一種2-氯煙酸的合成方法

2023-09-21 02:58:50

專利名稱：一種2-氯煙酸的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種2-氯煙酸的化學合成方法，特別涉及用雙(三氯甲基)碳酸酯與煙酸N-氧化物反應製備2-氯煙酸的化學合成方法。
背景技術：
近年來隨著農藥和醫藥科學的發展，煙酸系列化學品越來越受到廣泛地關注 和應用。其中2-氯煙酸作為農用和醫用中間體被用於製備新型高效除草劑煙嘧磺隆 (Nicosulfuron)、非留體抗炎鎮痛藥尼氟滅酸、普拉洛芬和HIV逆轉錄酶抑制劑奈韋拉平 等，這些產品在國內外供不應求。因此，對2-氯煙酸製備的研究具有重要的意義。2-氯煙酸的主要合成方法主要有(1)烯基醚或烯基胺與氰基乙酸乙酯成環法， 該法原料比較昂貴生成成本較高。(2)氰基乙酸乙酯氯化後，與丙烯醛麥可加成，成環後 水解製得，該工藝主要原料丙烯醛具有較大的刺激性和毒性，生成過程中有機溶劑種類較 多，工藝複雜不適合大規模生產。(3)煙酸經雙氧水氮氧化、氯化、水解合成2-氯煙酸，該方 法目前在工業化中廣泛使用，但是也存在氯代試劑三氯氧磷和五氯化磷使用量大，大量含 磷的廢水很難處理，容易造成環境的富氧化，環境汙染問題嚴重，隨著國家環保法的嚴格實 現，使用該工藝的廠家面臨停產或限制生產的命運。同時原工藝還有產品收率和純度較低 (反應過程中生成異構體6-氯煙酸)等問題需要解決。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡單，生產安全可靠、反應收率高、成本低、三廢小 的2-氯煙酸的化學合成方法。本發明採用的技術方案如下一種式I所示的2-氯煙酸的合成方法，所述的方法為無溶劑條件下，以式III所 示的煙酸N-氧化物與式II所示的雙(三氯甲基)碳酸酯為原料，在季銨鹽相轉移催化劑 作用下，緩慢升溫到100 110°C反應2 I0h，反應結束後反應液經分離純化製得所述的 2-氯煙酸；所述的煙酸N-氧化物、雙(三氯甲基)碳酸酯、季銨鹽相轉移催化劑的物質的 量之比為1 0.4 0.6 0.1 0.2;
formula see original document page 3所述的季銨鹽相轉移催化劑催化劑為苄基三乙基氯化銨(TEBA)、四丁基溴化銨、 四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨(TBAB)、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨或三辛基甲基氯化銨；優選為四丁基溴化 銨或苄基三乙基氯化銨。本發明所述的分離純化方法如下反應結束後將反應液冷卻到0 50°C，然後將 反應液加入冰水中，攪拌後靜置8 30小時，過濾，濾餅用少量水洗滌後於75 85°C乾燥， 即得到2-氯煙酸。較為具體的，推薦本發明所述 的2-氯煙酸的合成方法按照以下步驟進行按照 煙酸N-氧化物、雙(三氯甲基)碳酸酯、季銨鹽相轉移催化劑的物質的量比為1 0.4 0.6 0. 1 0.2投料，在無溶劑條件下緩慢升溫到100 110°C反應2 10h，反應結束 後，將反應液冷卻到50°C，然後將反應液加入冰水中，攪拌後靜置8 30小時，過濾，濾餅用 少量水洗滌後於80°C乾燥，得到2-氯煙酸，所述的季銨鹽相轉移催化劑為四丁基溴化銨或 苄基三乙基氯化銨。更為優選的，本發明所述的原料煙酸N-氧化物、雙(三氯甲基)碳酸酯和季銨鹽 相轉移催化劑為過50目篩的粉末。本發明與現有技術相比，其有益效果體現在本發明以雙(三氯甲基)碳酸酯替代有毒試劑三氯氧磷和五氯化磷，與煙酸N-氧 化物在季銨鹽相轉移催化劑作用下，於無溶劑條件下，反應製備2-氯煙酸，所得產品具有 產率高，純度高等優點。本發明工藝路線先進，反應條件溫和，反應收率高，三廢小，無有毒 試劑，具有較大的實施價值和社會經濟環保效益。
具體實施例方式以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不限於此實施例1投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.4 0.1，季銨鹽相轉移催化劑為四丁基溴化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機 械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧化物13. 9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯 11. 9g(40mmol)和四丁基溴化銨3. 22g (IOmmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩 慢升溫到100°C反應2h，反應結束後，將反應液冷卻到50°C，然後將反應液加入20ml冰水 中，攪拌，靜置12小時，過濾，濾餅用少量水洗滌後於80°C乾燥，得到2-氯煙酸15. 0g，產品 收率 95. 5%，mpl80 181°C，純度 99. 3% (HPLC 法，下同)。MS (m/z) :157(M+)。。實施例2投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.5 0.1，季銨鹽相轉移催化劑為苄基三乙基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧 化物13.9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯14. 