7.31(1)2,3,5-三氯吡啶合成的研究
缅甸地震-军训个人总结
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2004年3月
Mar.20O4
化CHEMICAI
学 I.业 与工程
第2l卷 第2期
Vo1.2l <
br>No.2
INDUSTRY AND ENGINEERING
文章编号:1004
—9533(2004)02—0146—03
2,3,5一三氯吡啶合成的研究
杨祥宇
,宋 健 ,楼科侠 ,冯荣秀 ,廖化学 ,段文君
(1.天津大学药物科学与技术学院,天津30
0072;2.河北工业大学化上学院,天津300130
3.天津医科大学,天津300070)
摘要:本文主要研究了重要的农药中间体2,3,5一三氯吡啶的合成条件。以五氯吡啶为原料,在碱
性条件下与锌粉反应制得三氯吡啶 研究了反应温度、时间、锌粉用量及碱液质量分数等条件对
2,3,5一三氯吡啶收率的影响,并且采用了自制的精馏塔分离反应产物,使得后处理的步骤减少,得 到比较满意的结果,制得三氯吡啶纯度97%以上,熔点480C 490C。
关键词:2,3,
5一三氯吡啶;五氯吡啶;合成
中图分类号:TQ253.21 文献标识码:B
Synt
hesis of 2,3,5一Trichloropyridine
YANG Xiang—yu
,SONG Jian ,LOU Kc—xia ,FENG Rong—xiu ,LIAO Hua—x
ue ,DUAN Wen—jun
(1.College of Pharmaceuticals
&Bioteehnology,Tianjin University,Tia in 300072,Ch
ina;
2 School of"Chemical Engineering,Hebei Un
iversity of Technology,Ti in 300130,China;
3.T
ianjin Medical University、Tianjin 300070.China) Abstract:2,3,5一trichloropyridine is a valuable i
ntermediate for producing herbicidally effective c
ompounds.
In this paper,the process for produc
ing 2,3,5一trichloropyfidine from pentachl0r0py din
e was studied.In the
process,2,3,5一trichloropy
ridine was obtained by reacting pentachloropyridin
e with zinc powder in an alkaline
medium at 75
0C.The effect factors such as temperature,time.th
e amount of zinc powder etc were studied.Self
—
made Oldershaw column was employed to separat
e the resulting products and it can shorten the wo
rk—up
procedures.The purity of 2,3,5一trichloro
pyridine was up to 97%,mp 480C一490C.
Key words
:2,3,5一trichloropyridine;pentachloropyridine;synth
esis
2,3,5一三氯吡啶是白色针状晶体,熔点48 ℃
~
应的温度为34
00C~4000C,反应深度不易控制,副产
48.50C,是一种重要的农药中间体。可用于制备
物多,作为起始反应物的3,5一二氯吡啶也是不容
易获得的,因而造成生产成本高,不利
于实现工业 毒死蜱,杀虫螨等农药 。;2,3,5一三氯吡啶还可用
于制备近年投放市场的除草剂
嗯草醚。
Sell最先提出将吡啶与五氯化磷在密闭试管中
2100C~2200C反应制
备2,3,5一三氯吡啶;其后有人
提出将吡啶盐酸盐与氯气在气相条件来制备2,3,5
化;Kalama Chemical公司则进一步提出液相法制备
2,3,5一三氯吡啶的工艺,该
工艺采用高压条件下先
将吡啶制成相应的盐酸盐,其后与液氯反应制备三
氯吡啶 ,反应中
温度为150 ̄C(温度过低或过高将
三氯吡啶,该方法要求以3,5,一二氯吡啶为起始 使收率降
低,副产物增加),反应每隔4h左右需要停
止反应将反应中比重大的产物移出,该工艺需要在 反应物才能够较高产率得到2,3,5一三氯吡啶,反
收稿日期:2003—03—03
作者简介:杨祥宇(1975一),男,上£宁鞍山人,硕士生,主要从事药物中间的研究
联系人:
宋健,电话:(022)27401450,Email:songjian@tju.edu.cn。
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第21卷第2期 杨祥宇等:2,3,5一三氯吡啶合成的研
究
高压条件下进行反应,对设备的要求比较高,操作复
杂,收率较低,不利于实现工业化;
Dow公司 和
Ciba Geigy 公司相继在1978年和1981年提出了以
2,
3,5,6一四氯吡啶或者五氯吡啶为原料在碱性条
件下用锌粉还原制备三氯吡啶的工艺,该工艺具有
操作相对简便,安全性高的优点。在1979年Ciba
Geigy公司又开发了以三氯乙
醛和丙烯腈为原料,催
化闭环法制备三氯吡啶的工艺,收率也是比较令人
满意的 ,该工艺
对设备的要求比较高,反应中压力
上升较快,反应不易控制。本文可从操作性、安全
性、设
备等角度考虑,选用锌粉还原法制备2,3.5一
三氯吡啶。
1锌粉还原法的研究
1.1试验方法
称量五氯吡啶12.55g(0.05too1)溶于30mL甲苯
中,
然后与一定量的锌粉和配制好的氢氧化钠溶液
一
起置于装有机械搅拌、温度计、回流冷凝器的
四口
瓶中,开动搅拌升温到一定温度,保温若干小时后停
止加热。降温,抽滤,用甲苯洗涤
滤饼3次~4次,
合并滤液,减压除去甲苯,得到粗产品,用气相色谱
分析产品的各组分含
量。然后通过自制的精馏塔进
行分离,得到高纯度的2,3,5一三氯吡啶,熔点48℃
~
49%,色质联机分析证明所得为目的产物:
1.2结果与讨论
影响本反应的因素
比较多,主要涉及锌粉用量、
NaOH含量、反应温度、反应时间和后处理方式等一
1)锌
粉用量对反应的影响:锌粉影响反应速度
及反应深度。锌粉用量对反应的影响见表1(反应
温度94%,保温时间10h,氢氧化钠溶液质量分数为
25%)。
表1锌粉用量对反应的
影响
锌粉/五
二氯毗啶二氯毗啶四氯吡啶
五氯毗啶
序号氯吡啶 质量
分数质量分数质量分数 质量分数
(摩尔比)
%
% %
%
3.158
25.198 52 150
10 703
2 3:1 10.I2
2 49.IO2 34.5I2 0.197
3 4:1 15.275 54.754 23.9
04 0.095
从表1数据看出,随着锌粉量的增加,三氯吡啶
的含量是逐渐上升,二氯
吡啶的含量也呈上升趋势,
锌粉与五氯吡啶的摩尔比为4:1是比较适宜的。
2)碱液含量
对反应的影响:碱溶液为反应介质.
