2,3-二氟-5-氯吡啶的合成
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2,4-二氯-5-氟嘧啶的合成及废液回收处理利用付永丰;郭宁;云志;孙珊珊【摘要】使用5-氟尿嘧啶(5-FU)和三氯氧磷(POCl3)作为原料、N,N-二甲基苯胺(DMA)作为缚酸剂合成2,4-二氯-5-氟嘧啶,系统研究了5-FU与POCl3的摩尔比、5-FU与DMA的摩尔比、反应温度和反应时间对反应收率的影响,简要阐述该反应机理。
反应结束后,向废液中加入NaOH固体对废液进行处理,探讨DMA的回收率和副产物磷酸氢二钠的收率与pH的关系。
结果表明,在工艺参数为5-FU与POCl3的摩尔比为1:10、5-FU与DMA的摩尔比为1:1.5、回流温度114℃、回流时间2 h时,2,4-二氯-5-氟嘧啶的收率为92.2%;通过加入NaOH固体将废液pH调至7,DMA的回收率和副产物磷酸氢二钠的收率都为最大值。
%2,4-Dichloro-5-fluoropyrimidine was prepared by reaction of 5-fluorouracil (5-FU) and phosphorus oxychloride in the presence ofN,N-dimethylaniline (DMA) as acid acceptor. The effect of molar ratio of 5-FU to phosphorus oxychloride, molar ratio of 5-FU toN,N-dimethylaniline, reaction temperature and reaction time was investigated. Furthermore, reaction mechanism was discussed. 5-FU and POCl3 ratio 1:10, 5-FU and DMA ratio 1:1.5, reaction temperature 114℃, reaction time 2 h were the optimum process parameters of synthesizing 2,4-dichloro-5-fluoropyrimidine. Under this process condition, maximum yield of 92.2% of 2,4-dichloro-5- fluoropyrimidine could be obtained. The pH of waste water was then adjusted by adding sodium hydroxide, and the effect of pH on recovery of DMA and yield of by-product disodium hydrogen phosphate was studied. When pH was adjusted to 7, maximum recovery of DMA andmaximum yield of by-product disodium hydrogen phosphate could be obtained.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】7页(P1723-1729)【关键词】5-氟尿嘧啶;缚酸剂;合成;废水;回收;水合物【作者】付永丰;郭宁;云志;孙珊珊【作者单位】南京工业大学化学化工学院,江苏南京 210009;齐鲁工业大学化学与制药工程学院,山东济南 250353;南京工业大学化学化工学院,江苏南京210009;齐鲁工业大学化学与制药工程学院,山东济南 250353【正文语种】中文【中图分类】TQ254.1引言2,4-二氯-5-氟嘧啶是一种重要的化工中间体,应用于合成医药(卡培他滨、伏立康唑等)、农药(双氟磺草胺等)[1-3]。
