一種β-三氟甲基吡啶氯代物的精制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種采用減壓精餾-熔融結(jié)晶耦合工藝精制 β-三氟甲基吡啶氯代物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 三氟甲基吡啶氯代物是用于制備醫(yī)藥品、農(nóng)用化學(xué)品及生物制劑的重要化工 原料。在農(nóng)藥方面，2-氯-5-三氟甲基吡啶是生產(chǎn)高效除草劑吡氟禾草靈（商品名精穩(wěn)殺 得）、殺蟲劑啶蟲丙醚等產(chǎn)品的關(guān)鍵中間體，2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶是合成農(nóng)藥殺蟲劑 定蟲隆、除草劑吡氟氯禾靈（蓋草能）和殺菌劑氟啶胺的關(guān)鍵中間體，這些含氟農(nóng)藥具有廣 譜內(nèi)吸、持續(xù)期長、高效低毒等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。
[0003] 合成β -三氟甲基吡啶氯代物的方法較多，其中以3-甲基吡啶氣相同時(shí)氯化氟化 的一步法最具有工業(yè)價(jià)值。對(duì)于一步法在反應(yīng)器中氟氯化合成，例如《2-氯-5-三氟甲基 吡啶（2, 5-CTF)的合成》（《有機(jī)氟工業(yè)》2010年第1期）中提到，以CrF3/Al20 3為催化劑， 在反應(yīng)溫度為430°C，催化劑停留時(shí)間為7s的條件下，2-氯-5-三氟甲基吡啶占粗產(chǎn)品的 51. 5%;《2-氯-5-三氟甲基吡啶合成及應(yīng)用研究》（《精細(xì)與專用化學(xué)品》第12卷第7期） 中提到以MnF3/C為催化劑，0：1 4為稀釋劑，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水洗、堿洗、干燥、蒸餾除去CC14后分 析結(jié)果為：2-氯-5-三氟甲基吡啶含量為38. 7%，2-氯-3-三氟甲基吡啶含量為14. 8%， 2, 6-二氯-3-三氟甲基吡啶含量為22. 8 %，未知物22. 7 %。
[0004] 因吡啶環(huán)定位氯化難度較大，3-甲基吡啶一步氯化氟化法存在副產(chǎn)物多、沸點(diǎn)相 近、提純困難的問題。US7502279A、CN201210395552. 8、US12475780A等相關(guān)合成專利只 提及采用精餾等常用的方法進(jìn)行產(chǎn)物的分離，但當(dāng)采用減壓精餾進(jìn)行提純時(shí)存在以下問 題：雜質(zhì)組分多且同分異構(gòu)體雜質(zhì)含量高，難以得到高純的β-三氟甲基吡啶氯代物產(chǎn)品 (多99% );精餾結(jié)束時(shí)塔釜中殘留很多重組分物質(zhì)、焦油及固體狀焦物；所需塔板數(shù)多、回 流比高，精餾過程能耗大。
[0005] 因此，開發(fā)一種β -三氟甲基吡啶氯代物的精制方法具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種能耗低、收率高、產(chǎn)品純度高和綠色環(huán)保的β -三氟 甲基吡啶氯代物的精制方法。
[0007] 本發(fā)明所述的β-三氟甲基吡啶氯代物，其結(jié)構(gòu)式如下（I)，其中：Xp X2、XjPX4 獨(dú)立地選自Η或Cl。
[0008]
[0009] 為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0010] -種β-三氟甲基吡啶氯代物的精制方法，采用熔融結(jié)晶方法精制β-三氟甲基 吡啶氯代物，包括以下步驟：
[0011] (a)將結(jié)晶器升溫至β-三氟甲基吡啶氯代物熔點(diǎn)以上1~5°C，通入β-三氟甲 基啦啶氯代物粗品并恒溫15min~60min ;
[0012] (b)降溫至β-三氟甲基吡啶氯代物凝固點(diǎn)以下4~20°C，保持2~5h后排出未 結(jié)晶的母液，其中降溫的同時(shí)加入三氟甲基吡啶氯代物晶種；
[0013] (c)升高溫度使晶體發(fā)汗，排出汗液；
[0014] (d)將結(jié)晶器升溫至β -三氟甲基吡啶氯代物熔點(diǎn)以上，使晶層融化，即得高純度 的β-三氟甲基吡啶氯代物。
[0015] 上述步驟（b)中，作為優(yōu)選的方式，降溫速率為0· 02~0· 1°C /min，降溫至β -三 氟甲基吡啶氯代物凝固點(diǎn)以下4~20°C ;作為進(jìn)一步優(yōu)選的方式，所述降溫速率為0. 05~ 0.08°C /min，在β-三氟甲基吡啶氯代物凝固點(diǎn)的±1~3°C加入β-三氟甲基吡啶氯代 物晶種。
[0016] 上述步驟（c)中，作為優(yōu)選的方式，發(fā)汗升溫速率為0.03~O.TC/min，發(fā)汗升 溫至β-三氟甲基吡啶氯代物熔點(diǎn)的±0~5°C;作為進(jìn)一步優(yōu)選的方式，發(fā)汗升溫速率為 0· 06 ~0· 08。。/min〇
[0017] 作為優(yōu)選的方式，上述步驟（b)和（c)中得到的母液和汗液循環(huán)至減壓精餾步驟 作為進(jìn)料。
[0018] 上述步驟（a)中的β-三氟甲基吡啶氯代物粗品可以通過減壓精餾獲得，包括以 下步驟：
[0019] 將含β-三氟甲基吡啶氯代物的混合物加入精餾塔進(jìn)行減壓精餾，精餾壓力為 5~20kPa，精餾回流比為3~30,從塔頂處收集得到β -三氟甲基吡啶氯代物粗品。
[0020] 作為優(yōu)選的方式，上述精餾壓力為10~15kPa，精餾回流比先控制為3~15、再控 制為10~30 ;作為進(jìn)一步優(yōu)選的方式，所述精餾回流比先控制為6~10、再控制為15~ 20〇〇
