二氯甲烷氯化合成2-氯吡啶

刘善和，梁锡臣，张　涛，方红新，贾　兰

（安徽国星生物化学有限公司，安徽马鞍山243000）

二氯甲烷氯化合成2-氯吡啶

刘善和，梁锡臣，张涛，方红新，贾兰

（安徽国星生物化学有限公司，安徽马鞍山243000）

主要介绍了利用一种有机试剂作为催化剂催化吡啶直接生成2-氯吡啶。氯化并不需要氯气、三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷和光气等剧毒物质作为氯代试剂，而是用了二氯甲烷。反应在常温常压下进行，最终2-氯吡啶的产率达到80%。

吡啶；2-氯吡啶；二氯甲烷；乙酸氟

2-氯吡啶是一种重要的化工中间体，主要用于医药和农药的合成，在医药方面可以生产抗组胺剂非尼腊明（1）以及抗心律不齐药达舒平（2）；在日化产品上可以生产杀真菌剂巯氧吡啶锌盐（3）；在农药方面可以生产氯吡脲（4），其是一种全新的高活性、低毒、广谱的植物生长调节剂，它的细胞分裂活性是激动素和玉米素的10～100倍，在花期前施用可以诱导单性结实成无籽果，提高作物的座果率；花期或花后施用可以增大果实，显著提高农作物的产量和果实品质。

从1891年人们就开始探索2-氯吡啶的合成路线，100多年来，随着实验条件的不断改善和化学理论的逐步完善，已经探索出一些新的合成方法，按照原料不同主要有三种：①吡啶衍生物的氯化；②吡啶的直接氯化；③其它环合方法。

路线1：以2-氨基吡啶为原料：

该工艺的原料2-氨基吡啶的合成比较困难，总收率不高。

路线2：以2-羟基吡啶为原料：

该工艺的原料来源同样比较困难，并且需要通入光气，不利于人身安全和环境保护。

路线3：以吡啶为原料经氧化、氯化、还原：

该工艺相对来说原料易得，但是反应的步骤比较多，造成整体反应的收率比较低。

路线4：以吡啶为原料直接氯化合成：

该工艺要求比较高，副产物比较多，并且单程收率低。

本文主要研究了吡啶用卤代烷直接氯化为2-氯吡啶的方法，并对反应的条件进行了优化。

1　实验部分

1.1主要原料

吡啶、二氯甲烷、乙酸氟。

1.2合成原理

此反应的合成过程示意如下：

吡啶氯化反应的条件十分苛刻，我们希望用一种很温和的方法就能得到高产率的产物。设想将氮原子旁边的碳原子上变为正电荷，可以促进反应的进行，然后卤素负离子进攻氮原子边上的碳原子形成2-氯吡啶。

1.3 2-氯吡啶的合成方法

将79g的吡啶和170g的二氯甲烷在反应烧瓶中搅拌混合，15min后通过滴加的方式加入乙酸氟77g，在室温下反应。反应结束后减压蒸馏除去二氯甲烷、吡啶等原料和一些副产物，剩下高沸点的物质即为2-氯吡啶。

2　结果与讨论

2.1不同种类催化剂对反应的影响

使用不同的无机金属催化剂各0.05mol和1mol的乙酸氟进行对比，以二氯甲烷为溶剂，在25℃的条件下反应8h，取样分析2-氯吡啶的产率，结果如表1所示。

表1　催化剂种类对反应的影响

从表1可以看出，金属无机催化剂对于此反应的催化活性非常低，加大PdCl2和PtCl2的用量，产率并没有得到很大的提高。然而使用AcOF催化剂后产率明显的提高，所以确定用AcOF为催化剂。

2.2催化剂用量对反应的影响

将79g的吡啶和170g的二氯甲烷搅拌混合15min后，通过滴加的方式加入不同量的乙酸氟，室温下反应8h后，测定2-氯吡啶的产率，结果见表2。

表2　催化剂用量对反应的影响

从表2可以看出，当乙酸氟的用量少于1mol时，增加乙酸氟用量，2-氯吡啶的产率得到很大提高；当乙酸氟的用量高于1mol时，2-氯吡啶的产率也会增加，但是幅度很小，所以最终确定乙酸氟的用量为1.2mol。

2.3温度对反应的影响

将79g的吡啶和170g的二氯甲烷搅拌混合15min后，通过滴加的方式加入乙酸氟92.4g，在不同的温度下反应，结果如表3所示。

表3　温度对反应的影响

从表3可以看出，温度从低温升至常温25℃时，2-氯吡啶的产率会得到提高；25℃的时候产率最高，达到80%左右。当温度继续升高，产率反而下降，这是因为温度升高，二氯甲烷挥发变快，产率大大降低。最终反应温度定在25℃为宜。

2.4溶剂种类对反应的影响

将79g的吡啶和170g的不同溶剂搅拌混合15min后，通过滴加的方式加入乙酸氟92.4g，在25℃的温度下反应，结果如表4所示。

表4　溶剂种类对反应的影响

从表4可以看出，脂肪卤代烃（二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷）的产率都相对较高，芳香卤代烃（氯苯、邻二氯苯）却不能发生。使用二氯甲烷作为溶剂的产率最高，所以确定以二氯甲烷为溶剂。

2.5反应时间对反应的影响

将79g的吡啶和170g的二氯甲烷搅拌混合15min后，通过滴加的方式加入乙酸氟92.4g，在25℃的温度下反应不同时间，结果如表5所示。

表5　反应时间对反应的影响

从表5可以看出，反应时间在4h以下，随着时间的推移，2-氯吡啶的产率渐渐的提高；当反应时间大于4h后，2-氯吡啶的产率基本没有什么变化，所以反应时间定在4h为宜。

3　结论

经过实验，最终确定合成2-氯吡啶的最佳工艺条件为：①乙酸氟和吡啶的摩尔比为1.2∶1；②反应的温度为25℃；③反应的溶剂为二氯甲烷；④反应的时间为4h。在此反应条件下，2-氯吡啶的产率为80%。

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[8]Nevstad，G.0.；Songstad，J[J].Acta Chem.Scand.，Ser.E，1984，38：469.

Synthesis of 2-Chloropyridine from Dichloromethane Chloride

LIU Shan-he，LIANG Xi-chen，ZHANG Tao，FANG Hong-xin，JIA Lan
（Anhui Costar BiochemistryCo.，Ltd.，Maanshan 243000，China）

The article describes that using a kind of organic reagent as catalyst to synthesis 2-chloropyridine with pyridine as rawmaterials.The chlorination reaction do not use toxic substances such as chlorine gas，phosphorus trichloride，phosphorus pentachloride，phosphorus oxychloride and phosgene，but use the methylene chloride.The reaction is under atmospheric pressure and roomtemperature，finally，the yield of2-chloropyridine is reached 80%.

pyridine；2-chloropyridine；dichloromethane；acetyl hypofluorite

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.019

O625.8；TQ248

A

1008-553X（2016）04-0061-03

2015-12-30

刘善和（1978-），男，工程师，从事企业管理及农药合成研究工作，0555-6755888，18955512888，liushhe@yahoo.com.cn；通讯联系人：梁锡臣（1986-），男，毕业于常州大学，硕士，从事化学工艺优化及有机合成研究工作，0555-6755990，18726000930，lxc19861211@163.com。