[发明专利]一种农药中间体2-氯-4-甲酰基戊腈的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化工的技术领域，涉及一种吡虫啉农药中间体的前体2-氯-4-甲酰基戊腈的合成方法，更具体地，涉及一种以丙醛和氯气为起始原料，取代制备了2-氯丙醛，再与丙烯腈催化加成反应，合成了2-氯-4-甲酰基戊腈，总收率稳定在70%以上。本发明先后经过氯取代、加成两步反应，即可得到2-氯-4-甲酰基戊腈，具有工艺流程简单、生产成本低、设备投资少和原料回收套用容易等特点，适合于工业化生产。

背景技术

2-氯-5-甲基吡啶（简称CMP）是合成新烟碱类杀虫剂的重要中间体，是生产高效杀虫剂吡虫啉、啶虫脒等一系列农药新品种的关键中间体，市场前景广阔。同时也是医药工业生产的重要原料。目前，含卤吡啶类化合物的合成方法主要有闭环法和吡啶类化合物氯代法。吡啶类化合物氯代法具有步骤简单、有较高的转化率，但是选择性一般较低，具多种氯化副产，原料成本较高，并且由于使用氯气氯化操作，存在设备投资高、副产分离繁琐、环境污染大等问题，增加了工业化难度。因此，闭环法成为国外内重点研究的合成方法，可以避免使用氯气有毒性气体，减少对环境的危害。

EP0393453、EP0512436专利中以3-甲基吡啶为原料，经过N-氧化，氯化而得。该法具有操作简单、投资费用低、生产成本相对较低等优点，但这种方法伴有异构体2-氯-3-甲基吡啶的产生，给产品的纯化分离带来较大困难。

JP07149726专利中以特定催化剂氯化钯作用下，将氯气直接通入3-甲基吡啶溶液中，一步直接合成2-氯-5-甲基吡啶。该法具有步骤少，反应条件温和、原料消耗少等优点，但存在催化剂成本高，回收困难，不能循环使用等缺点。

US4612377、US4645829专利中以吗啉、丙醛为原料，经过环化、脱氢、氯化等反应合成。该法具有反应步骤较长、原料繁多、产率较低、成本较高等缺点。

EP0569947专利中以烟酸为原料，经氯化、还原等反应合成。该路线具有反应步骤较多、原料短缺、生产成本较高等缺点，不适合于工业化生产。

CN102285913专利中以苄胺、丙醛为原料，经过加成、酰化，再在固体光气的作用下环合得到目标产物。该法具有工艺路线较长，原料成本高，使用固光，存在环境污染大等缺点。

US05229519专利中以环戊二烯、丙烯醛为原料，经过Diels-Alder反应，Michael加成等反应合成。该法具有不需使用剧毒氯气氯化，避免副产，直接环合，制备目标产物等优点，但操作过程复杂，存在大量的三废问题，而且有一定的安全隐患等缺点。

EP0546418、US5304651专利中以苄胺、丙醛为原料，经过环化，三氯氧磷氯化等反应合成。该法具有工艺流程长，原料生产成本高，存在产物与副产物氯苄及溶剂分离困难等缺点。

以上为合成2-氯-5-甲基吡啶的主要方法。然而，EP0162464专利以吗啉、丙醛为原料，合成了1-吗啉基丙烯，其与2-氯丙烯腈反应后，水解得到前体2-氯-4-甲酰基戊腈，然后，以DMF为溶剂和催化剂，氯化氢气体为引发剂，成功合成了2-氯-5-甲基吡啶，但是，1-吗啉基丙烯和2-氯丙烯腈的制备工艺比较复杂，并且对质量要求高，此外，2-氯丙烯腈为剧毒物质，对环境和操作人员伤害很大。

为此，本发明专利提出了制备前体2-氯-4-甲酰基戊腈的简便的工艺路线，具体如下所示：

发明内容

本发明属于有机化工的技术领域，涉及一种吡虫啉农药中间体的前体2-氯-4-甲酰基戊腈的合成方法，更具体地，涉及一种以丙醛和氯气为起始原料，取代制备了2-氯丙醛，再与丙烯腈催化加成反应，合成了2-氯-4-甲酰基戊腈，总收率稳定在70%以上。本发明先后经过氯取代、加成两步反应，即可得到2-氯-4-甲酰基戊腈，具有工艺流程简单、生产成本低、设备投资少和原料回收套用容易等特点，适合于工业化生产。

一种以丙醛、氯气、丙烯腈为原料，合成2-氯-4-甲酰基戊腈的方法，包括如下步骤：

（1）将有机介质Ⅰ、催化剂Ⅰ投入反应体系中，用氮气置换体系，在一定的温度下，通入氯气的同时，滴加适量丙醛，滴加毕，继续保温。

（2）保温毕，进行脱溶，回收溶剂套用，釜余进行负压蒸馏，收集2-氯丙醛。

（3）将有机介质Ⅱ、2-氯丙醛、丙烯腈、催化剂Ⅱ、配体投入高压釜中，搅拌，升温至预设反应温度，保温反应。

（4）保温毕，回收有机介质Ⅱ后，即可得到2-氯-4-甲酰基戊腈。