专利名称：一种3-氯吡啶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化学合成方法，具体地说涉及一种广泛应用在医药与农药领域的重要精细化工中间体3-氯吡啶的制备方法。
背景技术：
3-氯吡啶是一种重要的精细化工中间体，它广泛应用在医药和农药领域。关于3-氯吡啶的合成方法Ciamician. Dennstedt 在 Chemische Berichte, 1882, vol. 15,p. 1179 中公开了以吡咯、三氯化碳或四氯化碳等制备3-氯吡啶的一系列合成方法。ffibaut. Nicolai 在 Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas,1939, vol. 58, p. 709-721中采用吡啶直接氯化的方法合成3-氯吡啶，但是，该制备方法的副产物较多。Raeth ^t Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1931, vol. 486,p. 95 ^iY^JU 3-氨基吡啶为原料，在盐酸、铜粉、亚硝酸钠中发生重氮化再水解氯代的方法合成3-氯吡啶。但是，在上述现有技术中3-氯吡啶的制备都主要是以3-氨基吡啶为起始原料经氯代、重氮化再水解氯代的方法合成，合成方法步骤较多；以3-氨基吡啶为起始原料的生产成本也较高；重氮化、氯化操作产生的大量废液对环境污染严重，制约了 3-氯吡啶的工业化生产规模。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述现有3-氯吡啶的制备方法中存在的原料价格高，合成步骤较多，反应类型复杂等问题，本发明提供一种原料价廉易得，工艺简便，收率高且对环境友好，适于工业化生产的3-氯吡啶的新的制备方法。本发明一种3-氯吡啶的制备方法包括如下步骤A、氯化反应以2，6_ 二氯吡啶为原料，与催化剂混合后升温，通入氯气进行氯化反应，待反应充分后，降温、减压精馏，即得2，3，6-三氯吡啶；进一步地，所述氯化反应中的催化剂选自一种常见的Lewis酸三氧化硫、三氟化硼、三氯化铁或三氯化铝，该催化剂的用量为2，6-二氯吡啶摩尔用量的0. 01 1. 00倍，优选0. 01 0. 50 倍。所述氯化反应中的温度通常是50 300°C，优选100 200°C。所述氯化反应中的精馏过程中产生的低浓度馏出液还可套用至下批重新反应或套用至下批重新精馏提纯。B、氢化反应将所得2，3，6_三氯吡啶与缚酸剂、金属催化剂、有机溶剂投至反应器中，在压力范围为0 IOMI^a下，升温后通入氢气进行氢化反应，测得反应液pH为4 8时，停止通氢气。2，3，6-三氯吡啶与缚酸剂的摩尔比为1 0. 5 1.0，优选1 0. 7 1.0。氢化反应的压力范围优选0 5MPa。氢化中的反应温度通常是20 200°C，优选20 150°C。进一步地，所述氢化反应中的缚酸剂选自有机碱或无机碱化合物。所述有机碱化合物选自吡啶、三乙胺、醇的碱金属盐类、烷基金属锂化合物或胺基锂化合物中的一种，优选吡啶或三乙胺。其中，醇的碱金属盐类选自甲醇钠、乙醇钾或叔丁醇钾中的一种；烷基金属锂化合物选自丁基锂或苯基锂中的一种；胺基锂化合物选自二异丙基胺基锂或六甲基二硅胺基锂；所述碱金属的氢氧化物类选自氢氧化钠或氢氧化钾；碱金属的碳酸盐类和碳酸氢盐类选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种；乙酸盐类选自乙酸钠或乙酸钾。所述无机碱化合物选自碱金属的氢氧化物类、碱金属的碳酸盐类和碳酸氢盐类、乙酸盐类中的一种。所述氢化反应中的金属催化剂选自单金属催化剂、多金属催化剂、负载型或非负载型金属催化剂中的一种。所述单金属催化剂选自钼、钯、钴或镍中的一种；所述多金属催化剂选自二元合金催化剂铜-镍、铜-钯、钯-银、钼-金或钼-铜中的一种；所述负载型金属催化剂选自钼炭或钯炭；所述非负载型金属催化剂选自雷尼镍、雷尼铜或雷尼钴中的一种，优选钼炭、钯炭、雷尼镍或雷尼铜中的一种。所述氢化反应中的有机溶剂选自酯类、醚类、芳烃类、腈类中的一种，或者几种的任意混合物；所述酯类选自乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯，所述醚类选自乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃或对二噁烷，所述芳烃类选自苯、甲苯或氯苯，所述腈类选自乙腈或丙腈，优选甲苯或乙酸乙酯。C、后处理操作将上述反应液降至室温，加水溶解缚酸剂盐酸盐，过滤，将滤液静置分层，分离水层后，将有机溶剂层用含水酸萃取至少三次以上，再将含水酸层合并起来加水稀释，过滤，加碱调节滤液PH值=7时，将滤液分层，即得3-氯吡啶液态产品。进一步地，所述后处理操作加水溶解缚酸剂盐酸盐后中过滤出的催化剂可回收套用。