一种β-三氟甲基吡啶氯代物的精制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工领域，具体涉及一种采用减压精馏-熔融结晶耦合工艺精制 β-三氟甲基吡啶氯代物的方法。
【背景技术】
[0002] 三氟甲基吡啶氯代物是用于制备医药品、农用化学品及生物制剂的重要化工 原料。在农药方面，2-氯-5-三氟甲基吡啶是生产高效除草剂吡氟禾草灵（商品名精稳杀 得）、杀虫剂啶虫丙醚等产品的关键中间体，2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶是合成农药杀虫剂 定虫隆、除草剂吡氟氯禾灵（盖草能）和杀菌剂氟啶胺的关键中间体，这些含氟农药具有广 谱内吸、持续期长、高效低毒等优点，在国内外得到广泛的应用。
[0003] 合成β -三氟甲基吡啶氯代物的方法较多，其中以3-甲基吡啶气相同时氯化氟化 的一步法最具有工业价值。对于一步法在反应器中氟氯化合成，例如《2-氯-5-三氟甲基 吡啶（2, 5-CTF)的合成》（《有机氟工业》2010年第1期）中提到，以CrF3/Al20 3为催化剂， 在反应温度为430°C，催化剂停留时间为7s的条件下，2-氯-5-三氟甲基吡啶占粗产品的 51. 5%;《2-氯-5-三氟甲基吡啶合成及应用研究》（《精细与专用化学品》第12卷第7期） 中提到以MnF3/C为催化剂，0：1 4为稀释剂，反应产物经水洗、碱洗、干燥、蒸馏除去CC14后分 析结果为：2-氯-5-三氟甲基吡啶含量为38. 7%，2-氯-3-三氟甲基吡啶含量为14. 8%， 2, 6-二氯-3-三氟甲基吡啶含量为22. 8 %，未知物22. 7 %。
[0004] 因吡啶环定位氯化难度较大，3-甲基吡啶一步氯化氟化法存在副产物多、沸点相 近、提纯困难的问题。US7502279A、CN201210395552. 8、US12475780A等相关合成专利只 提及采用精馏等常用的方法进行产物的分离，但当采用减压精馏进行提纯时存在以下问 题：杂质组分多且同分异构体杂质含量高，难以得到高纯的β-三氟甲基吡啶氯代物产品 (多99% );精馏结束时塔釜中残留很多重组分物质、焦油及固体状焦物；所需塔板数多、回 流比高，精馏过程能耗大。
[0005] 因此，开发一种β -三氟甲基吡啶氯代物的精制方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种能耗低、收率高、产品纯度高和绿色环保的β -三氟 甲基吡啶氯代物的精制方法。
[0007] 本发明所述的β-三氟甲基吡啶氯代物，其结构式如下（I)，其中：Xp X2、XjPX4 独立地选自Η或Cl。
[0008]
[0009] 为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
[0010] -种β-三氟甲基吡啶氯代物的精制方法，采用熔融结晶方法精制β-三氟甲基 吡啶氯代物，包括以下步骤：
[0011] (a)将结晶器升温至β-三氟甲基吡啶氯代物熔点以上1~5°C，通入β-三氟甲 基啦啶氯代物粗品并恒温15min~60min ;
[0012] (b)降温至β-三氟甲基吡啶氯代物凝固点以下4~20°C，保持2~5h后排出未 结晶的母液，其中降温的同时加入三氟甲基吡啶氯代物晶种；
[0013] (c)升高温度使晶体发汗，排出汗液；
[0014] (d)将结晶器升温至β -三氟甲基吡啶氯代物熔点以上，使晶层融化，即得高纯度 的β-三氟甲基吡啶氯代物。
[0015] 上述步骤（b)中，作为优选的方式，降温速率为0· 02~0· 1°C /min，降温至β -三 氟甲基吡啶氯代物凝固点以下4~20°C ;作为进一步优选的方式，所述降温速率为0. 05~ 0.08°C /min，在β-三氟甲基吡啶氯代物凝固点的±1~3°C加入β-三氟甲基吡啶氯代 物晶种。
[0016] 上述步骤（c)中，作为优选的方式，发汗升温速率为0.03~O.TC/min，发汗升 温至β-三氟甲基吡啶氯代物熔点的±0~5°C;作为进一步优选的方式，发汗升温速率为 0· 06 ~0· 08。。/min〇
[0017] 作为优选的方式，上述步骤（b)和（c)中得到的母液和汗液循环至减压精馏步骤 作为进料。
[0018] 上述步骤（a)中的β-三氟甲基吡啶氯代物粗品可以通过减压精馏获得，包括以 下步骤：
[0019] 将含β-三氟甲基吡啶氯代物的混合物加入精馏塔进行减压精馏，精馏压力为 5~20kPa，精馏回流比为3~30,从塔顶处收集得到β -三氟甲基吡啶氯代物粗品。
[0020] 作为优选的方式，上述精馏压力为10~15kPa，精馏回流比先控制为3~15、再控 制为10~30 ;作为进一步优选的方式，所述精馏回流比先控制为6~10、再控制为15~ 20〇〇
