用3－氰基吡啶合成2－氯－3－氰基吡啶的方法

摘要

用3－氰基吡啶合成2－氯－3－氰基吡啶的方法，它涉及一种2－氯－3－氰基吡啶的制备方法。它是为了解决现有方法制备2－氯－3－氰基吡啶时存在对2－氯－3－氰基吡啶的选择性低、成品重量回收率低及成品纯度低的问题。用3－氰基吡啶合成2－氯－3－氰基吡啶的方法通过以下步骤实现：一、制备烟酰胺－N－氧化物；二、制备氯化反应液；三、氯化反应液减压蒸馏；四、向蒸馏后的氯化反应液中加入冷水后过滤；五、水解固相物；六、重结晶。本发明对2－氯－3－氰基吡啶的选择性高，高于90％，副产品少；本发明回收率高，产品重量回收率为90％以上；用本发明制备的2－氯－3－氰基吡啶纯度高，为99.7％以上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种2-氯-3-氰基吡啶的制备方法。

背景技术

采用烟酸氯化方法可以将2-氯-3-氰基吡啶生成2-氯烟酸，但现有2-氯-3-氰基吡啶制备方法存在以下问题：1、对产品的选择性低，最高为65％；2、成品重量回收率低，最高为55％；3、成品纯度低，最高为95％。

发明内容

本发明是为了解决现有方法制备2-氯-3-氰基吡啶时存在对2-氯-3-氰基吡啶的选择性低、成品重量回收率低及成品纯度低的问题，而提出一种用3-氰基吡啶合成2-氯-3-氰基吡啶的方法。用3-氰基吡啶合成2-氯-3-氰基吡啶的步骤通过以下方法实现：一、将100～250g3-氰基吡啶放入200～500g摩尔浓度为28～31％的H₂O₂溶液中，静置2～3小时，然后以80～100℃的温度蒸发混合液水分3～5小时，得到干燥的烟酰胺-N-氧化物；二、取95～240g经过干燥的烟酰胺-N-氧化物放入三口瓶中，向三口瓶中加入为烟酰胺-N-氧化物质量1.5～10倍的POCl₃，然后在35～80℃的条件下对三口瓶中的混合物质进行搅拌2～10小时，再取为烟酰胺-N-氧化物质量0.2～2倍的POCl₃向三口瓶中滴加，滴加时需要在0.25～0.3小时内滴完，然后将装有混合液的三口瓶在35～90℃的条件下静置5～15小时，得到氯化反应液；三、氯化反应液在温度为20～80℃、压力为0.8～12.5kPa的条件下减压蒸馏，待无黄色冷凝液体流出为止；四、将经过减压蒸馏处理后的氯化反应液冷却至室温，然后在5～80℃的条件下向氯化反应液中加入为冷却后氯化反应液质量10～100倍、温度为0～5℃的冷水，然后在室温下静置1～10小时后对混合液进行过滤，得到固相物；五、利用质量配比为1～15∶3的甲醇-水体系中将固相物充分溶解，再向溶有固相物的甲醇-水体系中添加为固相物质量的2～30％的活性炭，然后在30～80℃的条件下搅拌甲醇-水体系0.5～5小时后过滤出活性炭；六、以80～100℃的温度对溶有固相物的甲醇-水体系进行蒸发，视有结晶析出后停止加热并在20～30分钟内将体系冷却至-5～-10℃，得到冷却后的重结晶，将重结晶在真空干燥箱中以20～80℃的温度干燥24～48小时，即得到2-氯-3-氰基吡啶。