概述吡啶类化合物主要有吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-氯--氯甲基吡啶和2-二氯--三氟甲基吡啶及其它们地衍生物,是生产高附加值精细化工产品地重要有机原料,广泛应用于农药、医药、染料、香料、饲料添加剂、食品添加剂、橡胶助剂及合成材料等领域,用途广泛,深加工前景广阔.尤其是作为农药中间体发展特别迅速,近年来国内外含有吡啶基团地农药发展很快,不仅有高效地杀虫剂、除草剂,而且开发出来高效杀菌剂,并逐渐形成一大类特有地农药系列,而这些系列吡啶衍生产品不仅对于已有地农药地开发与生产非常要,并且对于新农药地创制也具有非常重要地意义. 资料个人收集整理,勿做商业用途生产现状作为基础原料地吡啶,过去主要是从煤焦油中提取,现在主要由合成法获取,目前世界总生产能力约为10万t/a,其中合成法生产吡啶占总产量地90%以上.2000年以前我国没有合成法吡啶生产,吡啶生产仍采用传统分离煤焦油法,生产能力小,不足200t/a,杂质多,严重制约了下游产品地开发与生产.2000年比利时Reilly公司与南通醋酸化工厂合作建立了1.1万t/a地吡啶系列产品生产装置,填补了国内合成法吡啶生产空白,改变了我国吡啶系列产品一直依赖进口地局面,为我国大力开发吡啶下游产品提供了可靠地原料保证,因此近年来我国吡啶下游产品开发活跃,开发、研究与生产方兴未艾.资料个人收集整理,勿做商业用途目前我国部分厂家已初步开始生产吡啶系列化产品,而且其中大部分产品进入国际市场,如山海关万通助剂厂地乙烯基吡啶系列;天津京福精细化工厂地氯代吡啶系列;上海松江天南化工厂氨基吡啶系列;河北亚诺化工有限公司地羟基吡啶、溴代吡啶、氯代吡啶、氨基吡啶系列;营口中海精细化工厂N-乙基吡啶酮系列;武进江春化工厂烷基吡啶系列;浙江华义医药化工有限公司地药物用中间体吡啶系列;武进腾帆精细化工厂氰基和硝基吡啶系列、河南台前县香精香料厂地3-甲基吡啶系列,江苏威耳化工有限公司地2-氯--氯甲基吡啶和2-二氯--三氟甲基吡啶等等.资料个人收集整理,勿做商业用途目前国内能够生产地吡啶衍生产品有:2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2,3,5-三甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、2-氯吡啶、3-氯吡啶、2,6-二氯吡啶、2,3,5,6-四氯吡啶、2-氯-5-氯甲基吡啶、2-氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-3-三氯甲基吡啶、2,3-二氯-三氟甲基吡啶、五氯吡啶、2-溴吡啶、3-溴吡啶、2-氯-4-氰基吡啶、2-氯-3-氰基吡啶、2-氯-3-氨基吡啶、2-氯-4-氨基吡啶、2-氨基吡啶、3-氨基吡啶2-羟基吡啶、3-羟基吡啶、2-巯基吡啶、2-氨基-5-吡啶、2-氨基-6-甲基吡啶、2,6-二氨基吡啶、2-氨基-6-甲醛吡啶、2-氰基-3-甲基吡啶、2-羟甲基-4-硝基吡啶、4-硝基-2,3-二甲基吡啶-N-氧化物、4-甲氧基-3,5-二甲基-2-羟甲基吡啶、3,6-二氯吡啶甲酸、2,4-二甲氨基吡啶、2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐、4-甲氧基-3,5-二甲基-2-羟甲基吡啶、2-羟甲基-3,5-二甲基-4-硝基吡啶、2-乙烯基吡啶、N-乙基吡啶酮系列等.资料个人收集整理,勿做商业用途应用与市场吡啶主要地衍生产品有2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-氯-5-氯甲基吡啶、2,3-二氯-三氟甲基吡啶等.吡啶本身除合成上述衍生产品外,还是重要溶剂,可用于制备维生素、中枢神经兴奋剂、抗菌素及一些高效医药、农药和还原染料等.其中农药占吡啶系列产品地消费总量地50%左右,饲料添加剂约为30%,医药及其他领域占0%. 资料个人收集整理,勿做商业用途.3-甲基吡啶3-甲基吡啶是最重要地用途最广地吡啶衍生产品,在农药工业中3-甲基吡啶可以合成除草剂吡氟禾草灵、吡氟氯禾灵、吡氟草胺、羟戊禾灵、烟嘧黄隆、啶嘧黄隆等,杀虫剂吡虫啉、定虫隆、烯啶虫胺、噻虫啉、啶虫脒、TI-304等数十个品种,杀菌剂啶斑肟、氟啶胺等,杀鼠剂灭鼠安、灭鼠腈、灭鼠优等.其中吡氟禾草灵是美国、日本等发达国家除草剂主导品种,吡虫啉是目前全球高效新型杀虫剂地代表品种之一.另外许多农药已形成系列产品,如系列含吡啶拟除虫菊酯、含吡啶二芳醚类除草剂、含吡啶磺酰脲类除草剂、含吡啶苯甲酰脲类杀虫剂、含吡啶地烟碱硝基烯类杀虫剂等新型农药.目前南通地合成吡啶装置中5000t/a纯吡啶供应给中外合资地南通先正达公司生产农药.在医药行业中,3-甲基吡啶用于合成3-甲基吡啶用于合成烟酸、烟酰胺、维生素B、尼可拉明和强心药等.饲料行业,其中烟酸和烟酰胺除用于医药方面外,还大量用于饲料工业,我国目前是全球饲料生产大国,据有关资料介绍2000年我国仅饲料一项就需要烟酸2000t以上,国内多年前有多家科研机构成功开发了3-甲基吡啶合成烟酸技术,由于国内没有原料3-甲基吡啶而没有工业化,目前国内原料供应正常,因此预计未来几年发展较快.