2-氯-5-氨甲基吡啶的合成研究

4 2-氯-5-氨甲基吡啶的合成研究4 2-氯-5-氨甲基吡啶的合成研究4.1 前言2-氯-5-氨甲基吡啶是合成新型烟碱类杀虫剂的重要中间体。

它的合成方法有羟甲基吡啶法、氰基吡啶法及氯甲基吡啶法。

前两种方法有着目前无法克服的缺陷，氯甲基吡啶路线反应条件温和、时间短，收率高，且2-氯-5-氯甲基吡啶已经有工业化生产，本实验采用六次甲基四胺与2-氯-5-氯甲基吡啶烃基化反应，再经水解得目标产物。

4.2 实验部分4.2.1 药品和主要仪器2-氯-5-氯甲基吡啶（2-chloro-5-chloromethylpyridine ）90% 自制六次甲基四胺 （Hexamine ） 南京市化学试剂一厂 分析纯乙腈 （Acetonitrile ） 上海陆都化学试剂厂 分析纯盐酸 (Hydrochloric acid ) 南京市化学试剂有限公司 分析纯甲醇 （Methanol ） 南京市化学试剂一厂 分析纯氢氧化钠(Sodium Hydroxide) 上海化学试剂有限公司 分析纯三氯甲烷 (Chloroform) 上海化学试剂有限公司 分析纯旋转薄膜蒸发器 天津玻璃仪器厂Branker AC 500型核磁共振仪Thermo Nicolet Nexus 傅立叶变换红外光谱仪YMC-Pack 型高效液相色谱仪4.2.2 反应路线 N N NNN Cl 2NH3)2CH 234.2.3 2-氯-5-氨甲基吡啶的合成（1）烃化反应在250ml 三口烧瓶中，投入烘干的六次甲基四胺11.8克(0.084mol)，乙腈100ml ，2-氯-5-氯甲基吡啶13.7克（90.2%、0.076mol ）。

电磁搅拌，加热回流8小时。

冷却至室温，过滤得白色固体。

（2）水解反应将上步所得白色固体投入250 ml 三口瓶中，加入34ml 盐酸，搅拌下加入甲醇100ml ，反应温度61℃回流2小时再升温至100℃。

自然冷却至室温，加入氯仿40ml 。

5 2-氯-5-氨甲基吡啶合成初步工业化设计2-氯-5-氨甲基吡啶虽然为重要的杂环农药中间体，但目前国内并没有工业品生产。

因此本论文进行2-氯-5-氨甲基吡啶合成初步工业化设计，为进一步工业生产打下基础。

5.1 2-氯-5-氨甲基吡啶合成工艺流程框图乙腈2-氯-5-氨甲基吡啶5.2 工艺计算设计年产：30吨年工作日：300天产量：以24小时生产一批计 0.1吨/批5.2.1 间歇式烃化反应釜每批产品2-氯-5-氯甲基吡啶(90%)投料量：[(30/300)×(163.07/142.57)]/(0.84/0.90)=0.122 吨/天反应物料体积约为(按原料配比1:1.1计)：0.122/1.267 + 1.1×(0.122/163.07)×(140.19/1.27) +7.299×0.122=1.0775m3取反应器装料系数为：0.7反应器体积：1.0775/0.7=1.5392 m3取反应器体积 V=2.0m3选用2.0m3的标准反应器，为防止设备腐蚀，采用搪玻璃反应器。

