一種2,6-二氯吡啶-n-氧化物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種以2,6_二氯吡啶為主要原料采用綠色催化劑制備2,6_二氯吡 啶-N-氧化物的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 吡啶氮氧化物及其衍生物，是以吡啶為原料進(jìn)行有機(jī)合成的重要中間體，它與未 氧化的母體化合物性質(zhì)差別很大。主要由于氧原子對反應(yīng)起著重要的影響，而且反應(yīng)后 可通過還原的方法將其去除，所以常被作為取代、重排等反應(yīng)的定位基團(tuán)。2,6_二氯吡 啶-N-氧化物，是吡啶系氮氧化物中的一種重要的專用精細(xì)化工中間體，主要用于特定的 醫(yī)藥、農(nóng)藥及日用化工產(chǎn)品的合成。
[0003] 2,6_二氯吡啶-N-氧化物的合成方法，主要有以下幾種：①過氧乙酸氧化法：在攪 拌下向2,6_二氯吡啶中滴加過氧乙酸，然后處理得到產(chǎn)品；②冰乙酸-雙氧水法：在冰乙 酸中加入2,6-二氯吡啶，然后滴加雙氧水，最后處理得到產(chǎn)品；③鄰苯二甲酸過氧化物法； ④TFA-雙氧水法；④用磷鎢酸催化劑作用下在水溶液中氧化2,6-二氯吡啶。以上工藝得 到的2,6-二氯吡啶-N-氧化物產(chǎn)品收率低，僅在30~55%，在生產(chǎn)操作中不易得到高純度 的產(chǎn)品，一般均低于95%。且存在溶劑消耗大、不易回收、反應(yīng)周期長、原料價格高、后處理 困難、催化劑昂貴、污染大或"三廢"不易處理等缺點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明人通過大量的實(shí)驗(yàn)篩選和優(yōu)化，確定了合適的綠色催化劑及其用量，克服 了以上合成中的問題，使得2,6-二氯吡啶-N-氧化物的收率大大提高，且得到的2,6-二氯 吡啶-N-氧化物用簡單常規(guī)的精致提純純度即可達(dá)98%以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種2,6_二氯吡 啶-N-氧化物的制備方法，采用新穎的綠色催化劑（雜多酸），有效的提高了產(chǎn)品的純度和 收率。合成方法操作簡單、高效、環(huán)境友好、損失小。
[0006] 通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的，
[0007] -種2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：將2,6-二氯吡啶、TFA與催 化劑的混合溶液攪拌均勻，升溫至50~95，°C然后滴加氧化劑，回流狀態(tài)下攪拌保溫1~ 4h，保溫結(jié)束后濾掉催化劑，冷卻至室溫，倒入冰水中，濾液脫溶去除水及過量的TFA后加 適量的CHC13萃取、分液、脫溶，得最終廣品_2,6_二氣R比啶-N-氧化物。
[0008] 所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：2,6-二氯吡啶與氧化劑 的摩爾比值為I : 1. 5-3, 2,6-二氯吡啶與TFA的質(zhì)量比值為1 : 0. 5-1. 2。
[0009] 所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：所述的催化劑指的是鎢 磷酸、鉬磷酸、硅鎢酸鹽雜多酸、稀土鉬釩磷雜多酸、磷鎢鉬雜多酸、硅鎢釩雜多酸、鉬釩磷 雜多酸、錳卟啉/釩取代雜多酸、鎢鍺雜多酸中的一種或者幾種。
[0010] 所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：催化劑用量為2,6-二氯 吡啶質(zhì)量的0.8~2. 5%。
[0011] 所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：氧化劑為過氧化苯甲酸、 過氧化氫、過氧乙酸、過氧化苯三甲酸、高硼酸鈉或次氯酸鈉中的一種或幾種，其滴加時間 為 0· 5 ~3. 5h。
[0012] 本發(fā)明的反應(yīng)原理如下所示：
[0014] 本發(fā)明所述的氧化劑為過氧化苯甲酸、過氧化氫、過氧乙酸、過氧化苯三甲酸、高 硼酸鈉或次氯酸鈉，其滴加時間為〇. 5~3. 5h。
