專利名稱：一種合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法
技術領域：
本發明屬于化學合成領域，具體涉及一種合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法。
背景技術：
2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶是一種重要的化工中間體原料，是合成除草劑高效蓋草能 的關鍵中間體，其市場價值及應用前景倍愛關注。
目前有兩種方法來制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶， 一種是以2-氯-5-三氟甲基吡啶為 起始原料，US4490534詳細報道了合成2-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，在此基礎上，采用 鎢、鋅、鐵等的氯化物作為催化劑，在較高的溫度下可以將吡啶環3位上氯從而得到2， 3-二氯-5-三氟甲基吡啶，但是該方法本身的原料就不易得，同時反應溫度較高，最后得收 率只有85%。
另一種是以2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶為原料，專利US4567273對采用該方法作了 詳細報道，以HgF2、 AgF、 HgO、 HgCl等為活化劑，以HF為氟化劑，在低溫下可以將 2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶氟化得到2， 3-二氯-5-三氟甲基吡啶，該方法對反應裝置的要 求較高，同時采用了HgO、 HgCl等活化劑，其毒性大，工業生產技術難度大。
國內對采用氟化鉀為氟化劑也有報道，但是氟化鉀沒有經過與溶劑回流脫水活化，也 沒有采用相轉移催化劑活化反應，所以反應的效果一般，收率也不太理想。
本發明的目的在于提供一種采用比較安全的氟化劑氟化鉀合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基 吡啶的方法。 本發明具體的反應如下.-
具體的實施方案為(1)以苯或甲苯為脫水劑，將脫水劑與溶劑、氟化鉀以及相轉移 催化劑一同加熱回流脫去溶劑和氟化鉀中的水；(2)加入2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶，加 熱反應數小時，反應結束后進行后處理可以得到高純度的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。其 中步驟(1)是關鍵步驟
發明內容
所述步驟(1)的脫水劑可以為苯或甲苯，反應溶液選擇N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺。加入的脫水劑與溶劑的體積比為1: 2 10，反應中溶劑的用量為每克2， 3 — 二氯一5—三氯甲基吡啶用溶劑5 15ml。脫水的溫度控制在80 135。C,脫水的時間 為2 6小時，所用相轉移催化劑為芐基三乙基氯化銨或者芐基三乙基溴化銨。
2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶和氟化鉀以及相轉移催化劑的摩爾比例為1: 5 10: 0.02
0. 1.步驟(2)的反應溫度控制在105 135'C,反應時間為4 8小時。
本發明對比了采用N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺作為溶劑的反應情況，釆 用N,N-二甲基甲酰胺為溶劑要略優于采用N，N-二甲基乙酰胺作為溶劑的情況。
上述制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，其反應步驟(1)的優選為加入的脫水 劑優選為甲苯，反應溶劑優選N，N—二甲基甲酰胺，二者的最佳體積比為1: 3。脫水條 件為在115'C回流脫水，時間為3小時。使用的溶劑體積為每克2， 3-二氯-5-三氯甲基吡 啶加入溶劑8ml。
上述制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，其反應步驟(2)的優選為加入的2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶與氟化鉀及相轉移催化劑的最佳摩爾比例為1: 6: 0.04，反應的最 佳溫度控制在120 125'C，最佳時間為5小時。反應結束后，過濾丟棄固相，減壓精餾， 收集50 55'C/llmmHg流出物，得到無色液體，為2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，其純度可 達98.5%,收率達到94.7%。 本發明的優點在于
1. 本發明采用的氟化方法對工業設備要求低，反應條件較溫和，易于生產控制。
2. 本發明采用的相轉移催化劑解決了固、液兩相反應接觸不充分的缺點，加入的相轉移 催化劑可以使氟化鉀中的氟離子與有機相有充分的接觸機會，提高了反應效率。
3. 本發明采用了甲苯或苯脫水，提高了氟化鉀的分子活性，得到氟化物的選擇性高。
4. 本發明的方法在生產過程中不產生有毒物以及廢液，對環境友好。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。 實施例h
25g (0.43mol)氟化鉀與50ml甲苯以及150mlN,N-二甲基甲酰胺加入到250ml四口 反應燒瓶中，加入相轉移催化劑芐基三乙基氯化銨0.66g (0.0029mol)，裝上汽水分離器， 加熱到回流115'C回流脫水3小時，脫水結束后，加入19.1g (0.072mol) 2， 3 — 二氯一 5 —三氯甲基吡啶，120°C保溫反應5小時，反應結束后，抽濾，丟棄固相。有機相減壓精餾收集50 55'C/llmmHg流出物，得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，其純度可達98.5 %，收率達到94.7%。 實施例2:
除了反應時間為6小時，加入的氟化鉀與2， 3 — 二氯一5—三氯甲基吡啶比例為8: 1
其他的反應條件以及后處理方法均與實施例1相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，
