一種2?氟?5?三氟甲基吡啶的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種2?氟?5?三氟甲基吡啶的制備方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。該方法步驟為：(1)以3?甲基吡啶為原料，一步氯化合成2?氯?5?三氯甲基吡啶粗品；(2)以純化后2?氯?5?三氯甲基吡啶為原料，以無水HF為氟化試劑，一步氟化合成2?氟?5?三氟甲基吡啶粗品；(3)堿洗、水洗后的油層，經(jīng)過減壓精餾得到高純度的2?氟?5?三氟甲基吡啶。本發(fā)明專利技術(shù)具有轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)選擇性好，生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

A preparation method of 2 fluorine 5 three fluorine methyl pyridine

The invention discloses a method for preparing a 2 fluorine 5 three fluorine methyl pyridine, which belongs to the field of organic synthesis technology. The method comprises the following steps: (1) to 3 methylpyridine, one step synthesis of 2 chlorine chloride 5 three chloromethylpyridine crude product; (2) the purified 2 chlorine 5 three chloromethyl pyridine as raw material, anhydrous HF as fluorinating reagents, one step synthesis of 2 fluoride 5 three fluorine fluorine methyl pyridine crude oil; (3) alkali washing, after washing, after vacuum distillation 2 fluorine high purity 5 three fluorine methyl pyridine. The invention has the advantages of high conversion rate, good reaction selectivity and low production cost, and is suitable for industrial production.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法
本專利技術(shù)屬于有機(jī)合成
，具體涉及一種2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法。
技術(shù)介紹
2-氟-5-三氟甲基吡啶是一種重要的化工中間體原料，通過在吡啶環(huán)和吡啶側(cè)鏈引入氟原子，使其擁有較強(qiáng)的親脂性，可在農(nóng)藥和醫(yī)藥中發(fā)揮重要的作用，其應(yīng)用價值和市場前景十分可觀，目前國內(nèi)尚無十分成熟的工藝技術(shù)報道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法，本專利技術(shù)轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)選擇性好，生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：一種2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：(1)以3-甲基吡啶為原料，一步氯化合成2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品，對2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品進(jìn)行純化處理后，獲得高純度的2-氯-5-三氯甲基吡啶；(2)以步驟(1)所得高純度的2-氯-5-三氯甲基吡啶為原料，以無水HF為氟化試劑，一步氟化合成2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品；(3)將步驟(2)所得2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品依次進(jìn)行堿洗和水洗，所得油層經(jīng)過減壓精餾即得到高純度的2-氟-5-三氟甲基吡啶產(chǎn)品。上述步驟(1)中，合成2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品的過程為：以3-甲基吡啶為原料，通入氯氣一步氯化合成2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品；其中：所述氯化反應(yīng)中，反應(yīng)溫度為140～180℃，氯化時間為15～20小時。