碱溶液也可能影响到锌粉的还原性,因而其碱性的
强弱
直接影响着反应的速度,因此考察了氢氧化钠
水溶液浓度对反应的影响,见表2(反应温度90℃,
保温时间6h,锌粉与五氯吡啶的摩尔比为6:1)
表2碱液质量分数对反应的影响
碱液质量二氯吡啶三氯吡啶阴氯吡啶五氯吡啶
序号 分数 匝量分数质量分数质量分数质量分数 <
br>% % % % %
从表2中数据可以看到.随着NaOH质量分数
的提高,二氯吡
啶的含量是呈上升趋势而三氯吡啶
的含量呈下降趋势,说明碱的浓度影响着反应深度
NaO
H质量分数为13%~25%是比较适宜的一
3)反应温度对反应的影响:五氯吡啶还原生成
三氯吡啶的反应是一个分步反应.反应温度影响着
反应的深度和反应速度 如果反应温度过高,将使
副产物二氯吡啶及氯代吡啶的含量升高一反应温度
对反应的影响见表3(保温时间6h,氢
氧化钠溶液质
量分数为25%,锌粉与五氯吡啶的摩尔比为4:1)
表3反应温度对反应的
影响
从表3随着反应温度的降低.反应速度变慢.二
氯吡啶的含量会降低,同时四氯吡啶的
转化率也降
低了 所以采用反应温度为75{℃是比较适宜一
4)反应时间对反应的影响:
延长反应时间可以
促使反应更加完全,而过长的反应时间有两个显著
的弊端,一是发生深度
还原副反应.二是生产效率大
大降低。反应时间的影响见表4(氢氧化钠溶液质
量分数为2
5%,锌粉与五氯吡啶 尔比为4:1.反应
温度为75℃)。
从表4可以看出在当前反应
的条件下.反J立时
间为10h是比较适宜的。
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表4反应时问对反应的影响
化学工业与工程 2004年3月
为,
采用质量分数为13%~25%的氢氧化钠碱溶液
作为反应介质,加入与五氯吡啶摩尔比为4:1的锌
粉,在75℃反应1O小时,得到粗产品,然后进行减
压精馏制得产品。
本工艺
路线,具有操作简单,原料易得,易于实
现工业化的特点。
参考文献:
5)后处
理方法的改进:文献报道的后处理方法,
是将粗产品通过15块理论塔块的精馏塔进行了减
压精馏,再进一步在环己烷中进行重结晶,才能得到
含量在97%以上的产品,两步的总收率为42%
。采
rl rl
用如上步骤,具有操作复杂,物料损失大,生产效率
l 2 <
br>1J 1J
低的缺点。本试验通过自制的精馏塔,采用自制的
填料(因涉及技术保密
,详情略。),在2.66kPa条件
下控制适当的回流比进行减压精馏,收集100℃~
105℃馏分,即可得到含量在97%以上产品,收率为
51.2%。与文献相比缩短了反应步骤,减
少了物料
的损失,因而具有很大的优势。
3 结论
通过以上试验的研究,本反应
的最佳反应条件
RAYMOND H RIGTERINK.O—Py—dyl phosphate
s and
phosphorotilloateslP J.US:3 244 586,1966
一o4一O5.
MICHAEL J MARINAK.Production of polych
lorinated
pyridine mixtures by liquid phase ch
lorination of pyridine or
pyridine hydrochlori
de[P].US:4 515 953,1985一O5—0r7.
CLAVSD WEIS.Pr
ocess for pr
oducing 2,3,5一
4
tric
hloropyr
5
idinelPj.US:4 258 194,1981—03—24
.
CARL T REDEMANN.Preparation of 2,3,5一
tr
ichloropyridine[Pj.US:4 111 938,1978—09一O5
EGI
NHARD STEINER.Process for producing 2,3,5一
tri
eMoropyridine 2.4.4一meMow一4一formoyl—
butyroni
le as a novel compound and a process for
produ
cing it[Pj.US:4 245 098,1981一Ol—o4.
r}
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