农药中间体3- 氯-4- 氨基-1-（3- 吡啶基）-1H-吡唑的合成工艺研究

杨志彬,田俊波,赵云现,崔金旺

（保定保利瑞合生物科技有限公司,河北保定071250）

1 前言

3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑是一种棕色固体，熔点为143～147℃,是合成农药Tyclopyrazoflor（GF-3242）的关键中间体。Tyclopyrazoflor（GF-3242）是陶氏益农公司开发的吡啶基吡唑类杀虫剂，该杀虫剂具有化学结构新颖、作用机理独特、高效广谱、与环境友好的特点，对棉粉虱、甘薯粉虱、棕榈象甲、茄科植物蚜虫的防治效果最佳，它的合成工艺也是目前研究的热点。本文对其中间体3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成工艺路线进行了介绍，从中筛选出较优的工艺路线进行合成工艺进行了研究，优化出了最佳的工艺条件，为工业化生产提供了可靠的参考依据。

2 工艺路线的选择

根据查阅国内外文献，同时参考和借鉴同类化合物的合成工艺，3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成工艺主要是以3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑作为起始物料进行硝化和还原反应得到。硝基还原有铁粉还原和钯炭加氢还原两条工艺，根据产品质量高低、三废多少、成本高低等各因素综合比较，确定出了第二条钯炭加氢还原工艺作为较优的生产工艺路线。

第一条铁粉还原工艺，合成路线见图1。

图1

该条路线三废多，有铁泥产生，成本高，产品提纯繁琐,故不采用此条工艺路线进行研发。

第二条钯炭加氢还原工艺，合成路线见图2。

图2

该条路线三废少，过滤后催化剂可以套用，成本低，产品易于分离，属绿色工艺，故采用此条工艺路线进行研发。

3 实验部分

3.1 原料种类及质量规格（见表1）

表1

3.2 实验过程

3.2.1 3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成

向1000mL 反应瓶中加入40mL 浓硫酸，搅拌下加入20g 3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑，用冰水浴冷却到5℃以下，滴加由20mL 浓硝酸和10mL 浓硫酸配成的混酸，维持反应温度＜15℃，滴加完毕，去掉冰水浴，温水升温到20℃，保持15h，将反映无聊慢慢地倒入500 mL 水中稀释，控制温度＜18℃用50%氢氧化钠溶液调节pH＞8，调节完毕，再在室温下搅拌3，滤饼用水洗三次，每次用水200mL，干燥得到类白色固体24.9g，熔点：140～144℃。收率99.6%。

3.2.2 3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成

向500mL 高压釜中加入250mL 乙醇，搅拌下加入23.2g 3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑、50%氢氧化钠溶液10mL，从高压釜底部通入氮气，再加入2.2g10%Pd／C 催化剂。系统密闭后，停止氮气通入。开启真空阀门抽走高压釜中氮气，再改用氢气置换3 次，开动搅拌，开始加热，调节转速为280r／min 左右，当温度升至75～78℃时，调节转速为500r／min 左右，继续向釜内通入的氢气，直至釜内氢气压力0.3MPa，不再下降时，停止加氢操作，降温到室温，泄压，再开釜取料，过滤出催化剂保存套用，滤液用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液，用饱和碳酸氢钠溶液充分洗涤后减压浓缩得到棕色固体19.44g，熔点：143～147℃, 收率98.0%。

4 实验结果与讨论

4.1 3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的优化实验

4.1.1 不同的原料物质的量比对3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影响（见表2）

表2

根据以上实验数据，当3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶硝酸=1∶3 时产物收率最高达到98%，再提高硝酸的物质的量比，产物收率不再提高，故确定3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶硝酸=1∶3 为合成3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳物质的量比。

4.1.2 不同的反应时间对3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影响（见表3）

表3

根据以上实验数据，当反应时间为3h 时产物收率最高达到98%，再延长反应时间，产物收率提高很小，经综合考虑确定反应时间为3h 作为合成3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳反应时间。

4.2 3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的优化实验

4.2.1 不同的3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑和10%Pd/C 的重量比对3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影响（见表4）

表4

根据以上实验数据，当3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶10%Pd/C 重量比为1∶0.095 时产物收率最高达到98%，再增大10%Pd/C 的用量，产物收率提高很小，综合考虑确定3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶10%Pd/C 重量比为1∶0.095 作为合成3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳重量比。

4.2.2 不同的反应压力对3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影响（见表5）

根据以上实验数据，当反应压力为0.3MPa时产物收率最高达到98%，再增大压力，产物收率提高很小，综合考虑确定确定反应压力为0.3MPa 作为合成3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳反应压力。

表5

5 结论

5.1 以3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑作为起始物料进行硝化和10%钯炭加氢还原得到3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑，此条工艺可行，产品总收率为96.04%。

5.2 对3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成进行优化实验，3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶硝酸=1∶3 为最适宜的物质的量比，反应时间为3h 作为最佳反应时间，收率最高为98.00%。5.3 3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成实验时，必须在投料完毕后要对反应釜进行除氧。先对反应釜抽真空，关闭真空阀门，充入氮气至表压0.1 MPa，关闭气阀。开启真空阀门抽走高压釜中氮气，再改用氢气置换3 次。

5.4 对3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成进行优化实验，3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑：10%Pd/C 重量比为1:0.095 作为最佳重量比，反应压力为0.3MPa 作为最佳反应压力，收率最高为98.00%。