2-氯-5-三氟甲基吡啶的合成研究

论文摘要

2-氯-5-三氟甲基吡啶是合成农药及医药的重要有机化工中间体。本文在探讨合成2-氯-5-三氟甲基吡啶的关键中间体2-氯-5-三氯甲基吡啶合成路线的基础上,确定了以3-甲基吡啶为原料的四步法合成工艺,即:N-氧化、吡啶环氯化、侧链氯化、氟化四步反应,分别得到中间体N-氧-3-甲基吡啶、2-氯-5-甲基吡啶、2-氯-5-三氯甲基吡啶和终产物2-氯-5-三氟甲基吡啶,通过对各步反应影响因素的考察,得到了较佳的小试合成工艺条件,以起始原料3-甲基吡啶计,反应的总收率为30.5%。该合成路线具有原料便宜易得、反应条件较为温和、反应过程易于控制等优点。各步合成反应条件为:1. N-氧-3-甲基吡啶合成:用30%过氧化氢为氧化剂,以冰乙酸为溶剂,在酸性下反应,3-甲基吡啶与30%过氧化氢的摩尔比为1:1.5,反应温度70℃,反应时间为24小时,粗产品中N-氧-3-甲基吡啶的含量为93.9%,收率为84.8%;2. 2-氯-5-甲基吡啶合成:用苯甲酰氯为氯化剂,以二氯甲烷作溶剂,三乙胺作吸酸剂,N-氧-3-甲基吡啶与苯甲酰氯的摩尔比为1:1.4,电动搅拌,微回流状态下反应3小时,粗产品中2-氯-5-甲基吡啶的含量为81.5%,收率为54.4%;3. 2-氯-5-三氯甲基吡啶合成:用氯气作氯化剂,偶氮二异丁腈作引发剂,邻二氯苯作溶剂,偶氮二异丁腈加入量为2-氯-5-甲基吡啶质量的5%,温度140℃,电动搅拌下反应20小时,粗产品中2-氯-5-三氯甲基吡啶的含量为78.3%,经硅胶柱分离后得到纯品,收率为82.7%;4. 2-氯-5-三氟甲基吡啶合成:用无水氟化钾作氟化剂,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作相转移催化剂,二甲基亚砜作溶剂,2-氯-5-三氯甲基吡啶与无水氟化钾的摩尔比为1:2,CTAB的加入量为2-氯-5-三氯甲基吡啶质量的8%,电动搅拌,微回流状态下反应6小时,2-氯-5-三氟甲基吡啶含量达99%以上,收率为80.0%。各步反应的中间体及最终产物均用GC-MS和1H NMR表征了其结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 2 文献综述
• 2.1 概述
• 2.1.1 2-氯-5-三氟甲基吡啶的结构和理化性质
• 2.1.2 2-氯-5-三氟甲基吡啶在农药上的应用
• 2.2 2-氯-5-三氟甲基吡啶的合成路线
• 2.2.1 以2-氨基-5-甲基吡啶为原料
• 2.2.2 以吡啶为原料
• 2.2.3 以3-甲基吡啶为原料
• 2.2.4 以3-三氟甲基吡啶为原料
• 2.2.5 以3-吡啶羧酸（烟酸）为原料
• 2.2.6 以2-氯-5-甲基吡啶为原料
• 2.2.7 以2-氯-5-三氯甲基吡啶为原料
• 2.2.8 以氯化苄为原料
• 2.3 立题依据及研究内容
• 3 3-甲基吡啶一步液相氯化法
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 实验过程
• 3.2.3 产物分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 小结
• 4 N-氧-3-甲基吡啶的合成
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验过程
• 4.2.3 实验结果分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 实验过程与数据分析
• 4.3.2 产物结构表征
• 4.4 小结
• 5 2-氯-5-甲基吡啶的合成
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 实验过程
• 5.2.3 实验结果分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 实验数据分析
• 5.3.2 产物结构表征
• 5.4 小结
• 6 2-氯-5-三氯甲基吡啶的合成
• 6.1 前言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 试剂与仪器
• 6.2.2 实验过程
• 6.2.3 实验结果分析
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 实验数据分析
• 6.3.2 产物结构表征
• 6.4 小结
• 7 2-氯-5-三氟甲基吡啶的合成
• 7.1 前言
• 7.2 实验部分
• 7.2.1 试剂与仪器
• 7.2.2 实验过程
• 7.2.3 产物分析
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 实验数据分析
• 7.3.2 产物结构表征
• 7.4 小结
• 8 结论
• 9 参考文献
• 10 在学研究成果
• 11 致谢