图5.1 烃化反应釜示意图烃化反应釜主要工艺控制指标：反应温度：82℃反应时间：8h2-氯-5-氯甲基吡啶(90%)投料量：0.122 吨/天（批）六亚甲基四胺投料量：0.1153吨/天（批）乙腈投料量：0.8905 m3/ 天（批）2-氯-5-氯甲基吡啶(90%)5.2.2 水解釜投入水解釜季胺盐：0.2373 吨/天（批）投入浓盐酸：0.6672 m3/天（批）六亚甲基四胺投入甲醇：0.5887m3/天（批）六亚甲基四胺反应物料体积：5.787×0.1153+5.106×0.1153=1.256 m3取反应器装料系数为：0.7反应器体积：1.256/0.7=1.794 m3选用2.0m3的标准反应器图5.2 水解反应釜示意图水解反应釜主要工艺控制指标：水解温度：66℃水解时间：2h反应釜最高反应温度：100℃中和反应终点：pH=8~95.2.3 间歇式精馏塔精馏塔工艺控制指标：本塔为填料塔，间歇操作2-氯-5-氨甲基吡啶简称CAMP进料组成x F（CAMP）：84%塔顶出料组成x D（CAMP）：98%塔釜组成x W（CAMP）：2%根据克劳修思（Clausius）-克拉佩龙（Clapeyron）方程计算CAMP沸点与蒸汽压关系：克拉佩龙方程：2ln vap mH d P dT RT Δ= （5.1） ()21211lnvap m H P P R T T 1Δ=−− （5.2）1ln vap m H P CR T Δ=−+ （5.3）[25,26]并应用上式计算得如下近似结果： 根据文献表5.1 2-氯-5-氯甲基吡啶蒸汽压与沸点关系蒸汽压/ Pa 133 4000 11052 101325沸点/℃ 80 139 164 230表5.2 2-氯-5-胺甲基吡啶蒸汽压与沸点关系蒸汽压/ Pa 133 1313.8 4000 101325沸点/℃ 95 139 164 260由前面实验可知：反应条件适当时，2-氯-5-氯甲基吡啶为原料与乌洛托品反应生产2-氯-5-胺甲基吡啶反应副产少，收率高。

专利名称：一种2-氯-5-甲基吡啶的制备方法专利类型：发明专利
发明人：龙聪未,周仙配,马俊,唐松青,吕叶军申请号：CN201510818082.5
申请日：20151123
公开号：CN105330592A
公开日：
20160217
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种2-氯-5-甲基吡啶的制备方法，以苄氯为原料，以苯甲醛为抑制剂，以氨气为胺化剂，在有机碱催化作用下与丙醛进行缩合反应，再与乙酰化试剂进行乙酰化反应，最后
在N,N-二甲基甲酰胺与三光气作用下进行环合，经过提纯得到目标产物2-氯-5-甲基吡啶，产品纯度≥99.5%，达到80%以上总摩尔收率。

本发明2-氯-5-甲基吡啶的制备方法反应选择性好，收率高，操作简单，三废少，易于产业化生产。

申请人：上海晋景化学有限公司
地址：200000 上海市闵行区沪闵路6269号银啸大厦B座2302室
国籍：CN
代理机构：长沙星耀专利事务所
代理人：许伯严
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2-氯-5-甲基吡啶的合成2-氯-5-甲基吡啶是一种重要的有机化合物，广泛应用于医药和农药等领域。

