专利名称：2，3，5，6-四氯吡啶的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备2，3，5，6-四氢吡啶(也称为Symtet)的改良的新方法。
2，3，5，6-四氯吡啶在各种除草剂、杀真菌剂和杀虫剂(例如重要的杀虫剂0，0-二乙基-3，5，6-三氯-2-吡啶基硫代磷酸酯)的制备中用作中间体。
对于2，3，5，6-四氯吡啶的制备，已知有各种方法。例如它可通过β-甲基吡啶(US专利4,483,993)或吡啶(US专利4,515,953)的液相氯化或通过2-氯吡啶或2，6-二氯吡啶(US专利3,251,848)的气相氯化来制备。
以色列专利61581描述了一种方法，其中通过用各种金属作催化剂在约170℃使三氯乙酰氯和丙烯腈在溶剂中反应，得到2，3，5，6-四氯吡啶和3，5，6-三氯吡啶-2-醇的混合物(没报告收率)。
欧洲专利申请0 030 215描述了3，3，5-三氯戊二酸亚酰胺的制备，随后用脱水剂如POCl3将其转化成2，3，5，6-四氯吡啶。
不可预料地，我们已发现了2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯(例如乙酯)如下列反应式所示，经历一步被转化成2，3，5，6-四氯吡啶 其中R是烷基、芳烷基或芳基。
本文所用的“芳基”意指可任意用低级烷基和或卤素取代的C6-C10芳烃基本文所用的“芳烷基”意指用上述定义的芳基取代的C1-C6烷基。
本发明新的和明显简单的转化导致2，3，5，6-四氯吡啶的60-90％的收率，取决于R的化学性质。该反应用易得的常用物质POCl3，在催化量的氯化氢存在下，在100-160℃，优选120-140℃的温度下进行。在优选的温度范围，反应时间为5-10小时。POCl3与2，2，4-三氯-4-氰基-丁酸酯的摩尔比为10∶1至1∶1，优选的范围为2∶1至3∶1。如果使用高比率时，建议在反应结束时蒸馏出过量的POCl3，再循环使用。反应完成后，蒸去过量的POCl3，向残余物中加入水，用有机溶剂提取，得2，3，5，6-四氯吡啶粗产物。通过常规方法如升华、结晶或水蒸汽蒸馏，得到纯产物。得到的纯产物m.p.为89-90℃；1H-NMR(CDCl3)δ 7.88ppm(单峰)。经分析在所有方面均与标准样品2，3，5，6-四氯吡啶一致。
推荐以合并的反应物和溶剂总重量的0.5-5％的量使用干燥的HCl气体，优选的使用量为1.5-3％。就反应进行时产物HCl这个意义上讲，此反应是自动催化的。
反应也可以在非质子传递的和非反应性的溶剂(如芳烃和脂肪烃及卤代烃)存在下进行，而不严重影响反应效率。
按照本领域已知的方法可容易地制备上述式I的原料，即2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯和2，2，4-三氯-4-氰基丁酸的其它酯。所述已知方法描述于化学文献中，例如J.Org.Chem.，Vol.29，PP2104-5(1964)；Tetrahedron，Vol.29，PP.827-832(1973)；J.Org.Chem.，Vol.41，PP396-398(1976)；和US 5,017,705。
本发明描述的方法的简单性使其完全可用于大规模生产。用低级烷基酯获得的高产率使本发明方法从经济的观点看具有吸吲力。尽管必须使用过量的POCl3，但其80％可被回收并循环使用。本发明方法也是经济合理的，因为在本高产率反应中的主要副产物是磷酸和其酯(后者可水解成前者)。
下面通过非限定性的实施例更详细描述本发明。
实施例1将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯(12.0g)和磷酸氯(40ml)和干燥的HCl气体放入密封的玻璃反应器中，反应器浸入140℃的热调节的油浴中。在该温度10小时后，反应器冷却至室温，并在106℃蒸出挥发物得POCl332ml。向蒸馏残余物中加入碎冰，该浆液搅拌15分钟，然后用二氯甲烷提取。蒸去二氯甲烷，残余物在30-35℃/0.2mmHg升华，得白色结晶性固体，2，3，5，6-四氯吡啶，重9.6g(90.6％产率)，m.p.88-90℃。
实施例2如上所述重复实施例1，但在140℃的加热时间减少至5小时，升华后得到的2，3，4，6-四氯吡啶是7.2g(68％产率)。
