[发明专利]一种2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶的合成方法

说明书

本发明公开了一种2,3‑二氯‑5‑三氯甲基吡啶的合成方法，以微反应器作为氯化反应通道，微反应器通道的前半程作为一次氯化通道，后半程装填催化剂B作为二次氯化反应通道。首先将2‑氯‑5‑甲基吡啶与化催化剂A在混合室充分混合，再与氯气连续化经过一次氯化通道反应得到2‑氯‑5‑三氯甲基吡啶，再经过二次氯化通道反应得到2,3‑二氯‑5‑三氯甲基吡啶的粗油层，粗油层碱洗除氯精馏得到高浓度2,3‑二氯‑5‑三氯甲基吡啶，总收率在82‑93％。该方法工艺流程简洁，并联可进行放大化生产，催化剂B可循环重复使用、且显著缩短氯化时间，提高氯气利用率，降低产物后处理难度，节约2,3‑二氯‑5‑三氯甲基吡啶合成成本。

技术领域

本发明涉及一种2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶的合成方法，具体涉及以2-氯-5-甲基吡啶为原料，使用微通道反应器经过一次氯化和二次氯化反应合成2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶。

背景技术

2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶是重要的农药中间体，它不仅用于合成农药烯啶虫胺，还是烟碱类农药吡虫啉、啶虫脒、噻虫啉等产品的重要中间体。其下游产品2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶是氟代氮杂环类农药中重要的中间体，由它合成的农药，一类如吡氟禾草灵、氯氟乙禾灵、吡氟氯禾灵等含氟除草剂，具有药效高、毒性低、污染小等特点。另一类如啶蜱脲、定虫隆、氟啶脲等含氟苯甲酰脲类杀虫剂，作用机理独特，具有高效、低毒、对环境友好等显著特点。同时它们也是含氟杀菌剂氟啶胺的中间体。这些产品均已成为国际市场的骨干产品，市场前景广阔。

现有技术中，专利CN 104557683B公布以下方法：以铜的氧化物、铜的氯化物或其组合作为氯化催化剂，2-氯-5-氯甲基吡啶与氯化试剂氯气发生氯化反应得到2，3-二氯-5-三氯甲基吡啶，其不足在于氯化时间过长，通常大于60h，催化剂用量高且催化剂带入下步反应验证影响氟化合成2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶。

专利CN 100564359C公布以下方法：采用MoO₂、MoO₃、MoCl₅、MoCl₂O₂、WCl₆或其组合作为催化剂，以2-氯-5-氯甲基吡啶为原料，在催化剂和氯气等存在下，反应温度为100～250℃，氯化合成2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶，其不足在于氯化时间较长，氯气利用率低，产物后处理步骤较多。

专利CN 103058918 B公布以下方法：以2-氯-5-甲基吡啶为原料，在自由基反应引发剂类催化剂与钼或钨化合物类催化剂作用下，进行氯化合成反应，可根据两种类型催化剂比例合成2-氯-5-三氯甲基吡啶与2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶两种产品任意比例的混合物，其不足在于两种催化剂需要间歇式投入，氯化时间过长，总氯化时间大于15h，且产物中催化剂后处理去除工艺较难操作。

上述专利合成2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶由于吡啶结构的特殊性使得氯化过程不易进行，均存在氯化温度高、氯化时间长、氯气利用率低、产物后处理困难等缺点。而且已知工艺中大多采用2-氯-5-氯甲基吡啶为原料，但该原料不易得，原料易结晶，工艺操作存在一定难度。这样无形中增加了成本和操作难度，使其合成的农药成本长期居高不下，很难达到市场的需求。因此，开发一种高效简洁、成本低廉的氯化工艺迫在眉睫。

近年来，微化工技术已成为化学工程学科中一个新的发展方向和研究热点。微化工系统中各类基本单元的特征尺度在微米级，其表面积与体积的比值远大于常规系统，使得微通道中化工流体的传热、传质性能与常规系统相比有较大程度的提高。因此本发明以新型微反应器作为反应通道，将催化剂固定在微反应器通道内，通过液体进料泵和气体流量计控制精确进料，在微反应器内实现连续化高效氯化反应，并由2-氯-5-甲基吡啶一步合成得到2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶，且所得2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶粗油层在进行简单碱洗除氯后，2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶油层可直接进行精馏得到高浓度2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶。反应方程式如下：

发明内容