本文将介绍2-氯-5-甲基吡啶的合成方法。

一、介绍2-氯-5-甲基吡啶是一种含氮杂环化合物，具有良好的化学稳定性和生物活性。

它在医药领域中常用于合成多种药物，如抗生素、抗癌药物等。

在农药领域中，2-氯-5-甲基吡啶也被广泛用作杀虫剂、除草剂等。

二、合成方法2-氯-5-甲基吡啶的合成方法有多种，下面将介绍其中一种常用的合成路线。

1. 原料准备合成2-氯-5-甲基吡啶的原料主要包括甲基吡啶和氯化氢。

甲基吡啶可通过吡啶和甲基化试剂反应得到。

2. 反应步骤(1) 合成4-甲基吡啶：将吡啶和甲基化试剂在适当的溶剂中反应，加热回流一段时间后，得到4-甲基吡啶。

反应条件可根据具体实验室条件进行调整。

(2) 氯化反应：将4-甲基吡啶与氯化氢在适当的温度和压力下反应，得到2-氯-5-甲基吡啶。

反应条件的选择要考虑反应速度和产物纯度等因素。

3. 纯化与分离得到2-氯-5-甲基吡啶后，需要进行纯化和分离。

一种常用的方法是通过蒸馏或结晶来提高产物的纯度。

三、应用领域2-氯-5-甲基吡啶作为一种重要的中间体化合物，被广泛应用于医药和农药等领域。

在医药领域中，2-氯-5-甲基吡啶可以用于合成多种药物，如抗生素、抗癌药物等。

其化学结构上的特点使其具有较好的生物活性和药效。

在农药领域中，2-氯-5-甲基吡啶常用作杀虫剂、除草剂等。

其具有较强的杀灭害虫和杂草的能力，对农作物的生产起到重要的保护作用。

四、总结2-氯-5-甲基吡啶作为一种重要的有机化合物，其合成方法多种多样，但常用的合成路线主要包括原料准备、反应步骤和纯化与分离。

在医药和农药领域中具有广泛的应用前景，可以用于合成多种药物和农药，发挥重要的作用。

总之，2-氯-5-甲基吡啶的合成方法和应用领域十分广泛。

随着科学技术的不断发展，2-氯-5-甲基吡啶在医药和农药领域中的应用前景将更加广阔。

东南大学硕士学位论文6 结论近10年来，杂环化合物已成为当今新农药发展的主流，尤其是近几年开发的与烟碱作用机理一致的吡啶杂环化合物杀虫剂，具有内吸、广谱、高效、低毒等超高效农药的特点，每亩用量仅为1g 左右就可有效防治各种虫害，且杀虫谱广，初效快，持效期长，对害虫不易产生抗性，对环境污染少，对人畜安全。

在这一系列高活性杀虫化合物中，2-氯-5-氨甲基吡啶是关键中间体，并可应用于医药等其它精细化工领域。

本文着重对2-氯-5-氨甲基吡啶的合成进行了研究，合成了2-氯-5-甲基吡啶、2-氯-5-氯甲基吡啶、2-氯-5-氨甲基吡啶这三种农药中间体，并通过HNMR和IR图谱分析证明合成物质即为目标产物，对反应的主要影响因素和所涉及到的机理及可能发生的副反应进行初步探讨，得到如下结论：（1）对2-氯-5-甲基吡啶的合成进行了研究。

以3-甲基吡啶为原料通过两步法合成2-氯-5-甲基吡啶。

经中间产物3-甲基吡啶-N-氧化物，用苯甲酰氯为氯化剂，反应5h，经过过滤、浓缩、水蒸气蒸馏，二氯甲烷萃取，旋转蒸发，得到粗产品2-氯-5-甲基吡啶。

产品提纯通过氯化铜络合法，经HPLC分析测得纯度达到96.9%，收率为85.43%。

通过单因素实验研究了反应温度、反应时间对3-甲基吡啶-N-氧化物收率的影响；通过正交实验研究了反应时间、投料比、加料方式对合成2-氯-5-甲基吡啶反应收率的影响，确定了较佳实验条件：苯甲酰氯：3-甲基吡啶-N-氧化物（摩尔比）=1:1.5，苯甲酰氯50滴/分，反应时间5h。

达到了实验室合成2-氯-5-甲基吡啶的研究目的。

不足之处是该反应产物中存在异构体2-氯-3-甲基吡啶给分离造成困难。

氯化铜络合法不利于工业化生产，因此分离方法有待进一步研究。

（2）对2-氯-5-氯甲基吡啶合成进行了研究。

以2-氯-5-甲基吡啶为起始原料，以硫酰氯为氯化剂、偶氮二异丁腈为引发剂制备2-氯-5-氯甲基吡啶。

引发剂量0.2g，原料比为 2:1，反应温度80~90℃，反应时间2h~3h。

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