[0021] 作為一種優(yōu)選的方式，本發(fā)明所述的β-三氟甲基吡啶氯代物的精制方法中，優(yōu) 選采用減壓精餾-熔融結(jié)晶耦合工藝提純?chǔ)?-三氟甲基吡啶氯代物產(chǎn)品，即先采用減壓精 餾對(duì)β -三氟甲基吡啶氯代物粗品進(jìn)行初步分離、再使用熔融結(jié)晶進(jìn)一步精制。
[0022] 本發(fā)明提供的精制方法具有以下優(yōu)勢(shì)：
[0023] (1)得到的目標(biāo)產(chǎn)物β-三氟甲基吡啶氯代物純度高于99%，最大雜質(zhì)含量小于 0. 2%，能夠?兩足制備醫(yī)藥品、農(nóng)用化學(xué)品及生物制劑等的要求；
[0024] (2)通過精餾和結(jié)晶耦合，使結(jié)晶過程排放的母液和汗液循環(huán)利用，較單一結(jié)晶過 程大大地提高了收率。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不將本發(fā)明局限于這些具 體實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的 所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。
[0026] 下述實(shí)施例中產(chǎn)品的單程收率=(產(chǎn)品質(zhì)量X產(chǎn)品純度V(結(jié)晶原料質(zhì)量X結(jié) 晶原料純度）。
[0027] 實(shí)施例1 :減壓精餾
[0028] 以3-甲基吡啶氣相氟化氯化得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶的產(chǎn)物為原料進(jìn)行 間歇精餾實(shí)驗(yàn)，該產(chǎn)物中主要物質(zhì)的質(zhì)量含量為：3_三氟甲基吡啶4. 3%、2_氯-5-三氟甲 基吡啶28. 1 %、2_氯-3-三氟甲基吡啶10. 6%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶4. 0%、其他 53. 0%〇
[0029] 取上述產(chǎn)物567g于三口燒瓶中，燒瓶上接一根長1. 4m，直徑5cm的精餾柱，向燒 瓶中加入沸石后開啟加熱，液體沸騰后開始全回流，全回流lh后開始采出塔頂餾分，收集 沸點(diǎn)98~103°C的餾分。精餾過程壓力為約15kPa，回流比前期控制為6~10,后期為 10~20。經(jīng)氣相色譜分析，收集的餾分中主要物質(zhì)的含量為：2_氯-5-三氟甲基吡啶的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為86. 8% (其塔頂采出率為79. 6% )、3_氯-5-三氟甲基吡啶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2. 8%、 2-氯-3-三氟甲基吡啶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.7%。
[0030] 實(shí)施例2 :減壓精餾
[0031] 以3-甲基吡啶氣相氟化氯化得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶的產(chǎn)物為原料進(jìn)行 間歇精餾實(shí)驗(yàn)，該產(chǎn)物中主要物質(zhì)的質(zhì)量含量為：3_三氟甲基吡啶4. 3%、2_氯-5-三氟甲 基吡啶28. 1 %、2_氯-3-三氟甲基吡啶10. 6%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶4. 0%、其他 53. 0%〇
[0032] 取上述產(chǎn)物267g于三口燒瓶中，燒瓶上接一根長1. 4m，直徑5cm的精餾柱，向燒瓶 中加入沸石后開啟加熱，液體沸騰后開始全回流，全回流lh后開始采出塔頂餾分，收集沸 點(diǎn)104~107°C的餾分。精餾過程壓力為約15kPa，回流比前期控制為6~15,后期為10~ 20。經(jīng)氣相色譜分析，收集的餾分中主要物質(zhì)的含量為：2_氯-3-三氟甲基吡啶的質(zhì)量分 數(shù)為90. 2%、2_氯-5-三氟甲基吡啶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 3%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 4%。
[0033] 實(shí)施例3 :減壓精餾
[0034] 以3-甲基吡啶氣相氟化氯化得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶的產(chǎn)物為原料進(jìn)行 間歇精餾實(shí)驗(yàn)，該產(chǎn)物中主要物質(zhì)的質(zhì)量含量為：3_三氟甲基吡啶4. 3%、2_氯-5-三氟甲 基吡啶28. 1 %、2_氯-3-三氟甲基吡啶10. 6%、2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶4. 0%、其他 53. 0%〇
[0035] 取上述產(chǎn)物267g于三口燒瓶中，燒瓶上接一根長1. 4m，直徑5cm的精餾柱，向燒瓶 中加入沸石后開啟加熱，液體沸騰后開始全回流，全回流lh后開始采出塔頂餾分，收集沸 點(diǎn)105~107°C的餾分。精餾過程壓力為約10kPa，回流比前期控制為6~15,后期為15~ 30。經(jīng)氣相色譜分析，收集的餾分中主要物質(zhì)的含量為：2, 3-二氯-5-三氟甲基吡啶的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為92. 4%。
[0036] 實(shí)施例4 :恪融結(jié)晶
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