实施例3将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸苯酯(12.0g)、磷酰氯(40ml)和干燥氯化氢气体(1.4g)于140℃加热10小时。得到的反应混合物按实施例1所述进行后处理。回收33ml POCl3。升华的产物2，3，5，6-四氯吡啶重5.34g(60％产率)。
实施例4如上所述重复实施例3，但反应温度降至110℃且反应时间减少至5小时。蒸发二氯甲烷溶液，称重并用内标法经GLC分析。结果表明2，3，5，6-四氯吡啶的产率为62％。
实施例5
将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸丁酯(12g)、磷酰氯(40ml)和干燥氯化氢气体(1.6g)在140℃加热10小时，得到的反应混合物按实施例1所述进行后处理，回收到32ml POCl3。后处理得到的二氯甲烷溶液用GLC内标法分析。分析表明2，3，5，6-四氯吡啶的产率为62％。
实施例6将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸对甲苯基酯(12g)、磷酰氯(40ml)和干燥的氯化氢气(1.6g)于140℃加热10小时。冷却至室温后加入冰。将水浆液进行水蒸汽蒸馏，从水蒸馏液中滤出白色固体，在60℃真空干燥至恒重。干燥的固体，2，3，5，6-四氯吡啶的m.p.为87-88℃，重6.03g(71％产率)。
实施例7将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸甲酯(12g)、磷酰氯(16.5ml)和二甲苯(16ml)放入玻璃管反应器中，并用干燥HCl气加压至4个大气压，然后在140℃加热10小时，压力逐渐增加至20个大气压。得到的冷却的反应混合物注入冷水中，进行水蒸汽蒸馏。分离出蒸馏液的有机相，测定2，3，5，6-四氯吡啶(HPLC)，9.4g(83％产率)。
实施例8重复实施例7，但用同体积的环己烷代替二甲苯。得到的冷却的反应混合物注入冷水中，分离有机相。水相用2×15ml热环己烷提取。合并的有机相用碳酸钠溶液和水洗，并测定2，3，4，6-四氯吡啶(HPLC)，9.06g(80％产率)。
实施例9重复实施例8，但用同体积的1，2-二氯乙烷代替环己烷，按实施例8处理反应混合物后，得2，3，5，6-四氯吡啶8.8g(78％产率)。
实施例10按实施例7所述，处理2，2，4-三氯-4-氰基丁酸甲酯(12g)和磷酰氯(20g)的混合物。冷却至70℃后，将该稠的黑色反应混合物倒入冷水中，得到的浆液水蒸汽蒸馏，得白色结晶性固体，2，3，5，6-四氯吡啶干燥后重8.9g(79％产率)。
权利要求
1.一种制备2，3，5，6-四氯吡啶的方法，它包括在催化量的氯化氢存在下和任选在质子惰性溶剂存在下，必要时在升高的压力下，使通式I的2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯与过量的磷酰氯在100-160℃，优选120-140℃的温度下反应约5-10小时， 其中R是烷基、芳基或芳烷基。
2.权利要求1的方法，其中所述酯是由C1-C6烷醇衍生的。
3.权利要求1的方法，其中所述酯是2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯。
4.权利要求1-3中任一权利要求的方法，其中POCl3与2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯的摩尔比为10∶1至1∶1。
5.权利要求4的方法，其中所述的摩尔比为2∶1至3∶1。
6.权利要求1-5中任一权利要求的方法，在质子惰性的溶剂中实施。
7.权利要求6的方法，其中所述溶剂选自芳烃、脂肪烃和卤代烃。
全文摘要
一种新的、简单而高产率的制备2，3，5，6-四氯吡啶的方法，包括在催化量的氯化氢存在下和任选在质子惰性溶剂存在下，必要时在升高的压力下，使2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯与过量的磷酰氯在100-160℃，优选120-140℃的温度下反应约5-10小时。
文档编号C07D213/61GK1133037SQ94193818