另外瑞士Lonza公司1998在广州合资建成地3400t/a烟酸装置,产品全部出口.其他行业,3-甲基吡啶还可用于合成香料、染料、日化用品等.3-甲基吡啶除上述用途外,可以合成多种系列化地衍生产品,这些产品多为高附加值、专用型地精细化工中间体如2-氯-5-吡啶甲胺、2-氯-5-氯甲基吡啶、2-氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-3-三氯甲基吡啶、2,3-二氯-三氟甲基吡啶、2-氯烟酸、5-氯烟酸、3-吡啶甲腈、3-吡啶甲胺、3-吡啶甲醛、3-吡啶甲醇等,随着科学技术进步,3-甲基吡啶地新用途正在不断开发之中.资料个人收集整理,勿做商业用途. 2-甲基吡啶2-甲基吡啶可用于合成除草剂,兽药,氮肥增效剂,染料中间体,胶片感光材料,医药扑尔敏、长效磺胺、局部麻醉药和泻药等.最近国外开发出以2-甲基吡啶为原料合成重要农药中间体2-羟基-3,5,6-三氯吡啶.除上述用途外,2-甲基吡啶主要用于生产2-乙烯基吡啶和2-甲基-5-乙烯基吡啶,2-乙烯基吡啶或2-甲基-5-乙烯基吡啶与丁二烯、苯乙烯地乳液共聚为橡胶骨架材料地浸胶丁吡胶乳,其中2-乙烯基吡啶或2-甲基-5-乙烯基吡啶占丁吡胶乳组成地15%,目前国内仅极少数企业小规模生产乙烯基吡啶,因此国内丁吡胶乳主要依赖进口,据有关资料介绍我国2000年浸胶帘子布产量约20万t,需要乙烯基吡啶至少约1500t,因此国内2-甲基吡啶市场潜力巨大.资料个人收集整理,勿做商业用途. 4-甲基吡啶4-甲基吡啶在医药行业用于合成异烟肼、解毒药双复磷和双解磷,另外在杀虫剂、染料、橡胶助剂、合成树脂等领域也有应用.其中主要用于合成防治结核病药物异烟肼,由于近十年来全球结核病发病率呈明显上升趋势,作为抗结核地高效药物异烟肼,具有十分良好地发展前景.资料个人收集整理,勿做商业用途. 42-氯吡啶和2,6-二氯吡啶2-氯吡啶地衍生物吡啶硫铜锌在日化领域中主要作为防除头皮屑地药物合成医药工业,以2-氯吡啶为原料可以合成组胺拮抗药物非尼拉敏、抗组胺药马来酸氯苯那敏抗心律失常药双异丙吡胺;中枢神经兴奋药醋哌甲酯;镇咳止痰药吡哌乙胺等.农药工业,由吡啶合成地吡啶硫酮是一种高效低毒地杀菌防霉剂,广泛应用于化工、涂料、水处理等多个领域,其钠盐是名称为万亩定地高效杀菌剂,用于多种农作物,并且是优良地蚕用杀菌剂;2-氯吡啶衍生物2-氯-4-氨基吡啶是新型脲类植物生长调节剂地关键单体;由2-氯吡啶还可以合成多种高效农药.资料个人收集整理,勿做商业用途26-二氯吡啶是一种重要地专用精细化工中间体,主要用于特定地医药和农药地合成,2,6-二氯吡啶本身就可作杀菌剂,将其用羌氧化钠水解,然后氯化得到356-三氯-2-吡啶酚,该品用于合成目前全球广泛使用地高效、广谱、低残留杀虫杀螨剂OO-二乙基-O-3,5,6-三氯-2-吡啶基磷酸酯;三是合成重要地香料麝香吡啶等. 资料个人收集整理,勿做商业用途. 52-氯--氯甲基吡啶2-氯--氯甲基吡啶是一种重要地专用精细化工中间体,除了用于杀虫剂吡虫啉、啶虫脒等农药地合成外,近年来,2-氯--氯甲基吡啶另外经国内外专家地研发,在饲料添加剂和合成氯烟醛及涂料行业又有了重要地应用.2-氯--氯甲基吡啶还可以进一步合成2-氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-3-三氯甲基吡啶、2,3-二氯-三氟甲基吡啶等重要地医药中间体.资料个人收集整理,勿做商业用途. 2-二氯--三氟甲基吡啶2-二氯--三氟甲基吡啶是一种重要地有机中间体,不仅应用于农药有机化工行业.,是合成定虫脲,高效氟吡甲禾灵(高盖),氟啶胺等地重要中间体,以二氯三氟甲基吡啶为中间体地农药,有高效杀虫剂、杀菌剂和除草剂,这类化合物具有广谱、高效、低毒.二氯三氟甲基吡啶还广泛应用于医药行业地合成以及橡胶助剂及合成材料等重要地化工领域行业.资料个人收集整理,勿做商业用途. 其他吡啶还有许多重要地衍生产品,如六氢吡啶是重要地化工原料,主要用于麻醉药、止痛药和植物生长调节剂棉壮素地生产;3-乙基吡啶、2,5-二甲基吡啶、乙酰基吡啶等是十分具有发展前途地新型杂环香料,可用于烟草和食品中;2,6-二甲基吡啶可用于生产心血管药物血脉宁、驱虫药驱蛲净、可地松乙酸酯、氢化可地松等;2,3,5-三甲基吡啶是合成新型抗溃疡药奥美拉唑地关键中间体;246-三甲基吡啶用于合成口服避孕药甲地孕酮、维生素A;2,3-二氟-5-氯吡啶用于合成诺华公司新开发地除草剂炔草酯等;另外溴代吡啶、多氯代吡啶、羟基吡啶、氨基吡啶等系列化吡啶衍生物用途广泛,发展潜力巨大. 资料个人收集整理,勿做商业用途结束语尽管我国有一定企业生产系列化吡啶下游产品,尤其是3-甲基吡啶、2-氯--氯甲基吡啶和2-二氯--三氟甲基吡啶为代表地含氯吡啶,数量已远远不能满足国内农药、医药、饲料等行业地发展,吡啶下游产品多是高附加值和极具发展潜力地重要精细化学品,我国吡啶应用与市场前景光明.因此建议国内有意向发展吡啶下游产品地单位,应尽快利用国内原料供应有保证地机遇,走科研与生产相结合地道路,规模化、系列化、精细化、技术化大力发展吡啶下游产品.一方面满足国内市场需求,另一方面获取良好地效益回报.资料个人收集整理,勿做商业用途。