[0015] 催化劑雜多酸作用在于：（1)借助其高效催化性能，大大縮短了反應(yīng)時間；（2)因 其具有酸的特性，避免了反應(yīng)中引入大量的TFA，省去了 Na2CO3中和這一步；(3)反應(yīng)后催化 劑可以循環(huán)套用，大大節(jié)約了成本；(4)合成操作簡便、減少了高溫反應(yīng)時間，避免了使用 常規(guī)方法所需的有機(jī)溶劑，對設(shè)備要求強(qiáng)度低，且副反應(yīng)易控制，提高了選擇性。
[0016] 本發(fā)明氧化方法擴(kuò)展了工業(yè)上連續(xù)化生產(chǎn)吡啶系列N-氧化物下游衍生物的 工藝，并且所得2,6-二氯吡啶-N-氧化物的收率高達(dá)85 %以上，純度經(jīng)HPLC分析可達(dá) 98. 9%。合成方法簡單可靠、便于操作、生產(chǎn)成本低、環(huán)境得到改善。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 稱取2. Og催化劑硅鎢酸鹽雜多酸、150g碾碎的2,6_二氯吡啶加入95gTFA中，攪 拌并升溫至80，°C溶解后緩慢滴加質(zhì)量濃度為50%的H 202115g，約Ih滴完。然后升溫至 回流狀態(tài)下，攪拌保溫2h。保溫結(jié)束后，先濾掉催化劑，再冷卻至室溫，緩慢倒入300mL冰 水中，抽濾掉未反應(yīng)的2,6-二氯吡啶殘?jiān)?。濾液脫溶去除水及過量的TFA，母液加適量的 CHCl3萃取，分液、脫溶得淡黃色松散狀2,6-二氯吡啶-N-氧化物，HPLC分析含量98. 9%， 收率 90. 15%。
[0019] 實(shí)施例2
[0020] 稱取2.(^催化劑鎢磷酸、15(^碾碎的2,6-二氯吡啶加入958了?4中，攪拌并升溫 至80，°C溶解后緩慢滴加質(zhì)量濃度為50%的H 202115g，約Ih滴完。然后升溫至回流狀態(tài) 下，攪拌保溫2h。保溫結(jié)束后，先濾掉催化劑，再冷卻至室溫，緩慢倒入300mL冰水中，抽濾 掉未反應(yīng)的2,6-二氯吡啶殘?jiān)?。濾液脫溶去除水及過量的TFA，母液加適量的CHCl 3萃取， 分液、脫溶得淡黃色松散狀2,6-二氯吡啶-N-氧化物，HPLC分析含量97. 5 %，收率89. 2 %。
[0021] 實(shí)施例3
[0022] 稱取2. 5g催化劑鉬磷酸、150g碾碎的2,6-二氯吡啶加入95gTFA中，攪拌并升溫 至80, °C溶解后緩慢滴加質(zhì)量濃度為18%的過氧乙酸645g，約3h滴完。然后升溫至回流狀 態(tài)下，攪拌保溫I. 5h。保溫結(jié)束后，先濾掉催化劑，再冷卻至室溫，緩慢倒入300mL冰水中， 抽濾掉未反應(yīng)的2,6-二氯吡啶殘?jiān)V液脫溶去除水及過量的TFA，母液加適量的CHCl 3 萃取，分液、脫溶得淡黃色松散狀2,6-二氯吡啶-N-氧化物，HPLC分析含量97. 6%，收率 88. 9%〇
[0023] 實(shí)施例4
[0024] 稱取2. 5g催化劑稀土鉬釩磷雜多酸、150g碾碎的2,6-二氯吡啶加入95gTFA中， 攪拌并升溫至75，°C溶解后緩慢加入次氯酸鈉120g，約1.5h加完。然后升溫至回流狀態(tài) 下，攪拌保溫3h。保溫結(jié)束后，先濾掉催化劑，再冷卻至室溫，緩慢倒入300mL冰水中，抽濾 掉未反應(yīng)的2,6-二氯吡啶殘?jiān)?。濾液脫溶去除水及過量的TFA，母液加適量的CHCl 3萃取， 分液、脫溶得淡黃色松散狀2,6-二氯吡啶-N-氧化物，HPLC分析含量95. 2 %，收率87. 2 %。
[0025] 實(shí)施例5
[0026] 稱取2.58催化劑硅鎢酸鹽雜多酸、15(^碾碎的2,6-二氯吡啶加入95 8了?4中，攪 拌并升溫至90，°C溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為30%的H202185g，約Ih滴完。然后升溫至 回流狀態(tài)下，攪拌保溫3h。保溫結(jié)束后，先濾掉催化劑，再冷卻至室溫，緩慢倒入300mL冰 水中，抽濾掉未反應(yīng)的2,6-二氯吡啶殘?jiān)V液脫溶去除水及過量的TFA，母液加適量的 CHCl3萃取，分液、脫溶得淡黃色松散狀2,6-二氯吡啶-N-氧化物，HPLC分析含量93. 5%， 收率82. 4%。