所述后处理操作中的有机溶剂层通过补加2，3，6_三氯吡啶和有机溶剂还可回收作为下批原料。所述后处理操中的含水酸选自可溶于水的无机酸或有机酸中的一种；无机酸选自盐酸、硫酸、碳酸、磷酸或硝酸中的一种；有机酸选自低级羧酸甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸或正戊酸中的一种。所述后处理操作中的含水酸与2，3，6_三氯吡啶摩尔比为1 5 1。更进一步地，所述后处理操作中的有机酸还可选自水杨酸或苯磺酸。本发明的反应式中(见图1)以2，6-二氯吡啶为起始原料，通入氯气发生氯化反应，得到2,3,6-三氯吡啶，再将2,3,6-三氯吡啶加氢还原制备得到3-氯吡啶。由此可见， 本发明的工艺路线新颖简单，且采用高效分离回收技术，降低生产成本的同时对环境友好。 是一条适应工业化生产的绿色工艺。
图1是本发明的反应式图。下面再以实施例方式对本发明作进一步说明，给出本发明的实施细节，但是并不是旨在限定本发明的保护范围。
具体实施例方式实施例1氯化反应称取2，6- 二氯吡啶1480. Og与无水!^eCl3 89. 2g置于2000ml的四口烧瓶中混合后升温，当温度达到120 140°C时通入氯气，待反应充分后，降温至100°C，减压精馏， 于-0. IMPa，顶温118 下收集产品馏分，精馏过程中产生的低浓度馏出液还可套用至下批重新反应或套用至下批重新精馏提纯。套用后最终得到2，3，6-三氯吡啶1715. 0g， 套用后总收率为94. 0%，纯度彡99.5(%。氢化反应将氯化反应中制得的2，3，6-三氯吡啶557. 8g、三乙胺232. 0g、钯炭8. 5g、甲苯 1675g —次性投至反应器中，升温至60 80°C，通入氢气进行氢化反应，测得反应液的pH 为4 8时，停止通氢气，氢化反应结束。后处理操作将上述反应液降至室温，加水790g溶解三乙胺盐酸盐，过滤，加入水30g和甲苯 30g洗涤滤饼，滤饼为钯炭。滤液静置分层，除去水层；用200g盐酸萃取三次后分层，萃取后的溶液通过补加2，3，6-三氯吡啶和甲苯，可循环套用至下批反应，向萃取后的盐酸中加入水1630g稀释，过滤，再用水IOOg洗涤(洗涤后产生的废水可回收套用至萃取阶段)，加碱调节滤液PH为中性，分层，得到3-氯吡啶。套用后产品总质量为四7. 2g，收率为85. 6%， 纯度彡99. 5%。实施例2氯化反应称取2，6- 二氯吡啶四9. 2g和回收的馏分液533. 7g (其中2，6_ 二氯吡啶占 86. 1%，2，3，6_三氯吡啶占9% )，与无水AlCl3 36. 5g置于反应器中混合，升温到120 1400C时通入氯气，待反应完全后，降温至100°C，减压精馏，于-0. IMPa,顶温118 124°C下收集产品馏分，蒸出的低浓度产物可套用至下批重新反应或套用至下批重新精馏提纯；套用后最终得到2,3,6-三氯吡啶890. 7g，套用后总收率为95. 2%，纯度彡99. 5%。氢化反应可将实施例1中回收的含2，3，6-三氯吡啶的甲苯溶液1340g，再补加2，3，6_三氯吡啶410. 5g，以及甲苯348g，折合2，3,6-三氯吡啶562. 7g，吡啶195. 0g、回收的钯炭5. 6g， 一次性投至反应器中，升温至60 80°C，通氢气反应，测pH为4 8则停止通氢气，氢化反应结束。后处理操作将上述反应液降至室温，加水800g溶解吡啶盐酸盐，过滤，加入水30g和甲苯30g 洗涤滤饼，滤饼为钯炭。滤液静置分层，除去水层；用200g盐酸萃取三次后分层，萃取后的甲苯通过补加2，3，6-三氯吡啶和甲苯，可循环套用至下批反应，向萃取后的盐酸中加入水 1650g稀释，过滤，再用水120g洗涤(洗涤后产生的废水可回收套用至萃取阶段)，加碱调节滤液PH为中性，分层，得到3-氯吡啶。套用后产品总质量为四0. 9g，收率为83. 2%，纯度彡99. 5%。
权利要求
1.一种3-氯吡啶的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)氯化反应以2，6-二氯吡啶为原料，与催化剂混合后升温，通入氯气进行氯化反应，待反应充分后，降温、减压精馏，即得2，3，6-三氯吡啶；(2)氢化反应将所得2，3，6_三氯吡啶与缚酸剂、金属催化剂、有机溶剂投至反应器中，在压力范围为O-IOMI^a下，升温后通入氢气进行氢化反应，测得反应液pH为4 8时， 停止通氢气；所述2，3，6-三氯吡啶与缚酸剂的摩尔比为1 0. 5 1. 0 ；(3)后处理操作将上述反应液降至室温，加水溶解缚酸剂盐酸盐，过滤，将滤液静置分层，分离水层后，将有机溶剂层用含水酸萃取至少三次以上，再将萃取后的含水酸层合并起来加水稀释，过滤，加碱调节滤液PH值=7时，将滤液分层后即得3-氯吡啶液态产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氯化反应中的催化剂选自三氧化硫、三氟化硼、三氯化铁或三氯化铝，该催化剂的用量为2，6- 二氯吡啶摩尔用量的0. 