[发明专利]一种氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法

摘要

本发明公开了一种氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法，包括氧化反应、硝化反应、取代反应、重排水解反应、氯甲基化反应共5个反应步骤，原料2,3-二甲基吡啶经过氧化反应生成吡啶氮氧化物，吡啶氮氧化物经过消化反应制备出2,3-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物，再经过取代反应得到4-烷氧基吡啶氮氧化物，然后经过重排水解反应得2-羟基-4-烷氧基吡啶化合物，最后经过氯甲基化反应得到精制的氯甲基吡啶化合物。本发明生产过程中产生的废物得到循环利用，既保护了环境，又综合利用的废物资源，变废为宝，化害为利，且大幅度降低了生产成本，产品的竞争力强。

主权项

 一种氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法，其特征在于它采用以下生产原料、工艺流程：1）氧化反应：将2, 3‑二甲基吡啶用乙酸稀释，滴加一定量的浓硫酸，升温到80~100℃，滴加质量浓度为28~32%的双氧水，滴加完毕保温反应4~5 h，反应完毕，用还原剂淬灭，减压蒸馏回收溶剂，残留液——吡啶氮氧化物直接进行下步反应；蒸馏出来的乙酸和水用共沸精馏法分离，得到的乙酸重复利用；2）硝化反应：将氧化反应所得的吡啶氮氧化物在温度<10℃下加入浓硫酸，随后升温至80~90℃，缓慢滴加浓硫酸与浓硝酸体积比2.5~3.5：1的混酸，在该反应步骤注意添加NO2尾气吸收设备以利于环境保护，滴加完毕保温反应4 ~8h，以6h为佳，中控终点；反应结束将反应液冷却后倒入冰水中，搅拌下用碱中和至pH=8~10，加入乙酸乙酯或其他利于工业化的有机溶剂萃取并分离出有机相，干燥并减压蒸干有机相，得到黄色固体粗产物，用乙醇重结晶，即得纯品2,3‑二甲基‑4‑硝基吡啶‑N‑氧化物；萃取剂经减压蒸馏可重复利用，水相进一步处理得到Na2SO4、NaNO3及其它无机盐。3）取代反应：将硝化反应中得到的2,3‑二甲基‑4‑硝基吡啶‑N‑氧化物加入到K2CO3、醇、乙腈和TBAB的混合溶液中，60~80℃反应5~6 h，中控终点；反应完全后，冷却并减压蒸馏，所得馏分确定醇含量后可重复利用；减压蒸馏后得到的粘稠物用甲苯萃取并过滤，滤液减压蒸馏，得到4‑烷氧基吡啶氮氧化物，回收的甲苯重复利用，滤饼为无机盐，与硝化反应中的废水合并处理；4）重排水解反应：向取代反应得到的4‑烷氧基吡啶氮氧化物中加入乙酸酐和浓H2SO4，90~105℃反应8~12h，TLC检测反应终点，减压蒸馏得到重排产物和少量残留乙酸与乙酸酐的混合溶液，向其中加入NaOH溶液调节PH至中性，再加入3eq的10~15%NaOH溶液进行水解反应，55~65℃反应7~15h，TLC检测反应终点，反应完全后，冷却并用乙酸乙酯萃取，萃取液干燥、过滤、滤液减压蒸馏，得2‑羟甲基‑4‑烷氧基吡啶化合物。减压蒸馏所得的乙酸和乙酸酐的混合液通过分馏分离回收，重复利用；萃取剂乙酸乙酯亦重复利用；得到的醋酸钠废水，做进一步环保处理后排放；5）氯甲基化反应：将重排水解反应得到的2‑羟甲基‑4‑烷氧基吡啶化合物溶于二氯甲烷中，并加入催化量的DMF，添加碱液吸收装置，在‑10~10℃条件下加入氯化亚砜，保温反应3~6 h，反应完全后，蒸馏浓缩到五分之一到七分之一的体积，向其中滴加乙酸乙酯，慢慢析出白色晶状固体，过滤，滤饼用丙酮‑乙醇重结晶，得到精制的本发明氯甲基吡啶衍生物产品，滤液加入冷的NaOH溶液处理排放，乙酸乙酯亦可通过减压蒸馏进行回收；蒸馏回收的氯化亚砜和二氯甲烷的混合物，再加入适量的氯化亚砜确定比例后重复利用。