一種2‑氨基‑5‑氯吡啶的製備方法與流程
2023-06-06 22:54:36 1
本發明屬於有機化學合成領域，更具體而言，涉及一種2-氨基-5-氯吡啶的製備方法。
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。
目前已報導的2-氨基-5-氯吡啶合成路線較少，主要採用以下三條合成路線來合成：
(1)2-氨基吡啶在20％硫酸中成鹽後通入氯氣，由於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％(吉林師範大學學報(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-氯代丁二醯亞胺為氯化劑合成，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：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種製備工藝簡便、反應條件溫和、成本低、產品得率高的2-氨基-5-氯吡啶的製備方法，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-氯吡啶的製備方法，該方法以2-氨基吡啶為原料，N-氟-N-氯苯磺醯胺為氯化劑，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徵：
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-氯苯磺醯胺與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-氯苯磺醯胺與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-氯苯磺醯胺與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，採用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)；在反應完畢後，減壓除去溶劑後，剩餘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，除去溶劑後，離子液體回收利用。
當以二氯甲烷為溶劑，在N-氟-N-氯苯磺醯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-氯苯磺醯胺為氯代劑，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、無汙染和產率高的特點；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-氯吡啶的製備方法，該技術路線具有路線短、操作簡便、無汙染，溶劑和催化劑都可以循環使用，易於工業化生產的特點，是一種非常經濟、簡便的製備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、精神和範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-氯苯磺醯胺、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。反應採用TLC檢測反應進行程度。在反應2h後，反應完畢。減壓除去溶劑後，剩餘物加乙醇重結晶，抽濾並乾燥得產品2-氨基-5-氯吡啶12.7g，產率98.8％，液相分析純度99.2％。濾液除去溶劑後，所得氯化1-甲基-3-甲基吡啶離子液體重複利用。
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-氯苯磺醯胺和30mL二氯甲烷，該反應混合物在室溫下25度攪拌反應。反應採用TLC檢測反應進行程度。在反應5h後，有原料一直沒有反應完全，同時也有二氯代產物生成。先減壓除去溶劑後，剩餘物加乙醇重結晶，抽濾並乾燥得產品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-氯苯磺醯胺、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。反應採用TLC檢測反應進行程度。在反應2h後，反應完畢。減壓除去溶劑後，剩餘物加乙醇重結晶，抽濾並乾燥得產品2-氨基-5-氯吡啶12.5g，產率97.2％，液相分析純度99.0％。濾液除去溶劑後，所得氯化1-甲基-3-乙基吡啶離子液體重複利用。
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-氯苯磺醯胺、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。反應採用TLC檢測反應進行程度。在反應1.5h後，反應完畢。減壓除去溶劑後，剩餘物加乙醇重結晶，抽濾並乾燥得產品2-氨基-5-氯吡啶12.4g，產率96.5％，液相分析純度98.5％。濾液除去溶劑後，所得氯化1-甲基-3-丙基吡啶離子液體重複利用。
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-氯苯磺醯胺、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。反應採用TLC檢測反應進行程度。在反應2.5h後，反應中還有少許原料未反應。減壓除去溶劑後，剩餘物加乙醇重結晶，抽濾並乾燥得產品2-氨基-5-氯吡啶18.3g，產率95.1％，液相分析純度98.5％。濾液除去溶劑後，所得氯化1-甲基-3-甲基吡啶離子液體重複利用。
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-氯苯磺醯胺、離子液氯化1-甲基-3-甲基咪唑離子(第9次重複使用)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。反應採用TLC檢測反應進行程度。在反應1.5h後，反應完全。減壓除去溶劑後，剩餘物加乙醇重結晶，抽濾並乾燥得產品2-氨基-5-氯吡啶19.1g，產率99.0％，液相分析純度99.5％。濾液除去溶劑後，所得氯化1-甲基-3-甲基咪唑離子液體重複利用。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於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範圍。