上述步驟(1)中，對2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品進(jìn)行純化處理時，是通過有機(jī)溶劑重結(jié)晶得到高純度的2-氯-5-三氯甲基吡啶，其純度大于92％；重結(jié)晶采用的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇或異丙醇。上述步驟(2)中，所述氟化試劑與2-氯-5-三氯甲基吡啶的摩爾比例為(1～5)：1。所述氟化反應(yīng)中，反應(yīng)溫度為100～250℃，反應(yīng)壓力為1.0～15.0MPa，氟化時間為5～20h。上述步驟(3)中，所述減壓精餾過程為：將堿洗、水洗后的油層投入精餾塔進(jìn)行減壓蒸餾，收集40～45℃和11mmHg條件下的餾分，得到無色液體，即為所述高純度的2-氟-5-三氟甲基吡啶產(chǎn)品。所述制備的高純度的2-氟-5-三氟甲基吡啶產(chǎn)品其純度達(dá)98.77％以上，收率達(dá)85.45％以上。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：1、本專利技術(shù)提供了一種2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法，以3-甲基吡啶為原料，通過氯化、氟化兩步反應(yīng)，高選擇性合成高純度的2-氟-5-三氟甲基吡啶。2、本專利技術(shù)轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)選擇性好，生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。本專利技術(shù)的具體反應(yīng)如下式：附圖說明圖1為實(shí)施例1制備2-氟-5-三氟甲基吡啶1HNMR譜圖。具體實(shí)施方式下面將通過具體實(shí)施例對本專利技術(shù)做進(jìn)一步的具體描述，但不能理解為是對本專利技術(shù)保護(hù)范圍的限定。本專利技術(shù)為2‐氟‐5‐三氟甲基吡啶的制備方法，該方法首先制備2‐氯‐5三氯甲基吡啶粗品，對粗品進(jìn)行純化處理，獲得高純度的2‐氯‐5‐三氯甲基吡啶產(chǎn)品。然后2‐氯‐5‐三氯甲基吡啶進(jìn)行氟化反應(yīng)，經(jīng)過堿洗、水洗后，減壓精餾有機(jī)相，得到高純度的2‐氟‐5‐三氟甲基吡啶。具體過程如下：(1)3-甲基吡啶的氯化反應(yīng)：以3-甲基吡啶為原料，通氯氣一步直接合成2-氯-5-三氯甲基吡啶。氯化反應(yīng)的溫度可以在100～250℃內(nèi)；溫度低于100℃時，反應(yīng)不完全，反應(yīng)速度慢；反應(yīng)高于250℃后，吡啶環(huán)上的氯化取代副反應(yīng)加劇，副產(chǎn)物含量增大，最好的溫度范圍在140～180℃。持續(xù)通氯反應(yīng)15～20小時后即可得到含2-氯-5-三氯甲基吡啶的混合物。氯化反應(yīng)后的混合物通過重結(jié)晶的方法提純2-氯-5-三氯甲基吡啶。重結(jié)晶的溶劑可以選擇甲醇、乙醇、異丙醇等，考慮到經(jīng)濟(jì)性和安全性，可選擇乙醇作為重結(jié)晶溶劑。(2)2-氯-5-三氯甲基吡啶的氟化反應(yīng)：以氯化純化后的2-氯-5-三氯甲基吡啶為原料，氟化試劑為無水HF，也可以采用KF、NaF、SbF3等氟化試劑，考慮到氟化效率和經(jīng)濟(jì)因素，采用無水HF更佳。在該反應(yīng)過程中，HF既是氟化試劑，又是溶劑。氟化試劑加入量為2-氯-5-三氯甲基吡啶的1.0～50.0倍摩爾，最好是5～15倍。氟化反應(yīng)溫度為100～250℃之間，最好是在150～200℃之間，反應(yīng)溫度低于150℃時，氟化不完全、反應(yīng)速度慢；反應(yīng)高于200℃后，環(huán)上-6位容易氟化取代，生成副產(chǎn)物2,6-二氟-5-三氟甲基吡啶。反應(yīng)壓力范圍在1.0～15.0MPa之間，考慮反應(yīng)特性和設(shè)備成本，反應(yīng)壓力范圍最好為4.0～10.0MPa之間；氟化時間為5～20h，最好為10～15h。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加堿調(diào)節(jié)pH至弱堿性，水洗數(shù)次，收集有機(jī)相，向有機(jī)相中投入無水硫酸鈉或無水碳酸鈉，除去有機(jī)相中的水分，得到2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品。(3)精餾提純：將2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品投入精餾塔，減壓精餾，收集40～45℃/11mmHg餾分，得到無色液體，為2-氟-5-三氟甲基吡啶，其純度可達(dá)98.77％，收率達(dá)到85.45％。實(shí)施例1：(1)在500mL三口圓底燒瓶中，加入3-甲基吡啶93.0(1.0mol)，連接冷凝管和尾氣裝置，采用液堿作為尾氣吸收液，通氮?dú)獯帕嚢杓訜嶂?00℃時，停止通氮?dú)獠⑶袚Q通入氯氣，繼續(xù)攪拌加熱至150℃后，恒溫、通氯氣鼓泡反應(yīng)。反應(yīng)進(jìn)行12小時后，取樣分析，反應(yīng)液中3-甲基吡啶的含量＜1％，停止加熱，關(guān)閉氯氣進(jìn)樣閥，結(jié)束反應(yīng)。