9g(50mmol)和苄基三乙基氯化銨 2. 28g (IOmmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到105°C反應3h，反應結 束後，將反應液冷卻到40°C，然後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置16小時，過濾，濾餅 用少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸14.98，產品收率94.9%，1^ 180 181°C，純度 99. 3%。實施例3
投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑為1 0.6 0.1，季銨鹽相轉移催化劑為四丁基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧化物 13. 9g(IOOmmol)、雙(三氯甲基)碳酸酯 17. 8g(60mmol)和四丁基氯化銨 2. 78g(IOmmol), 加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到105°C反應5h，反應結束後，將反應液冷 卻到50°C後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置24小時，過濾，濾餅用少量水洗滌後於 80°C乾燥，得2-氯煙酸14. 3g，產品收率91. l%,mp 180 182°C。實施例4投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.6 0.2，季銨鹽相轉移催化劑為四丁基硫酸氫銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧 化物13. 9g(IOOmmol)、雙(三氯甲基)碳酸酯17. 8g(60mmol)和四丁基硫酸氫銨 6. 79g(20mmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到105°C反應10h，反應結 束後，將反應液冷卻到30°C後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置20小時，過濾，濾餅用 少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸14. lg，產品收率89.8%，mp 179 181°C。實施例5投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.4 0.2，季銨鹽相轉移催化劑為十二烷基三甲基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧化 物13.9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯11. 9g(40mmol)和十二烷基三甲基氯化銨
5.28g(20mmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到110°C反應8h，反應結 束後，將反應液冷卻到50°C後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置12小時，過濾，濾餅用 少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸14. 4g，產品收率91. 7%,mp 180 181 °C。實施例6投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.5 0.2，季銨鹽相轉移催化劑為十六烷基三甲基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧化 物13.9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯14. 9g(50mmol)和十六烷基三甲基氯化銨
6.40g(20mmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到105°C反應6h，反應結 束後，將反應液冷卻到50°C後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置12小時，過濾，濾餅用 少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸14. 2g，產品收率90.4%，mp 179 180°C。實施例7投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.45 0.1，季銨鹽相轉移催化劑為十四烷基三甲基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧化 物13.9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯13. 4g(45mmol)和十四烷基三甲基氯化銨 2. 92g(10mmOl)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到100°C反應3h，反應結 束後，將反應液冷卻到50°C後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置16小時，過濾，濾餅用 少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸13. 9g，產品收率88. 5%,mp 180 182°C。