浙江工业大学硕士学位论文农药中间体2,3.二氯.5.三氟甲基吡啶的合成工艺研究摘要2,3.二氯.5一三氟甲基吡啶为一种具有较高应用价值的含氟吡啶类有机中间体,是生产及创制多种高效农药的关键中间体。
本课题以1,1,1.三氟三氯乙烷为起始原料,经四步反应合成2,3.二氯.5.三氟甲基吡啶,与传统的吡啶类衍生物卤代合成法相比,具有原材料成本低,操作条件简单,收率较好的优点,具有较高的研究开发应用价值。
通过优化实验,探索出各步反应较佳的合成工艺条件。
,11,1,卜三氟-2,2--”氯一3一二甲胺基一3一三甲基硅氧基丙烷的较佳合成工艺条件:三甲基氯硅烷、锌粉、DMF与1,1,1.三氟三氯乙烷的投料配比为1.2:1.2:13:1,反应温度5—10℃,保温时间2h。
反应收率约60%,产品含量约90%。
23,3,3.三氟.2,2.二氯丙醛的较佳合成工艺条件:1,1,1.三氟一2,2.二氯.3.二甲胺基.3.三甲基硅氧基丙烷与浓硫酸投料配比为1:1,室温滴加● 浓硫酸,50℃保温反应3h。
反应收率约87%,产品含量约95%。
0一‟ 35,5,5.三氟.2,4-二氯.4.甲酰基戊腈的较佳合成工艺条件:3,3,3.三蚺0:、·:二;… 氟.2,2.二氯丙醛、丙烯腈、乙腈与氯化亚铜投料配比为:i÷O.2:1.2:1.5:O.01,反应温度为120℃,反应时间30h。
反应收率约65%,产品含量93%以上。
浙江工业大学硕士学位论文42。
3.二氯.5.三氟甲基吡啶的较佳合成工艺条件:以氯化氢作催化剂,DMF作溶剂,在50℃滴加5,5,5一三氟-2^二氯.4.甲酰基戊腈,滴加完毕后搅拌反应1h,升温至90℃反应lh。
反应收率约63%,产品含量98%以上。
经过优化,各步反应的工艺条件均获得了一定的改进提高,取得了良好的结果,达到了降低成本,简化工艺的目的。
各步反应收率均达到或超过文献报道值。
产物及各步反应中间体质量满足要求,结构均经取、1HNMR、GC.MS表征确认。
第:16卷第1期_2017年2月现代农药Modem AgrochemicalsVol.16 No.lFeb. 2017♦研究与只发♦氟吡菌胺的合成工艺研究高玉清,石强强,潘炳庆,耿来红,徐世栋,张生芳甘翁省化工研究腐fcSIti 730020)摘要:以2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶等为起始原料,与硝基甲烷经亲核取代生成3,氯4-硝基甲基-5-三氟甲基吡啶,再通过氯化亚锡还原得到2-氨基甲基-3-氯-5-三氟甲基吡啶,最后与2,6-二氯苯甲 酰氯缩合得到氟吡菌胺。
对其合成工艺(反应温度、时间、原料物质的量之比等)进行了讨论,产品 及中间体结构经1HNMR表征确认@在优化条件下,反.应总收率为59.5?^该工艺操作筒单.,条件溫 和,收率较高6关键词:新型杀菌剂;氟吡菌.胺;2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶;合成中图分类号:TQ 455.4+7; TQ 225.26+1 文献标志码:A doi : 10.3969/j.issn. 1671 -5284.2017.01.006Synthesis of FluopicolideGAO Yu-qing, SHI Qiang-qiang, PAN Bing-qing, GENG Lai-hong, XU Shi-dong, ZHANG Sheng-fang(Gansu Research Institute of C hemical Industry, Lanzhou 730020, China) Abstract:The target product fluopicolide was synthesized from 2,3-dichloro-5-(trifluoromethyl)pyridine via nucleophilic substitution reaction, reduction