本發明屬于有機化學合成領域,更具體而言,涉及一種2-氨基-5-氯吡啶的制備方法。
背景技術:
2-氨基-5-氯吡啶是合成新型鎮靜催眠藥佐匹克隆(zopiclone)的重要中間,國內外市場需求量大,具有良好的市場前景。
目前已報道的2-氨基-5-氯吡啶合成路線較少,主要采用以下三條合成路線來合成:
(1)2-氨基吡啶在20%硫酸中成鹽后通入氯氣,由于反應中氯氣不易定量,常出現較多的二氯化副產物2-氨基-3,5-二氯吡啶(Analytica Chimica Acta.1970,50(3),439-446.),提純困難,文獻收率為50%左右。反應過程中用到大量的濃硫酸強酸,不但對設備腐蝕嚴重,同時產生大量的三廢處理成本高。另外,氯氣也是有毒氣體,隨著技術的革新,該工藝將要被淘汰。
(2)在2-氨基吡啶的鹽酸鹽乙醇溶液中滴加氯酸鉀溶液,使氯氣緩緩定量生成,減少副產物二氯代產物的生成,收率提高到84%(吉林師范大學學報(自然科學版),1995,4,48-49.),雖然反應條件溫和,但二氯代產物還是無法避免,分離提純還是比較困難。
(3)2-氨基吡啶在DMF溶劑中,N-氯代丁二酰亞胺為氯化劑合成,收率為90%(Synthesis,2012,44(7),1074-1078.),反應中依然有二氯代產物生成,需要過柱分離才能得到目標產物。
技術實現要素:
有鑒于此,本發明的目的在于提供一種制備工藝簡便、反應條件溫和、成本低、產品得率高的2-氨基-5-氯吡啶的制備方法,以克服現有技術中存在的上述缺陷。
為了實現上述發明目的,本發明提供以下技術方案:
一種2-氨基-5-氯吡啶的制備方法,該方法以2-氨基吡啶為原料,N-氟-N-氯苯磺酰胺為氯化劑,在有機溶劑中,以咪唑類離子液體為催化劑,進行反應,所述反應溫度為0-40℃,反應時間為0.2~24h。
本發明還具有以下附加技術特征:
進一步的,所述反應中進行不斷攪拌。
進一步的,所述反應溫度為25℃。
進一步的,所述時間為1.0-3.0h。
優選的,所述有機溶劑為乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯、丙酮中的任一種,或任幾種以任意體積比的組合。
優選的,所述有機溶劑為乙腈、二氯甲烷或三氯甲烷。
優選的,所述有機溶劑為二氯甲烷。
優選的,所述咪唑類離子為如下結構式:
其中,R1為C1~C6的烷基,X為Cl或Br。
R1優選為C1~C3的烷基,最優選為甲基或乙基;X為Cl或Br,優選為Cl。
優選的,所述咪唑類離子液體為氯化1-甲基-3-甲基咪唑鹽、氯化1-甲基-3-乙基咪唑鹽或1-甲基-3-丙基咪唑鹽。
優選的,所述N-氟-N-氯苯磺酰胺與2-氨基吡啶的摩爾比為0.5:1.0~5.0:1.0。
進一步的,所述N-氟-N-氯苯磺酰胺與2-氨基吡啶的摩爾比為0.8:1.0~1.2:1.0。
最進一步的,所述N-氟-N-氯苯磺酰胺與2-氨基吡啶的摩爾比為1.0:1.0
優選的,所述有機溶劑的用量為2-氨基吡啶用量的10~60倍,按重量計。
進一步的,所述有機溶劑的用量為2-氨基吡啶用量的30倍,按重量計。
進一步的,所述咪唑類離子液體的用量為2-氨基吡啶用量的0.5~10%,最優選為2%,按重量計。
本申請中咪唑類離子液體為純物質。
在2-氨基吡啶的氯代反應中,采用TLC檢測反應進程(展開劑石油醚/乙酸乙酯(體積比1:1),2-氨基-5-氯吡啶的Rf約=0.3);在反應完畢后,減壓除去溶劑后,剩余物加入乙醇重結晶得白色產品2-氨基-5-氯吡啶,離子液體在濾液中,除去溶劑后,離子液體回收利用。
當以二氯甲烷為溶劑,在N-氟-N-氯苯磺酰胺和咪唑類離子液化合物存在下,2-氨基吡啶進行氯代反應,該反應式如下:
該反應中如果不使用咪唑類離子液體為催化劑,就會有2-氨基-3,5-二氯吡啶副產物生成,主要原因是催化劑離子液體可以和吡啶上的氨基形成絡合,阻礙吡啶環上的3號位置上氯原子。
綜上所述,本發明具有如下優點:
本發明以2-氨基吡啶為原料,N-氟-N-氯苯磺酰胺為氯代劑,咪唑鹽離子液化合物為催化劑,二氯甲烷為反應溶劑,具有反應條件溫和、無污染和產率高的特點;咪唑類離子液可以循環使用10次以上,收率基本保持不變。
因此,本發明的2-氨基-5-氯吡啶的制備方法,該技術路線具有路線短、操作簡便、無污染,溶劑和催化劑都可以循環使用,易于工業化生產的特點,是一種非常經濟、簡便的制備2-氨基-5-氯吡啶的方法。
具體實施方式