公开日1996年10月9日 申请日期1994年9月2日 优先权日1993年9月3日
发明者Y·施沃 申请人:卢森堡工业(帕莫尔)有限公司
技术领域：
本发明涉及制备2，3，5，6-四氢吡啶(也称为Symtet)的改良的新方法。
2，3，5，6-四氯吡啶在各种除草剂、杀真菌剂和杀虫剂(例如重要的杀虫剂0，0-二乙基-3，5，6-三氯-2-吡啶基硫代磷酸酯)的制备中用作中间体。
对于2，3，5，6-四氯吡啶的制备，已知有各种方法。例如它可通过β-甲基吡啶(US专利4,483,993)或吡啶(US专利4,515,953)的液相氯化或通过2-氯吡啶或2，6-二氯吡啶(US专利3,251,848)的气相氯化来制备。
以色列专利61581描述了一种方法，其中通过用各种金属作催化剂在约170℃使三氯乙酰氯和丙烯腈在溶剂中反应，得到2，3，5，6-四氯吡啶和3，5，6-三氯吡啶-2-醇的混合物(没报告收率)。
欧洲专利申请0 030 215描述了3，3，5-三氯戊二酸亚酰胺的制备，随后用脱水剂如POCl3将其转化成2，3，5，6-四氯吡啶。
不可预料地，我们已发现了2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯(例如乙酯)如下列反应式所示，经历一步被转化成2，3，5，6-四氯吡啶 其中R是烷基、芳烷基或芳基。
本文所用的“芳基”意指可任意用低级烷基和或卤素取代的C6-C10芳烃基本文所用的“芳烷基”意指用上述定义的芳基取代的C1-C6烷基。
本发明新的和明显简单的转化导致2，3，5，6-四氯吡啶的60-90％的收率，取决于R的化学性质。该反应用易得的常用物质POCl3，在催化量的氯化氢存在下，在100-160℃，优选120-140℃的温度下进行。在优选的温度范围，反应时间为5-10小时。POCl3与2，2，4-三氯-4-氰基-丁酸酯的摩尔比为10∶1至1∶1，优选的范围为2∶1至3∶1。如果使用高比率时，建议在反应结束时蒸馏出过量的POCl3，再循环使用。反应完成后，蒸去过量的POCl3，向残余物中加入水，用有机溶剂提取，得2，3，5，6-四氯吡啶粗产物。通过常规方法如升华、结晶或水蒸汽蒸馏，得到纯产物。得到的纯产物m.p.为89-90℃；1H-NMR(CDCl3)δ 7.88ppm(单峰)。经分析在所有方面均与标准样品2，3，5，6-四氯吡啶一致。
推荐以合并的反应物和溶剂总重量的0.5-5％的量使用干燥的HCl气体，优选的使用量为1.5-3％。就反应进行时产物HCl这个意义上讲，此反应是自动催化的。
反应也可以在非质子传递的和非反应性的溶剂(如芳烃和脂肪烃及卤代烃)存在下进行，而不严重影响反应效率。
按照本领域已知的方法可容易地制备上述式I的原料，即2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯和2，2，4-三氯-4-氰基丁酸的其它酯。所述已知方法描述于化学文献中，例如J.Org.Chem.，Vol.29，PP2104-5(1964)；Tetrahedron，Vol.29，PP.827-832(1973)；J.Org.Chem.，Vol.41，PP396-398(1976)；和US 5,017,705。
本发明描述的方法的简单性使其完全可用于大规模生产。用低级烷基酯获得的高产率使本发明方法从经济的观点看具有吸吲力。尽管必须使用过量的POCl3，但其80％可被回收并循环使用。本发明方法也是经济合理的，因为在本高产率反应中的主要副产物是磷酸和其酯(后者可水解成前者)。
下面通过非限定性的实施例更详细描述本发明。
实施例1将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯(12.0g)和磷酸氯(40ml)和干燥的HCl气体放入密封的玻璃反应器中，反应器浸入140℃的热调节的油浴中。在该温度10小时后，反应器冷却至室温，并在106℃蒸出挥发物得POCl332ml。向蒸馏残余物中加入碎冰，该浆液搅拌15分钟，然后用二氯甲烷提取。蒸去二氯甲烷，残余物在30-35℃/0.2mmHg升华，得白色结晶性固体，2，3，5，6-四氯吡啶，重9.6g(90.6％产率)，m.p.88-90℃。
实施例2如上所述重复实施例1，但在140℃的加热时间减少至5小时，升华后得到的2，3，4，6-四氯吡啶是7.2g(68％产率)。