[0027] 實(shí)施例6
[0028] 稱取2. Og催化劑鎢磷酸、150g碾碎的2,6-二氯吡啶加入95gTFA中，攪拌并升溫 至90，°C溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為30%的過氧乙酸360g，約2. 5h滴完。然后升溫至回 流狀態(tài)下，攪拌保溫2. 5h。保溫結(jié)束后，先濾掉催化劑，再冷卻至室溫，緩慢倒入300mL冰 水中，抽濾掉未反應(yīng)的2,6-二氯吡啶殘?jiān)?。濾液脫溶去除水及過量的TFA，母液加適量的 CHCl3萃取，分液、脫溶得淡黃色松散狀2,6-二氯吡啶-N-氧化物，HPLC分析含量93. 3%， 收率81. 8%。
[0029] 最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實(shí)施例。顯然，本發(fā) 明不局限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形，從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所 有延伸，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：將2,6-二氯吡啶、TFA與催 化劑的混合溶液攪拌均勻，升溫至50~95°C，然后滴加氧化劑，回流狀態(tài)下攪拌保溫1~ 4h，保溫結(jié)束后濾掉催化劑，冷卻至室溫，倒入冰水中，濾液脫溶去除水及過量的TFA后加 適量的CHCl3萃取、分液、脫溶，得最終廣品2,6_二氣R比啶-N-氧化物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：2,6-二氯 吡啶與氧化劑的摩爾比值為I: 1. 5-3, 2,6-二氯吡啶與TFA的質(zhì)量比值為1 : 0. 5-1. 2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：所述的催 化劑指的是鎢磷酸、鉬磷酸、硅鎢酸鹽雜多酸、稀土鉬釩磷雜多酸、磷鎢鉬雜多酸、硅鎢釩雜 多酸、鉬釩磷雜多酸、錳卟啉/釩取代雜多酸、鎢鍺雜多酸中的一種或者幾種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：催化 劑用量為2,6-二氯吡啶質(zhì)量的0. 8~2. 5%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的2,6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法，其特征是：氧化劑為 過氧化苯甲酸、過氧化氫、過氧乙酸、過氧化苯三甲酸、高硼酸鈉或次氯酸鈉中的一種或幾 種，其滴加時間為〇. 5~3. 5h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種2，6-二氯吡啶-N-氧化物的制備方法。其特征是依據(jù)協(xié)同效應(yīng)理論，提出的一種新穎的綠色催化劑(雜多酸)，該催化劑是由雜原子和多原子按一定結(jié)構(gòu)通過氧原子配位僑聯(lián)組合而成，具有獨(dú)特的酸性、“準(zhǔn)液相”行為、多功能(酸、氧化、光催化)等優(yōu)點(diǎn)，可用于2，6-二氯吡啶-N-氧化物的可控合成，成功實(shí)現(xiàn)了其高含量、高收率的合成和宏量生產(chǎn)。本發(fā)明以2，6-二氯吡啶為原料，借助雜多酸的高效多功能性來加速反應(yīng)進(jìn)行，合成方法簡單高效、環(huán)境友好、產(chǎn)品純度及收率分別可達(dá)98％及85％以上，適宜于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C07D213/89
【公開號】CN105218443
【申請?zhí)枴緾N201510592933
【發(fā)明人】鐘敏強(qiáng), 袁加利
【申請人】山東謙誠工貿(mào)科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月10日