以下公開本發明的一些實施例,本領域技術人員可以根據本文內容,適當改進工藝參數實現。特別需要指出的是,所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的,它們都被視為包括在本發明。本發明的方法及應用已經通過較佳實施例進行了描述,相關人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和范圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合,來實現和應用本發明技術。
實施例1
在100mL單口瓶中加入9.4克(0.1mol)2-氨基吡啶、20.9克(0.1mol)N-氟-N-氯苯磺酰胺、離子液氯化1-甲基-3-甲基咪唑0.15克和30mL二氯甲烷,該反應混合物在室溫25度條件下使用磁力攪拌器進行攪拌反應,轉速為3000r/min。反應采用TLC檢測反應進行程度。在反應2h后,反應完畢。減壓除去溶劑后,剩余物加乙醇重結晶,抽濾并干燥得產品2-氨基-5-氯吡啶12.7g,產率98.8%,液相分析純度99.2%。濾液除去溶劑后,所得氯化1-甲基-3-甲基吡啶離子液體重復利用。
m.p.:136-137℃;
1HNMR(CDCl3,400M),TMS):δ6.51(d,1H),7.40(s,br,2H),8.11(d,1H),8.33(s,1H)。13CNMR(100M,CDCl3,)δ110.6,123.5,137.0,150.6,159.0。
實施例2(對比例)
在100mL單口瓶中加入9.4克(0.1mol)2-氨基吡啶、20.9克(0.1mol)N-氟-N-氯苯磺酰胺和30mL二氯甲烷,該反應混合物在室溫下25度攪拌反應。反應采用TLC檢測反應進行程度。在反應5h后,有原料一直沒有反應完全,同時也有二氯代產物生成。先減壓除去溶劑后,剩余物加乙醇重結晶,抽濾并干燥得產品2-氨基-5-氯吡啶6.2g,產率48.2%,液相分析純度90.0%。
實施例3
在100mL單口瓶中加入9.4克(0.1mol)2-氨基吡啶、105.0克(0.5mol)N-氟-N-氯苯磺酰胺、離子液氯化1-甲基-3-乙基咪唑0.1克和150mL乙腈,該反應混合物在室溫下25度攪拌反應。反應采用TLC檢測反應進行程度。在反應2h后,反應完畢。減壓除去溶劑后,剩余物加乙醇重結晶,抽濾并干燥得產品2-氨基-5-氯吡啶12.5g,產率97.2%,液相分析純度99.0%。濾液除去溶劑后,所得氯化1-甲基-3-乙基吡啶離子液體重復利用。
實施例4
在100mL單口瓶中加入9.4克(0.1mol)2-氨基吡啶、20.9克(0.1mol)N-氟-N-氯苯磺酰胺、離子液氯化1-甲基-3-丙基咪唑0.2克和30mL三氯甲烷,該反應混合物在40度回流下攪拌反應。反應采用TLC檢測反應進行程度。在反應1.5h后,反應完畢。減壓除去溶劑后,剩余物加乙醇重結晶,抽濾并干燥得產品2-氨基-5-氯吡啶12.4g,產率96.5%,液相分析純度98.5%。濾液除去溶劑后,所得氯化1-甲基-3-丙基吡啶離子液體重復利用。
實施例5
在250mL單口瓶中加入19.3克(0.15mol)2-氨基吡啶、30.0克(0.143mol)N-氟-N-氯苯磺酰胺、離子液氯化1-甲基-3-甲基咪唑0.4克和90mL乙酸乙酯,該反應混合物在室溫25度下攪拌反應。反應采用TLC檢測反應進行程度。在反應2.5h后,反應中還有少許原料未反應。減壓除去溶劑后,剩余物加乙醇重結晶,抽濾并干燥得產品2-氨基-5-氯吡啶18.3g,產率95.1%,液相分析純度98.5%。濾液除去溶劑后,所得氯化1-甲基-3-甲基吡啶離子液體重復利用。
實施例6
在250mL單口瓶中加入19.3克(0.15mol)2-氨基吡啶、47.2克(0.225mol)N-氟-N-氯苯磺酰胺、離子液氯化1-甲基-3-甲基咪唑離子(第9次重復使用)0.4克(回收的離子液體)和100mL二氯甲烷,該反應混合物在室溫25度下攪拌反應。反應采用TLC檢測反應進行程度。在反應1.5h后,反應完全。減壓除去溶劑后,剩余物加乙醇重結晶,抽濾并干燥得產品2-氨基-5-氯吡啶19.1g,產率99.0%,液相分析純度99.5%。濾液除去溶劑后,所得氯化1-甲基-3-甲基咪唑離子液體重復利用。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。