實施例8投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.55 0.2，季銨鹽相轉移催化劑為十八烷基三甲基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧化 物13.9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯16. 3g(55mmol)和十八烷基三甲基氯化銨 6. 96g(20mmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到110°C反應6h，反應結 束後，將反應液冷卻到50°C以下後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置20小時，過濾，濾 餅用少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸14. 2g，產品收率90. 4%,mp 180 181 °C。
實施例9投料物質的量比煙酸N-氧化物雙(三氯甲基)碳酸酯季銨鹽相轉移催化劑 為1 0.45 0.2，季銨鹽相轉移催化劑為三辛基甲基氯化銨。在裝有溫度計、回流冷凝管和機械攪拌的250mL三口燒瓶內，加入煙酸N-氧 化物13.9g(100mmOl)、雙(三氯甲基)碳酸酯13. 4g(45mmol)和三辛基甲基氯化銨 8. 08g(20mmol)，加完後開動強烈攪拌，於無溶劑條件下緩慢升溫到100°C反應5h，反應結 束後，將反應液冷卻到50°C以下後將反應液加入20ml冰水中，攪拌，靜置18小時，過濾，濾 餅用少量水洗滌後於80°C乾燥，得2-氯煙酸14. 0g，產品收率89. 2%,mp 179 180°C。
權利要求
一種式I所示的2-氯煙酸的合成方法，其特徵在於所述的方法為無溶劑條件下，以式III所示的煙酸N-氧化物與式II所示的雙(三氯甲基)碳酸酯為原料，在季銨鹽相轉移催化劑作用下，升溫到100～110℃反應2～10h，反應結束後反應液經分離純化製得所述的2-氯煙酸；所述的煙酸N-氧化物、雙(三氯甲基)碳酸酯、季銨鹽相轉移催化劑的物質的量之比為1∶0.4～0.6∶0.1～0.2；FDA0000020698790000011.tif
2.如權利要求1所述的2-氯煙酸的合成方法，其特徵在於所述的季銨鹽相轉移催 化劑催化劑為苄基三乙基氯化銨(TEBA)、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨 (TBAB)、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十八烷 基三甲基氯化銨或三辛基甲基氯化銨。
3.如權利要求2所述的2-氯煙酸的合成方法，其特徵在於所述的季銨鹽相轉移催化劑 催化劑為四丁基溴化銨或苄基三乙基氯化銨。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的分離純化方法如下反應結束後將反 應液冷卻到0 50°C，然後將反應液加入冰水中，攪拌後靜置8 30小時，過濾，濾餅用少 量水洗滌後於75 85°C乾燥，即得到2-氯煙酸。
5.如權利要求1所述的2-氯煙酸的合成方法，其特徵在於所述的方法按照以下步驟 進行按照煙酸N-氧化物、雙(三氯甲基)碳酸酯、季銨鹽相轉移催化劑的物質的量比為 1 0.4 0.6 0. 1 0. 2投料，在無溶劑條件下升溫到100 110°C反應2 10h，反應 結束後，將反應液冷卻到50°C，然後將反應液加入冰水中，攪拌後靜置8 30小時，過濾，濾 餅用少量水洗滌後於80°C乾燥，得到2-氯煙酸，所述的季銨鹽相轉移催化劑為四丁基溴化 銨或苄基三乙基氯化銨。
全文摘要
本發明公開了一種2-氯煙酸的合成方法，所述的方法為無溶劑條件下，以式III所示的煙酸N-氧化物與式II所示的雙(三氯甲基)碳酸酯為原料，在季銨鹽相轉移催化劑作用下，升溫到100～110℃反應2～10h，反應結束後反應液經分離純化製得所述的2-氯煙酸；所述的煙酸N-氧化物、雙(三氯甲基)碳酸酯、季銨鹽相轉移催化劑的物質的量之比為1∶0.4～0.6∶0.1～0.2。本發明以雙(三氯甲基)碳酸酯替代有毒試劑三氯氧磷和五氯化磷，所得產品具有產率高，純度高等優點。本發明工藝路線先進，反應條件溫和，反應收率高，三廢少，無有毒試劑，具有較大的實施價值和社會經濟效益。
文檔編號B01J31/02GK101817781SQ20101015095
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年1月21日
發明者施湘君, 朱強, 蘇為科, 蘇國棟, 陳志衛 申請人:浙江工業大學