01-1. 00倍；所述氯化反应中的温度是100-200°C ；所述氯化反应中的精馏过程中产生的低浓度馏出液还可套用至下批重新反应或套用至下批重新精馏提纯。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述氯化反应中的催化剂的用量为2，6- 二氯吡啶摩尔用量的0. 01-0. 50倍。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氢化反应中的缚酸剂选自有机碱或无机碱化合物；所述有机碱化合物选自吡啶、 三乙胺、醇的碱金属盐类、烷基金属锂化合物或胺基锂化合物中的一种；所述无机碱化合物选自碱金属的氢氧化物类，碱金属的碳酸盐类和碳酸氢盐类、乙酸盐类中的一种；所述氢化反应中的金属催化剂选自单金属催化剂、多金属催化剂、负载型或非负载型金属催化剂中的一种；所述氢化反应中的有机溶剂选自酯类、醚类、芳烃类、腈类中的一种，或者几种的任意混合物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述醇的碱金属盐类选自甲醇钠、乙醇钾或叔丁醇钾中的一种；所述烷基金属锂化合物选自丁基锂或苯基锂中的一种；所述胺基锂化合物选自二异丙基胺基锂或六甲基二硅胺基锂；所述碱金属的氢氧化物类选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述碱金属的碳酸盐类和碳酸氢盐类选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种；所述乙酸盐类选自乙酸钠或乙酸钾；所述单金属催化剂选自钼、钯、钴或镍中的一种；所述多金属催化剂选自二元合金催化剂铜-镍、铜-钯、钯-银、钼-金或钼-铜中的一种；所述负载型金属催化剂选自钼炭或钯炭；所述非负载型金属催化剂选自雷尼镍、雷尼铜或雷尼钴中的一种；所述酯类选自乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯，所述醚类选自乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃或对二噁烷，所述芳烃类选自苯、甲苯或氯苯，所述腈类选自乙腈或丙腈。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于所述缚酸剂选自吡啶或三乙胺；所述金属催化剂选自钼炭、钯炭、雷尼镍或雷尼铜中的一种；所述有机溶剂选自甲苯或乙酸乙酯。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于 所述氢化反应中的压力范围是0-5MPa ；所述氢化中的反应温度是20-150°C ；所述氢化反应中的2，3，6-三氯吡啶与缚酸剂的摩尔比为1 0. 7 1. 0。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述后处理操作中加水溶解缚酸剂盐酸盐后，过滤出的催化剂可回收套用； 所述后处理操作中的有机溶剂层通过补加2，3，6_三氯吡啶和有机溶剂还可回收作为下批原料；所述后处理操中的含水酸选自可溶于水的无机酸或有机酸中的一种；无机酸选自盐酸、硫酸、碳酸、磷酸或硝酸中的一种；有机酸选自甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸或正戊酸中的一种；所述含水酸与2，3，6-三氯吡啶摩尔比为1 5 1。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述的有机酸还可选自水杨酸或苯
全文摘要
本发明公开了一种3-氯吡啶的制备方法。3-氯吡啶是一种广泛应用于医药和农药领域的精细化工中间体。本发明以2，6-二氯吡啶为原料经氯化反应得2，3，6-三氯吡啶；将2，3，6-三氯吡啶与缚酸剂、金属催化剂、有机溶剂投入反应器中进行氢化反应，2，3，6-三氯吡啶与缚酸剂的摩尔比为1∶0.5～1.0；将氢化反应液降温、加水溶解缚酸剂盐酸盐、过滤后静置分离水层，将有机溶剂层用含水酸萃取至少三次以上，将萃取后的含水酸层合并起来加水稀释，再加碱调节滤液的pH值＝7时，将滤液分层后即得3-氯吡啶液态产品。本发明的工艺路线新颖，反应步骤短，操作简单，收率高，生产成本低，对环境友好，适于工业化生产。
文档编号C07D213/61GK102174014SQ20111005968
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月13日 优先权日2011年3月13日
发明者张俊涛, 彭寅生, 樊小彬, 王萍 申请人:江苏联化科技有限公司, 联化科技股份有限公司