reaction, condensation reaction. The influences of the synthetic technological route were investigated, and the structures of key intermediates and fluopicolide were confirmed by lH NMR. Under optimized conditions, the total yield was 59.5%. This process was simple, the condition was mild.Key words J novel fungicide; fluopicolide; 2,3-dichloro-5-(trifluoromethyl)pyridine; synthesis:氟耻菌胺(fluopicolide)化学名称为2,6»二氣善 [(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)甲基]苯甲酰胺,是由 拜耳公司开发的新型杀菌剂,2005年在中国上市,其主要用于防治卵菌纲病害如葡萄霜霉病和马铃 薯晚疫病等ra。
农化新世纪农化新世纪2008.052,3-二氯-5三氟甲基吡啶的合成方法及其在农药合成中的应用翟淑华蒋爱忠郑海燕苏磊1.前言2,3-二氯-5三氟甲基吡啶是一种重要的有机中间体,广泛应用于农药、医药等有机化工行业.以2,3-二氯-5三氟甲基吡啶为中间体的农药中,有高效杀虫剂、杀菌剂和除草剂,这类化合物以其具有广谱、高效、低毒等特点,自二十世纪八十年代以来就已成为国内外农药界生产开发的热点。
本文将对2,3-二氯-5三氟甲基吡啶的合成方法及其在农药合成中的应用予以简要介绍。
2.2,3-二氯-5三氟甲基吡啶的合成路线2.12-氨基-5-甲基吡啶路线2.2烟酸路线2.3甲基吡啶氯化-氟化路线实验证明,甲基吡啶氯化-氟化路线反应步骤少,收率较高,原料易得,成本低,适于工业化生产。
3.2,3-二氯-5三氟甲基吡啶在农药合成中的应用3.1氟啶脲属于苯甲酰脲类杀虫剂,是几丁质抑制剂,能有效防治棉田的棉铃虫和大豆夜蛾幼虫。
本品是以2,6二氯-对-氨基苯酚与2,3-二氯-5三氟甲基吡啶为原料,经如下反应制得:农药与中间体15农化新世纪农化新世纪2008.054.结束语2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶是含氟含氮杂环化合物,用这类化合物合成的农药具有高效,低毒的特点,随着人们生活水平的提高和环保意识的增强,这类农药正越来越受到人们的青睐,市场前景将越来越广阔,很有研发价值。
3.4氟啶胺有广谱的杀菌活性,其效果优于常规保护性杀菌剂,对疫霉病、腐菌核病、黑斑病、黑星病和其他的病原体病害有良好的防治效果,除杀菌活性外,氟啶胺还显示出对红蜘蛛等的杀螨活性。
本品是以2,6-二硝基-4-三氟甲基-5-氯苯氨与2,3-二氯-5三氟甲基吡啶为原料,通过以下反应制得:农药与中间体3.2啶蜱脲属于苯甲酰脲类昆虫生长调节剂,是几丁质抑制剂,用于防治包括抗性品系动物如牛等的害虫,也可以用于防治农作物害虫。
本品是以2-氯-5-氨基苯酚和2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶为起始原料,经如下反应制得:3.3吡氟氯禾灵属于芳氧苯氧基丙酸酯类除草剂,是乙酰辅酶A抑制剂,用于芽后施于阔叶作物田,如大豆,花生,甜菜,棉花等,可有效防除匍匐冰草,野燕麦,稗草,狗尾草,牛筋草等。
氟氯吡啶酯的合成路线评述[权威资料] 氟氯吡啶酯的合成路线评述氟氯吡啶酯,英文名halauxifen-methyl,商标名锐活TM ArylexTM,是陶氏益农开发的一种新型除草剂。
氟氯吡啶酯是合成生长素类除草剂中芳基吡啶酸新化学类型中的首个产品,它模拟了高剂量天然植物生长激素的作用,引起特定的生长素调节基因的过度刺激,干扰敏感植物的多个生长过程。
其可在多种谷物田中防除阔叶杂草,具有几乎无残留、低用量等优点。
目前,陶氏益农93%氟氯吡啶酯原药和20%双氟?氟氯酯水分散粒剂已在中国取得临时登记并上市。
氟氯吡啶酯CAS 号为943831-98-9,化学名称:4-氨基-3-氯-6-(2-氟-4-氯-3-甲氧基苯基)-2- 吡啶甲酸甲酯,英文化学名称methyl 4-amino - 3-chloro-6-(4-chloro -2 -fluoro -3 -methoxyphenyl)picolinate,结构式如图1。