实施例3将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸苯酯(12.0g)、磷酰氯(40ml)和干燥氯化氢气体(1.4g)于140℃加热10小时。得到的反应混合物按实施例1所述进行后处理。回收33ml POCl3。升华的产物2，3，5，6-四氯吡啶重5.34g(60％产率)。
实施例4如上所述重复实施例3，但反应温度降至110℃且反应时间减少至5小时。蒸发二氯甲烷溶液，称重并用内标法经GLC分析。结果表明2，3，5，6-四氯吡啶的产率为62％。
实施例5
将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸丁酯(12g)、磷酰氯(40ml)和干燥氯化氢气体(1.6g)在140℃加热10小时，得到的反应混合物按实施例1所述进行后处理，回收到32ml POCl3。后处理得到的二氯甲烷溶液用GLC内标法分析。分析表明2，3，5，6-四氯吡啶的产率为62％。
实施例6将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸对甲苯基酯(12g)、磷酰氯(40ml)和干燥的氯化氢气(1.6g)于140℃加热10小时。冷却至室温后加入冰。将水浆液进行水蒸汽蒸馏，从水蒸馏液中滤出白色固体，在60℃真空干燥至恒重。干燥的固体，2，3，5，6-四氯吡啶的m.p.为87-88℃，重6.03g(71％产率)。
实施例7将2，2，4-三氯-4-氰基丁酸甲酯(12g)、磷酰氯(16.5ml)和二甲苯(16ml)放入玻璃管反应器中，并用干燥HCl气加压至4个大气压，然后在140℃加热10小时，压力逐渐增加至20个大气压。得到的冷却的反应混合物注入冷水中，进行水蒸汽蒸馏。分离出蒸馏液的有机相，测定2，3，5，6-四氯吡啶(HPLC)，9.4g(83％产率)。
实施例8重复实施例7，但用同体积的环己烷代替二甲苯。得到的冷却的反应混合物注入冷水中，分离有机相。水相用2×15ml热环己烷提取。合并的有机相用碳酸钠溶液和水洗，并测定2，3，4，6-四氯吡啶(HPLC)，9.06g(80％产率)。
实施例9重复实施例8，但用同体积的1，2-二氯乙烷代替环己烷，按实施例8处理反应混合物后，得2，3，5，6-四氯吡啶8.8g(78％产率)。
实施例10按实施例7所述，处理2，2，4-三氯-4-氰基丁酸甲酯(12g)和磷酰氯(20g)的混合物。冷却至70℃后，将该稠的黑色反应混合物倒入冷水中，得到的浆液水蒸汽蒸馏，得白色结晶性固体，2，3，5，6-四氯吡啶干燥后重8.9g(79％产率)。
权利要求
1.一种制备2，3，5，6-四氯吡啶的方法，它包括在催化量的氯化氢存在下和任选在质子惰性溶剂存在下，必要时在升高的压力下，使通式I的2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯与过量的磷酰氯在100-160℃，优选120-140℃的温度下反应约5-10小时， 其中R是烷基、芳基或芳烷基。
2.权利要求1的方法，其中所述酯是由C1-C6烷醇衍生的。
3.权利要求1的方法，其中所述酯是2，2，4-三氯-4-氰基丁酸乙酯。
4.权利要求1-3中任一权利要求的方法，其中POCl3与2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯的摩尔比为10∶1至1∶1。
5.权利要求4的方法，其中所述的摩尔比为2∶1至3∶1。
6.权利要求1-5中任一权利要求的方法，在质子惰性的溶剂中实施。
7.权利要求6的方法，其中所述溶剂选自芳烃、脂肪烃和卤代烃。
全文摘要
一种新的、简单而高产率的制备2，3，5，6-四氯吡啶的方法，包括在催化量的氯化氢存在下和任选在质子惰性溶剂存在下，必要时在升高的压力下，使2，2，4-三氯-4-氰基丁酸酯与过量的磷酰氯在100-160℃，优选120-140℃的温度下反应约5-10小时。
文档编号C07D213/61GK1133037SQ94193818
公开日1996年10月9日 申请日期1994年9月2日 优先权日1993年9月3日
发明者Y·施沃 申请人:卢森堡工业(帕莫尔)有限公司
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