本发明对2-氯-3-氰基吡啶的选择性高，高于90％，副产品少；本发明回收率高，产品重量回收率为90％以上；用本发明制备的2-氯-3-氰基吡啶纯度高，为99.7％以上。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中用3-氰基吡啶合成2-氯-3-氰基吡啶的步骤通过以下方法实现：一、将100～250g3-氰基吡啶放入200～500g摩尔浓度为28～31％的H₂O₂溶液中，静置2～3小时，然后以80～100℃的温度蒸发混合液水分3～5小时，得到干燥的烟酰胺-N-氧化物；二、取95～240g经过干燥的烟酰胺-N-氧化物放入三口瓶中，向三口瓶中加入为烟酰胺-N-氧化物质量1.5～10倍的POCl₃，然后在35～80℃的条件下对三口瓶中的混合物质进行搅拌2～10小时，再取为烟酰胺-N-氧化物质量0.2～2倍的POCl₃向三口瓶中滴加，滴加时需要在0.25～0.3小时内滴完，然后将装有混合液的三口瓶在35～90℃的条件下静置5～15小时，得到氯化反应液；三、氯化反应液在温度为20～80℃、压力为0.8～12.5kPa的条件下减压蒸馏，待无黄色冷凝液体流出为止；四、将经过减压蒸馏处理后的氯化反应液冷却至室温，然后在5～80℃的条件下向氯化反应液中加入为冷却后氯化反应液质量10～100倍、温度为0～5℃的冷水，然后在室温下静置1～10小时后对混合液进行过滤，得到固相物；五、利用质量配比为1～15∶3的甲醇-水体系中将固相物充分溶解，再向溶有固相物的甲醇-水体系中添加为固相物质量的2～30％的活性炭，然后在30～80℃的条件下搅拌甲醇-水体系0.5～5小时后过滤出活性炭；六、以80～100℃的温度对溶有固相物的甲醇-水体系进行蒸发，视有结晶析出后停止加热并在20～30分钟内将体系冷却至-5～-10℃，得到冷却后的重结晶，将重结晶在真空干燥箱中以20～80℃的温度干燥24～48小时，即得到2-氯-3-氰基吡啶。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中150～200g3-氰基吡啶放入300～400g摩尔浓度为30％的H₂O₂溶液中。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中向三口瓶中加入为烟酰胺-N-氧化物质量2～7倍的POCl₃，然后在50～70℃的条件下对三口瓶中的混合物质进行搅拌4～8小时。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中向三口瓶中加入为烟酰胺-N-氧化物质量3～6倍的POCl₃，然后在55～65℃的条件下对三口瓶中的混合物质进行搅拌5～7小时。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中向三口瓶中加入为烟酰胺-N-氧化物质量5倍的POCl₃，然后在60℃的条件下对三口瓶中的混合物质进行搅拌6小时。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中再取为烟酰胺-N-氧化物质量0.5～1.2倍的POCl₃向三口瓶中滴加，滴加时需要在0.5～2小时内滴完，然后将装有混合液的三口瓶在50～85℃的条件下静置8～13小时。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中再取为烟酰胺-N-氧化物质量0.7～1.1倍的POCl₃向三口瓶中滴加，滴加时需要在0.8～1.8小时内滴完，然后将装有混合液的三口瓶在60～75℃的条件下静置9～12小时。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中再取为烟酰胺-N-氧化物质量1倍的POCl₃向三口瓶中滴加，滴加时需要在1.5小时内滴完，然后将装有混合液的三口瓶在75℃的条件下静置10小时。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤三中以温度为40～70℃、压力为2～8kPa的条件对氯化反应液进行减压蒸馏。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤三中以温度为45～65℃、压力为3～7kPa的条件对氯化反应液进行减压蒸馏。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤三中以温度为50℃、压力为7kPa的条件对氯化反应液进行减压蒸馏。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中在10～65℃的条件下向氯化反应液中加入为冷却后氯化反应液质量20～50倍的温度在1～3℃的冷水。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中在20～50℃的条件下向氯化反应液中加入为冷却后氯化反应液质量25～45倍的温度在1.2～2.8℃的冷水。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中在40℃的条件下向氯化反应液中加入为冷却后氯化反应液质量35倍的温度在2.5℃的冷水。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中向溶有固相物的甲醇-水体系中添加为固相物质量的5～25％的活性炭。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中向溶有固相物的甲醇-水体系中添加为固相物质量的9～21％的活性炭。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中向溶有固相物的甲醇-水体系中添加为固相物质量的20％的活性炭。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中在40～70℃的条件下搅拌甲醇-水体系1～3小时后过滤出活性炭。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中在50～60℃的条件下搅拌甲醇-水体系1.5～2.5小时后过滤出活性炭。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中在55℃的条件下搅拌甲醇-水体系2小时后过滤出活性炭。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤六中视有结晶析出后停止加热并在22～28分钟内将体系冷却至-6～-8℃。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤六中视有结晶析出后停止加热并在25分钟内将体系冷却至-7℃。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式二十三：本实施方式用3-氰基吡啶合成2-氯-3-氰基吡啶的步骤通过以下方法实现：一、将100～250g3-氰基吡啶放入200～500g摩尔浓度为30％的H₂O₂溶液中，静置2～3小时，然后以80～100℃的温度蒸发混合液水分3～5小时，得到干燥的烟酰胺-N-氧化物；二、取100g经过干燥的烟酰胺-N-氧化物放入三口瓶中，向三口瓶中加入为烟酰胺-N-氧化物质量8倍的POCl₃，然后在35～80℃的条件下对三口瓶中的混合物质进行搅拌6小时，再取为烟酰胺-N-氧化物质量1倍的POCl₃向三口瓶中滴加，滴加时需要在0.3小时内滴完，然后将装有混合液的三口瓶在60℃的条件下静置10小时，得到氯化反应液；三、氯化反应液在温度为75℃、压力为1kPa的条件下减压蒸馏，待无黄色冷凝液体流出为止；四、将经过减压蒸馏处理后的氯化反应液冷却至室温，然后在60℃的条件下向氯化反应液中加入为冷却后氯化反应液质量50倍、温度为4℃的冷水，然后在室温下静置8小时后对混合液进行过滤，得到固相物；五、利用质量配比为9∶3的甲醇-水体系中将固相物充分溶解，再向溶有固相物的甲醇-水体系中添加为固相物质量的20％的活性炭，然后在70℃的条件下搅拌甲醇-水体系3小时后过滤出活性炭；六、以100℃的温度对溶有固相物的甲醇-水体系进行蒸发，视有结晶析出后停止加热并在25分钟内将体系冷却至-10℃，得到冷却后的重结晶，将重结晶在真空干燥箱中以80℃的温度干燥24小时，即得到2-氯-3-氰基吡啶。

本实施方式2-氯-3-氰基吡啶结晶在真空干燥箱中干燥至恒重，得到2-氯-3-氰基吡啶92克，重量收率为92％。