1 合成路线综述氟氯吡啶酯公开报道的合成路线有3 条,均出自陶氏公司的相关专利。
1.1 合成路线一合成路线一是以2-氟-4-氯溴苯为起始原料,先用LDA(二异丙基氨基铝)低温下(-70 ?)拔氢,并与硼酸三甲酯反应生成相应的硼酸酯,不经分离用过氧乙酸氧化硼酸酯为2-氟-6-氯-3-溴苯酚;随后用碘甲烷将酚羟基甲基化为甲氧基; 再使用正丁基锂于-78 ?下拔溴并先后与硼酸三异丙酯、乙酰氯、丙二醇反应生成2-(2-氟-4-氯-3-甲氧基苯基)-[1,3,2]-二氧硼杂环;最后以醋酸钯为催化剂、DPPB(1,4-双(二苯基膦)丁烷)为配体,与4-氨基-3,5-二氯-2-吡啶甲酸甲酯发生suzuki 反应生成氟氯吡啶酯。
4 步收率分别为63%、96.8%、60.5%、41.2%,总收率15.2%(以2-氟-4-氯溴苯计)。
合成路线图见图2。
该条路线缺点比较明显:两次使用强碱低温条件;起始原料2-氟-4-氯溴苯较难获得;原子利用率低,合成路线比较“绕弯子”;除了甲基化反应,各步收率都不高,最后一步偶联反应更是由于氨基没有保护,即便使用了高活性的硼酸酯中间体和较高活性的双磷配体,收率也仅有41.2%,进一步导致总收率很低。
农药中间体2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶合成工艺研究2015年4月目录一、项目研究的意义 (3)1.1、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶的简介 (3)1.2、应用综述 (3)1.3、合成工艺评述 (4)二、小试工艺概述 (6)2.1、2,2-二氯-3,3,3-三氟丙醛的合成 (6)2.2、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶的合成: (6)三、成本核算 (6)四、原料和中间体 (7)4.1、原料规格 (7)4.2、关键原料简介 (7)五、计划和目标 (8)5.1、时间计划 (8)5.2、目标 (9)六、小结 (9)七、申请立项 ..................................................... 错误!未定义书签。
附表I:............................................................... 错误!未定义书签。
一、项目研究的意义1.1、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶的简介2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶,分子式C 6H 12Cl 2F 3N ,CAS.NO.69045-84-7。
纯品为无色透明油状液体,具有薄荷香味。
密度:1.549g/cm 3,MW :216,MP .=8-9℃,BP .=176℃(80℃,20mmHg ),FP .=79℃。
结构式如下:NClCl CF 3图1、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶的结构式1.2、应用综述2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶是非常有应用价值的含氟吡啶类农药中间体,由它合成的农药 (如图1) ,一类如高效氟吡甲禾灵、氯氟乙禾灵、吡氟氯禾灵等除草剂 ,它们具有药效高 ,毒性低 ,污染小等特点 ; 另一类如氟啶脲、氟啶胺等苯甲酰脲类杀虫剂,作用机理独特 ,具有高效、低毒、对环境友好等显著特点。
由2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶合成的农药已经是全球除草剂、杀虫剂的骨干品种,市场前景广泛。
• 54 •有机氟工业Organo - Fluorine Industry2020年第1期2 -氟-3 -氯-5 -三氟甲基吡啶的合成方法评述武海涛(陕西延长石油集团氟硅化工有限公司,陕西商洛714100)摘要:2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶是一种重要的含氟吡啶类中间体,在农药、医药合成中有广泛的应用。
综述了 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的常用合成路线,并对各条合成路线作了比较和评价。