然后將反應(yīng)體系降溫至室溫，有淡黃色固體析出，加入乙醇200g，加熱攪拌至完全溶解，溶解完畢后，降溫至5℃，冷卻2小時后，抽濾、烘干，得到白色針狀固體2-氯-5-三氯甲基吡啶134.10g，純度96.25％(GC)；濾液重235.04g，2-氯-5-三氯甲基吡啶含量37.67％。計算得到2-氯-5-三氯甲基吡啶氯化反應(yīng)的結(jié)果為：轉(zhuǎn)化率：98.33％；選擇性：95.45％；收率：94.20％。(2)在200mL高壓釜中，加入第一步產(chǎn)品2-氯-5-三氯甲基吡啶46.0g(0.2mol)，上好釜蓋，充氮?dú)?0.0MPa保持壓力5h，對反應(yīng)釜試漏。確認(rèn)反應(yīng)釜不漏氣后，放空釜內(nèi)壓力。然后將反應(yīng)釜置于冰鹽浴中進(jìn)行冷卻，當(dāng)釜內(nèi)溫度降至-5℃以下時，向釜內(nèi)充無水HF40.0g(～2.0mol)，攪拌條件下，將反應(yīng)體系加熱至180℃，保溫反應(yīng)12h。反應(yīng)完畢后，降溫至25℃，向反應(yīng)釜內(nèi)通氮?dú)庵脫Q半小時(置換出來的氣體通入10％氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行中和吸收)，向反應(yīng)液中加入20％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7～8，水洗三次，收集有機(jī)相，向有機(jī)相中投入無水硫酸鈉或無水碳酸鈉6小時，過濾掉其中的固體物，得到2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品。(3)將2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品投入精餾塔中進(jìn)行減壓精餾，收集沸點(diǎn)在40～45℃/11mmHg餾分，得到2-氟-5-三氟甲基吡啶產(chǎn)品28.55g，分析測得產(chǎn)品中的2-氟-5-三氟甲基吡啶的含量為98.77％(GC)，稱量前餾和釜?dú)堉亓浚⒆鰵庀嗌V，計算得到2-氟-5-三氟甲基吡啶氟化反應(yīng)的結(jié)果為：轉(zhuǎn)化率：96.33％；選擇性：91.17％；收率：85.45％。本實(shí)施例制備的2-氯-5-三氟甲基吡啶1HNMR譜圖如圖1所示，2-氟-5-三氟甲基吡啶的1HNMR數(shù)據(jù)如下：δ7.42～7.48(d,J＝8.4Hz，1H，-H-A)δ7.86～7.9本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種2?氟?5?三氟甲基吡啶的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：(1)以3?甲基吡啶為原料，一步氯化合成2?氯?5?三氯甲基吡啶粗品，對2?氯?5?三氯甲基吡啶粗品進(jìn)行純化處理后，獲得高純度的2?氯?5?三氯甲基吡啶；(2)以步驟(1)所得高純度的2?氯?5?三氯甲基吡啶為原料，以無水HF為氟化試劑，一步氟化合成2?氟?5?三氟甲基吡啶粗品；(3)將步驟(2)所得2?氟?5?三氟甲基吡啶粗品依次進(jìn)行堿洗和水洗，所得油層經(jīng)過減壓精餾即得到高純度的2?氟?5?三氟甲基吡啶產(chǎn)品。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：(1)以3-甲基吡啶為原料，一步氯化合成2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品，對2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品進(jìn)行純化處理后，獲得高純度的2-氯-5-三氯甲基吡啶；(2)以步驟(1)所得高純度的2-氯-5-三氯甲基吡啶為原料，以無水HF為氟化試劑，一步氟化合成2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品；(3)將步驟(2)所得2-氟-5-三氟甲基吡啶粗品依次進(jìn)行堿洗和水洗，所得油層經(jīng)過減壓精餾即得到高純度的2-氟-5-三氟甲基吡啶產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，合成2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品的過程為：以3-甲基吡啶為原料，通入氯氣一步氯化合成2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品；其中：所述氯化反應(yīng)中，反應(yīng)溫度為140～180℃，氯化時間為15～20小時。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的2-氟-5-三氟甲基吡啶的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，對2-氯-5-三氯甲基吡啶粗品...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柯有勝，王克勇，王立家，王小軍，
申請(專利權(quán))人：內(nèi)蒙古佳瑞米精細(xì)化工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：內(nèi)蒙古,15