純度達到了95.2%,收率92.1%。 實施例3:
除了回流脫水溫度為90'C，其他的反應條件以及后處理方法均與實施例1相同，最 后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，純度達到了94.2%，收率89%。 實施例4:
除了回流脫水溫度為125'C，加入相轉移催化劑芐基三乙基溴化銨，其他的反應條件 以及后處理方法均與實施例1相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，純度達到了 96.6 %，收率93%。 實施例5:
除了反應溫度在130'C，其他的反應條件以及后處理方法均與實施例l相同，最后得 到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，純度達到了95.3%，收率91.3%。 實施例6:
除了回流脫水溫度在13(TC，反應溫度在13(TC,其他的反應條件以及后處理方法均 與實施例l相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，純度達到了94.2%，收率91.1%。 實施例7:
25 g C0.43mo1)氟化鉀與50ml甲苯及150mlN,N-二甲基乙酰胺加入到250ml四口反 應燒瓶中，加入相轉移催化劑芐基三乙基溴化銨0.79g (0.0029mol)，裝上汽水分離器， 加熱到回流115"回流脫水3小時，脫水結束后，加入19.1g (0.072mol) 2， 3 — 二氯一 5 —三氯甲基吡啶，120。C保溫反應5小時，反應結束后，抽濾，丟棄固相。有機相減壓精 餾收集50 55。C/llmmHg流出物，得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，純度可達98.5%,收 率達到93.7%。 實施例8:
除了反應時間為8小時，加入相轉移催化劑芐基三乙基氯化銨1.64g (0.0072mo1)， 其他的反應條件以及后處理方法均與實施例7相同，最后得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶， 純度達到了97.2%，收率91.2%。本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求
1.一種制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于具體的步驟為(1)以甲苯或者苯為脫水劑，將脫水劑與溶劑、氟化鉀以及相轉移催化劑，一同加熱回流一定時間脫去溶劑以及氟化鉀中的水；(2)加入2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，保溫反應，反應結束后進行后處理可以得到高純度的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。
2. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的反 應步驟(l)以甲苯或苯為脫水劑，反應溶劑選擇N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰 胺，相轉移催化劑為芐基三乙基氯化銨或芐基三乙基溴化銨。
3. 根據權利桌求2所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的反 應步驟(l)以甲苯脫水劑，反應溶劑選擇N,N-二甲基甲酰胺。
4. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的加 入的脫水劑與溶劑的體積比為1: 2 10，優選l: 3。
5. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的反 應中溶劑的量為每克2， 3-二氯-三氯甲基吡啶使用溶劑5 15ml，優選8ml。
6. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的2， 3-二氯-5-三氯甲基吡啶和氟化鉀以及相轉移催化劑的摩爾比例為1: 5 10: 0.02 0.1，優選l: 6: 0.04。
7. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的脫 水溫度選擇在80 135。C，優選115。C;脫水時間為2 6小時，優選3小時。
8. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的步 驟(2)的反應溫度為105 135°C，優選120 125。C;反應時間為4 8小時，優選5 小時。
9. 根據權利要求1所述的制備2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，其特征在于所述的后 處理方法為反應結束后，過濾丟棄固相，液相進行減壓精餾，收集50 55'C/llmmHg 流出物，得到無色液體，為2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。
全文摘要
本發明涉及一種合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的新方法，所述的方法步驟為(1)以甲苯為脫水劑，將溶劑與氟化鉀以及相轉移催化劑一同加熱到80～135℃回流3小時，以甲苯為脫水劑除去溶劑以及氟化鉀中的水；(2)加入2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，在105～135℃下反應5小時，反應結束后進行后處理可以得到高純度的2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，其收率可以達到94.7％，純度可以達到98.5％。
文檔編號B01J31/02GK101602712SQ20091018125
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者周典海, 孔新福, 楊壽海, 王述剛, 芮忠南 申請人:南京第一農藥集團有限公司