本發明涉及一種農藥中間體的生產技術,具體的是2-氯-5-甲基吡啶中間體亞丙基芐胺的生產方法。
背景技術:
2-氯-5-甲基吡啶(CMP)是雜環殺蟲劑、除草劑至關重要的原料,用其制備吡蟲啉、啶蟲脒、吡氟禾草靈等新農藥,由于其內吸、高效、低毒等優點,已在市場得到廣泛使用。以芐胺、丙醛為原料,經縮合、乙?;⒙然确磻芍苽?-氯-5-甲基吡啶,該方法收率在68%,副產氯化芐。(EP0546418)
亞丙基芐胺是合成CMP的主要中間體。因此,亞丙基芐胺合成工藝的簡易程度、收率高低直接影響CMP的生產成本及工業化的可行性。現有亞丙基芐胺合成工藝分為2步:1)氯化芐氨基化制備芐胺;2)芐胺與丙醛反應制備亞丙基芐胺。芐胺通常由氯化芐與7%氨水反應(EU0452952)、烏洛托品(JP6335546)制得,由于芐胺極易與氯化芐反應生成二芐胺、三芐胺,導致合成收率只有70%。而亞丙基芐胺合成需要在-10℃低溫下進行(見US5304651),反應收率在87%。兩步收率60%左右。
現有亞丙基芐胺工藝存在的不足:①采用兩步法制備,工藝過程復雜,增加了生產成本;②芐胺制備過程中副產二芐胺、三芐胺導致芐胺收率、選擇性低;③亞丙基芐胺縮合反應過程需要低溫,冷凍成本高。
技術實現要素:
本發明針對現有亞丙基芐胺合成工藝復雜、副產物多、收率低等不足,提出一種一步法合成亞丙基芐胺的方法。本發明所要解決的技術問題是簡化操作過程,提高反應收率、提升產品質量(產品含量大于94%,收率大于88%)。
本發明包括以下步驟:
1)向500ml四口燒瓶中,投入一定量的氯化芐、丙醛及溶劑攪拌均勻;
2)向500ml四口燒瓶加入一定量步驟1)中的溶劑和催化劑,再向反應器同時加入胺化劑和步驟1)中的反應液,控制一定的反應溫度,反應一定時間,反應結束將反應液降至室溫;
3)將步驟2)中的反應液過濾出催化劑。濾液中加入一定量的水,洗滌、靜置、分層,水層用一定量步驟1)中的溶劑萃取1次,萃取液與水洗后油層合并;
4)將合并后的油層常壓下脫溶至100℃后降溫,在壓力為-0.095MPa條件下脫至終溫100℃,繼續在壓力5mmHg、180℃條件下蒸出亞丙基芐胺,分析含量,計算收率。
本發明所述步驟1)中的溶劑為二氯乙烷、氯苯、氯仿、環已烷的任意一種,優選的溶劑為氯仿、二氯乙烷,更優選氯仿;
本發明所述步驟1)中的溶劑為氯化芐的投料質量比為10~2:1,優選用量為8~2:1,更優選為6~3:1;
本發明所述步驟1)丙醛與氯化芐的投料摩爾比為0.9~1.2:1,優選用量為0.9~1.1:1,更優選為0.95~1.05:1;
本發明所述步驟2)中的催化劑為金屬銅、金屬鎳、金屬鐵、金屬鋁任意一種,優選的催化劑為金屬銅、金屬鐵,更優選金屬銅;
本發明所述步驟2)催化劑與氯化芐的投料質量比為0.5~2.5:100,優選用量為0.8~2:100,更優選用量1~1.5:100;
本發明所述步驟2)中胺化劑種類為氨氣和氨水,優選氨氣;
本發明所述步驟2)中的胺化劑與氯化芐的投料摩爾比為4~20:1,優選的摩爾比為8~15:1,更優選為10~12:1;
本發明所述步驟2)反應溫度為20~100℃,優選溫度為30~80℃,更優選為40~70℃;
本發明所述步驟2)中反應時間2~10hr,優選時間為3~8hr,更優選為4~7hr。
具體實施方式
實例1:
向500ml玻璃四口燒瓶中稱取氯化芐50.6g,丙醛24.3g,氯仿200g,混合均勻。
向500ml玻璃四口燒瓶中加入10g氯仿和0.6g催化劑金屬銅,攪拌升溫至60℃后,滴加氯化芐丙醛氯仿液,通入氨氣,反應5小時,再保溫1小時,反應結束,降到室溫,過濾催化劑,濾液加入50g水洗,靜置分層。水層用50g氯仿萃取水層,靜置分層,萃取液與水洗后油層合并。
油層常壓下脫溶至100℃后降溫,在壓力為-0.095Mpa條件下脫至終溫100℃。在壓力為5mmHg的條件下蒸餾至180℃,得產品53.2克。經高效液相色譜檢測含量94.5%,收率88.6%。
實例2-5:
為了考察氨氣用量對亞丙基芐胺合成的影響,進行了不同氨氣參與反應的實驗,其余條件同實施例1。數據如下表:
由上表可見,同樣反應條件下,氨氣與氯化芐摩爾比為10時,亞丙基芐胺收率最高,為88.7%。氨氣用量過多或過少都會導致亞丙基芐胺收率下降。
實例6-8:
在上述實例1中,以氨水代替氨氣,其余不變。以下是不同氨水用量情況下實驗結果:
由上表可見,同樣反應條件下,氨水與氯化芐摩爾比為10時,亞丙基芐胺收率最高,為88.1%。而氨水用量過高或高低收率都有所下降。
實例9-13:
在實例1中催化劑選用0.6g金屬銅,反應收率88%。以下是同樣反應條件下,不同催化劑催化效果的對比實驗結果(其中,催化劑用量指催化劑與氯化芐投料質量比,以下均相同).
由上表可見,同樣反應條件下,金屬銅催化效果最佳,其次是金屬鐵、金屬鋁、金屬鎳。
實例14-18:
在實例1的基礎上,改用不同溶劑,反應溫度30-60℃,其余不變。實驗結果如下:
由上表可見,同樣反應條件下,氯仿、二氯乙烷效果較佳,其次是環己烷、氯苯
實例19-21:
在實例1的基礎上,改用不同丙醛用量,其余不變。實驗結果如下:
由上表可見,不同的丙醛用量,反應收率不同,主要是芐胺與氯芐會反應,亞丙基芐胺與丙醛也會反應。
實例22-24:
在實例1的基礎上,改用不同丙醛用量,其余不變。實驗結果如下:
由上表可見,不同的反應時間,反應收率不同。
實例25-26:
把氯芐、丙醛、氯仿、催化劑放瓶底,通氨氣的方式進行反應。實驗結果如下:
由上表可見,同樣反應條件下,采用單獨通氨氣的方式效果不及同時進料。