-氯甲基吡啶39.9g (0.313mol)，产率62.6%。
实施例五
以等摩尔的2,3-二甲基吡啶代替2-甲基吡啶，实验操作同实施例一，蒸馏残液以气相色 谱检测，结果剔除溶剂后归一化分析2,3-二甲基吡啶13.2%， 3-甲基-2-氯甲基吡啶75.1%。 回收溶剂后减压分流，收集58~60°C/1.5mmHg馏分，得粉红色液体3-甲基-2-氯甲基吡啶48.7g
(0.344mol)，产率68.8%。 实施例六
以等摩尔的2,6-二甲基吡啶代替2-甲基吡啶，实验操作同实施例二，蒸馏残液以气相色 谱检测，结果剔除溶剂后归一化分析2,6-二甲基吡啶10.2%， 6-甲基-2-氯甲基吡啶80.1%。 回收溶剂后减压分流，收集50~54°C/1.0mmHg馏分，得粉无色液体6-甲基-2-氯甲基吡啶50.5g (Q.357mo1)，产率71.3%。
权利要求
1.一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于甲基吡啶类原料在自由基引发剂作用下，通过通入氯气进行氯化反应，反应所用缚酸剂为不易溶于水的碳酸盐，产物为甲基吡啶类氯化物，具体步骤如下取一定量的甲基吡啶类原料、自由基引发剂、缚酸剂和水投入反应瓶中，反应瓶中混合物在60~65℃搅拌下，于一定时间内匀速通入氯气，反应后所得混合物用氢氧化钠溶液调PH＝7.0~9.0，加入有机溶剂萃取两次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，常压蒸出有机溶剂，残液减压分馏，得到甲基吡啶类氯化物。
2. 如权利要求1所述一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于自由基引发 剂为a,a'-偶氮二异丁氰，自由基引发剂为甲基吡啶类原料质量的0.5~5%。
3. 如权利要求1所述一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于缚酸剂为碳 酸钙、碱式碳酸镁中任意一种。
4. 如权利要求1所述一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于甲基吡啶类 原料为甲基吡啶、多甲基吡啶及其同系物。
5. 如权利要求1所述一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于甲基吡啶类 原料与缚酸剂的摩尔比为0.5~2,其中优选0.8~1.2。
6. 如权利要求1所述一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于水的用量为 缚酸剂质量的100%~500%,其中优选100~300%。
7. 如权利要求1所述一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法，其特征在于氯气与甲基 吡啶类原料摩尔比为1~3:1。
全文摘要
本发明涉及一种用于甲基吡啶类侧链氯化反应的方法。本发明采用甲基吡啶类原料，在自由基引发剂作用下，通过通入氯气进行氯化反应，反应所用缚酸剂为不易溶于水的碳酸盐。本发明的工艺降低了氯气的歧化反应的发生；降低四氯化碳的用量，有利于降低成本和改进工序，同时也有利于环境和大气层的保护。
文档编号C07D213/00GK101337924SQ20081013960
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者高乾善 申请人:山东省分析测试中心