[0021] 作为一种优选的方式，本发明所述的β-三氟甲基吡啶氯代物的精制方法中，优 选采用减压精馏-熔融结晶耦合工艺提纯β -三氟甲基吡啶氯代物产品，即先采用减压精 馏对β -三氟甲基吡啶氯代物粗品进行初步分离、再使用熔融结晶进一步精制。
[0022] 本发明提供的精制方法具有以下优势：
[0023] (1)得到的目标产物β-三氟甲基吡啶氯代物纯度高于99%，最大杂质含量小于 0. 2%，能够?两足制备医药品、农用化学品及生物制剂等的要求；
[0024] (2)通过精馏和结晶耦合，使结晶过程排放的母液和汗液循环利用，较单一结晶过 程大大地提高了收率。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具 体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的 所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0026] 下述实施例中产品的单程收率=(产品质量X产品纯度V(结晶原料质量X结 晶原料纯度）。
[0027] 实施例1 :减压精馏
[0028] 以3-甲基吡啶气相氟化氯化得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶的产物为原料进行 间歇精馏实验，该产物中主要物质的质量含量为：3_三氟甲基吡啶4. 3%、2_氯-5-三氟甲 基吡啶28. 1 %、2_氯-3-三氟甲基吡啶10. 6%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶4. 0%、其他 53. 0%〇
[0029] 取上述产物567g于三口烧瓶中，烧瓶上接一根长1. 4m，直径5cm的精馏柱，向烧 瓶中加入沸石后开启加热，液体沸腾后开始全回流，全回流lh后开始采出塔顶馏分，收集 沸点98~103°C的馏分。精馏过程压力为约15kPa，回流比前期控制为6~10,后期为 10~20。经气相色谱分析，收集的馏分中主要物质的含量为：2_氯-5-三氟甲基吡啶的质 量分数为86. 8% (其塔顶采出率为79. 6% )、3_氯-5-三氟甲基吡啶的质量分数2. 8%、 2-氯-3-三氟甲基吡啶的质量分数1.7%。
[0030] 实施例2 :减压精馏
[0031] 以3-甲基吡啶气相氟化氯化得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶的产物为原料进行 间歇精馏实验，该产物中主要物质的质量含量为：3_三氟甲基吡啶4. 3%、2_氯-5-三氟甲 基吡啶28. 1 %、2_氯-3-三氟甲基吡啶10. 6%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶4. 0%、其他 53. 0%〇
[0032] 取上述产物267g于三口烧瓶中，烧瓶上接一根长1. 4m，直径5cm的精馏柱，向烧瓶 中加入沸石后开启加热，液体沸腾后开始全回流，全回流lh后开始采出塔顶馏分，收集沸 点104~107°C的馏分。精馏过程压力为约15kPa，回流比前期控制为6~15,后期为10~ 20。经气相色谱分析，收集的馏分中主要物质的含量为：2_氯-3-三氟甲基吡啶的质量分 数为90. 2%、2_氯-5-三氟甲基吡啶的质量分数为2. 3%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶的 质量分数1. 4%。
[0033] 实施例3 :减压精馏
[0034] 以3-甲基吡啶气相氟化氯化得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶的产物为原料进行 间歇精馏实验，该产物中主要物质的质量含量为：3_三氟甲基吡啶4. 3%、2_氯-5-三氟甲 基吡啶28. 1 %、2_氯-3-三氟甲基吡啶10. 6%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶4. 0%、其他 53. 0%〇
[0035] 取上述产物267g于三口烧瓶中，烧瓶上接一根长1. 4m，直径5cm的精馏柱，向烧瓶 中加入沸石后开启加热，液体沸腾后开始全回流，全回流lh后开始采出塔顶馏分，收集沸 点105~107°C的馏分。精馏过程压力为约10kPa，回流比前期控制为6~15,后期为15~ 30。经气相色谱分析，收集的馏分中主要物质的含量为：2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶的质 量分数为92. 4%。
[0036] 实施例4 :恪融结晶
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