关键词:2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶;卩比啶;合成_〇前言含氟化合物具有较高的抗代谢稳定性及与酯膜 的亲和力、热稳定性和化学稳定性、膜渗透性等特 点,广泛应用于农药中。
含氟农药是十分重要的含 氟精细化学品,具有高选择、高附加值、低用量、低毒 和低残留等特点,完全符合现代农药的发展趋势,已 成为国际国内市场的骨干产品,市场前景广阔。
2-氟-3 —氯-5 -三氟甲基吡啶,CAS 号为 7乃37 - H - 8,分子质量为199. 5,是含氟吡啶杂环 类中一种非常重要的含氟吡啶类有机中间体,是合 成高效杀虫剂定虫隆、啶蜱脲、氟啶胺、氟啶脲、高效 吡氟氯禾灵、高效除草剂盖草能、高效杀菌剂氟啶胺 等一系列医药、农药新品种的关键中间体,有关此中 间体的合成已日益受到业内人士的关注。
本文对2 -氟-3 -氯-5 -三氟甲基吡啶的合成方法及评价 予以简要介绍。
2-氟-3 -氯-5 -三氟甲基吡啶的结构式如 下:1 2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的合成路线1.1 2-氯-5-三氟甲基吡啶为原料专利FR 2477540⑴报道了以2 -氯-5 -三氟 甲基吡啶为原料两步合成2 -氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法。
反应步骤:取2-氯-5-三氟甲 基吡啶181 g ,加人三氯化铁161 g ,通人氯气,升温 至15〇 ~ HO t 反应10 h ,将反应物全部加人到1.2 L 热水中,萃取分出油层,用无水硫酸钠干燥后经精馏 得81 g 2,3-二氯-5 -三氟甲基吡啶产品。
2,3-二氟-5-氯吡啶的合成
摘要:以2,3,5-三氯吡啶为主要原料通过置换氟化法合成2,3-二氟-5-氯吡啶。
探讨了原料投料比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对置换氟化反应的影响,其最佳工艺条件为:以环丁砜为溶剂。
采用18-冠醚为相转移催化剂,在200度保温反应3h,采用连续移出目标产物的方式得到产品。
氟化剂采用氟化钾。
2,3,5-三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为1:2.5。
同时还研究了溶剂的回收套用。
关键词:2,3-二氟-5-氯吡啶;2,3-5-三氯吡啶;氟化钾
近十年来含氟农药得到迅速发展,已经成为世界农药工业发展的重点,其中开发与应用较多的有含氟拟除虫菊酯类与含氟苯甲酰脲类杀虫剂。
因为氟原子半径小,略大于氢原子半径,具有极大的电负性,接近于羟基,其所形成的c-F 键能比c-H键能要大,能使氟化物保持高的稳定性;又由于氟原子(尤其是cF 基)的引入,使分子内电子云密度降低,提高了抗分解的能力,从而使化合物表现出持久效能;同时,氟原子或含氟基团的引入,能提高化合物的脂溶性,即增强疏水性,易于渗透生物膜而迅速达到作用部位,与生物体内的酶结合,使之受到抑制,从而使生物体丧失机能而致死亡。
所以氟原子和含氟基团(如三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基、二氟甲氧基)代替农药芳环上的其它基团,能够显著的提高农药的活性,含氟农药的生物活性往往能比其对应的非氟农药增大数倍。
很多含氟农药在性能上相对具有用量少、毒性低、药效高、代谢能力强等特点,这使它在新农药品种中所占比例越来越高。
由于氟的极性很强,氟分子很难被极化,生成氟正离子十分困难,亲电取代氟化不易发生。
而氟分子比较活泼,容易离解成游离基,与有机烃类发生十分激烈的游离基反应,放出大量的热量,并且往往发生断键或破坏等副反应,反应十分复杂,难以控制。
因此,为了制备所需的氟化物,一般采用置换氟化或者重氮基转化的方法引入氟基。
2,3-二氟-5氯吡啶的合成方法主要有:
该工艺是采用2,3,5-三氯吡啶为起始原料。
当用氟化铯为氟化剂;二甲亚砜为溶剂,反应温度控制在130-140度之间,反应7h后,通过反复蒸镏得到产品,收率为29%。
当采用甲基吡咯烷酮为溶剂,氟化铯和氟化钾的混合物作为氟化剂时,在140度保温17h,190度保温19h,连续移出产物,可以得到所需的产品2,3-二氟-5-氯吡啶,收率为24%。
采用环丁砜为反应溶剂,加入适当的相转移催化剂,用氟化钾与氟化铯的混合物作为氟化剂,在215度反应14h,不需要连续移出生成产品,收率为30%。
通过对以上两条主要的合成工艺进行分析,可以知道采用重氮化氟化法制备2,3-二氟-5-氯吡啶。
反应的步骤较多,反应中需要用到腐蚀性气体HF,需要特别的低温、高压反应设备,因此不易进行工业化生产。
而采用卤素置换法制备2,
3-二氟-5-氯吡啶,具有工艺步骤简单,不需要特别的反应设备的优点。
本文以2,3,5-三氯吡啶为主要原料通过置换氟化法合成2,3-二氟-5-氯吡啶。
探讨了原料投料比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对置换氟化反应的影响,其最佳工艺条件为:以环丁砜为溶剂,采用18-冠醚为相转移催化剂,在200度保温反应3h,采用连续移出目标产物的方式得到产品。
氟化剂采用氟化钾。
2,3,5-三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为1:2.5。
同时还研究了溶剂的回收套用。
1 实验部分
1.1试剂和仪器
无水氟化钾、环丁砜、三氯吡啶、18-冠醚均为化学纯。
9790气相色谱仪(检测器:FID,进样器:分流,进样量:0.2υι),上海分析仪器厂;Nicolet FI TRIMP410红外光谱仪(美国Nicolet公司,KBr压片)。
1.2实验步骤
安装好减压蒸镏装置,称取800g环丁砜快速加到1000mL烧瓶中,在200度,0.07 Mpa(负压)脱水到0.05%以下;称取96g(1.66mol)氟化钾,120g(0.67mol)三氯吡啶,2g18-冠醚,3g碳酸钾于120度加入反应瓶中,升温至200度保温3h;升温,通入氮气鼓泡,约3h收集完产物;得产物75g(0.51mol),收率69.4%;通过气相色谱测得纯度92.7%。
红外光谱图图谱分析数据:3078.2cm是c:c-H的伸缩振动,1598.3,1470.3cm分别是C:C、C=N的伸缩振动,1173.3,1245.0,1419.1cm是C.F伸缩振动,927.5,896.7,794.3,732.9cm是c=c-H的弯曲振动和C-C1的伸缩振动,符合2,3.二氟-5-氯吡啶的结构。
2 结果与讨论
2.1催化剂的用量对反应结果的影响
在反应的物料配比、反应温度、反应时间及所用的溶剂等条件相同的情况下,只改变催化剂的用量。
从表1中可以看出,适当的减少催化剂的用量对反应结果基本无影响,且可降低工业生产的成本。
比较适宜的催化剂用量为2g。
2.2投料比对反应结果的影响
在反应温度为200度,催化剂用量为2g,反应时间为3h,其它条件相同的情况下,只改变投料比,反应结果见表2。
从表2可知,该反应中三氯吡啶与氟化钾较适宜的摩尔比为1:2.5。
2.3时间对反应结果的影响
在反应温度为200度,三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为1:2.5,催化剂用量为2g,其它条件相同的情况下,只改变反应时间。
从表3可以看出,适当延长反应时间对反应有一定的促进作用,比较适宜的反应时间为3h。
2.4温度对反应结果的影响
在三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为1:2.5,反应时间3h,催化剂用量2g,其它条件不变的情况下,温度对反应的影响见表4。
从表4可以看出,200度之前,随着温度的升高,由2,3,5-三氯吡啶与氟化钾反应生成2,3-二氟-5-氯吡啶的收率也随之升高,200度之后就开始降低。
本反应首先在催化剂作用下,F进攻吡啶环然后发生c-cl键的断裂,这个过程需要较高的能量,所以本反应需要在高温下进行。
但如果温度过高,又会造成焦化等结果,使产量降低。
因此比较适宜的反应温度为200度。
2.5溶剂的套用
由于卤素在无水条件下亲核置换活性为:F>cr>Br>I,而在有水存在其活性顺序刚好相反,因此本反应中选择的溶剂必须经过干燥脱水处理。
本反应是一个SN2反应,因此在非质子性溶剂中进行对反应有利。
本文选用环丁砜作为溶剂。
工业生产中常会大量使用溶剂,因此必须考虑回收问题。
回收的溶剂再利用可以节约原料,降低成本。
在实验条件(温度,时间,催化剂及用量等)均相同时,每做两批料回收环丁砜的量见表5。
从表5的数据可知,每生产两批产品,共损耗掉约36%的溶剂环丁砜。
溶剂的套用可大大减少生产成本,而且方案可行。
3 结论
(1)以环丁砜为溶剂,采用18-冠醚为相转移催化剂,在200度保温反应3h,采用连续移出目标产物的工艺合成2,3-二氟-5-氯吡啶比较适宜。
(2)采用氟化钾为氟化剂。
2,3,5-三氯吡啶与氟化钾的摩尔比为1:2.50
(3)溶剂的回收套用可以节约原料、降低成本。
(4)以2,3,5-三氯吡啶为主要原料通过置换氟化法合成2,3-二氟-5-
氯吡啶,收率为69.4%,产品纯度为92.7%。