3，5，6-三氯吡啶- 2-醇钠的合成工艺

刘善和，梁锡臣，吴李瑞，强金凤，方红新，张璐，黄永升，张涛（安徽国星生物化学有限公司，安徽马鞍山243000）



3，5，6-三氯吡啶- 2-醇钠的合成工艺

刘善和，梁锡臣，吴李瑞，强金凤，方红新，张璐，黄永升，张涛
（安徽国星生物化学有限公司，安徽马鞍山243000）

摘要：以CuCl2复合催化剂催化三氯乙酰氯和丙烯腈制得三氯吡啶醇钠。反应分为加成、环合和碱析三步。加成反应在无溶剂的条件下进行，实验考查了温度、反应时间、催化剂等因素对合成收率的影响，最终确定加成反应温度为115℃，反应时间为48h。环合反应用了干燥的HCl气体，在室温下进行。此方法合成工艺简单，节约成本，三氯吡啶醇钠的收率提高到80％。

关键词：3，5，6-三氯吡啶- 2-醇钠；三氯乙酰氯；丙烯腈；无溶剂

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，18726000930，0555- 6755990，lxc19861211@163.com。

3，5，6-三氯吡啶- 2-醇钠纯品为浅黄色固体，主要用于生产广谱、低毒的有机磷杀虫剂毒死蜱。毒死蜱是一种高效、广谱、低毒、低残留的有机农药，具有触杀、胃毒和熏蒸作用，能有效防止百余种害虫，是世界上产量最大的农药产品之一。由于毒死蜱在农药产业中的作用越来越大，作为毒死蜱最重要的原料——三氯吡啶醇钠的合成工艺越来越受到重视。

文献报道的有吡啶或其衍生物法[1]、丙烯酸路线[2]、三氯乙酸苯酯路线[3]、三氯乙酰氯路线[4]，其中三氯乙酰氯法合成3，5，6-三氯吡啶- 2-醇钠路线根据加成、环化和芳构化反应是否分离可分为分步法[5]和一步法[6]，而一步法根据是否加压又分为常压一锅法和加压一锅法。丙烯酸路线首先要制备丙烯酰氯和三氯乙腈，反应步骤较多，且需要有机锡、有机磷等昂贵的催化剂和溶剂。三氯乙酸苯酯路线需先制备三氯乙酸苯酯，需要大量的贵重溶剂环丁砜和干燥的氯化氢气体，生产中又有大量的副产物苯酚要回收，而苯酚的性质与吡啶醇相近，回收较困难；另外，此路线产品总收率不高，只有54％左右。三氯乙酰氯路线虽然反应步骤较多，工艺流程长，但原料易得，价格便宜，工艺条件也较温和，且其反应机理已有比较透彻的研究，是适合我国工业化的较佳路线。

本文主要研究分步法合成3，5，6-三氯吡啶- 2-醇钠，并对每一步反应进行了优化。

1　实验部分

1.1主要原料

三氯乙酰氯、丙烯腈、乙酸乙酯、无水CuCl2、催化剂、液碱。

1.2合成原理

（1）加成

（2）环合

（3）碱析

1.3三氯吡啶醇钠的合成方法

将500mL的四口烧瓶分别装上水银温度计、搅拌器和回流冷凝装置，冷凝装置的末端装有干燥器。将三氯乙酰氯和无水CuCl2复合催化剂加入烧瓶中，加热到90℃，等到体系温度升高到90℃时，滴加丙烯腈，保证丙烯腈有一定的滴加时间，滴加结束后升温至合适的温度，保温一定时间，反应结束后降温，在减压条件下脱除未反应的原料后加入有机溶剂，搅拌10min后过滤除去CuCl2和催化剂，溶剂通入干燥的HCl气体，反应一段时间后，减压脱溶除去有机溶剂回收利用，剩下的固体加入氢氧化钠水溶液反应一段时间，反应结束后降温，析出醇钠固体，过滤，滤液回收套用，滤渣则为三氯吡啶醇钠。

2　分析与讨论

2.1对加成反应的优化

2.1.1温度对加成反应的影响

由于温度过高会导致丙烯腈发生聚合反应，损失原料，所以反应的温度不能过高。以丙烯腈的转化率为标准，实验结果如表1所示。

从表1可以看出，加成反应温度在110℃～115℃为最好。

2.1.2物料配比对反应的影响

从三氯乙酰氯和丙烯腈的物质的摩尔比的角度研究其对反应结果的影响，见表2。

根据上述结果发现，当物料配比为1∶0.6～1∶0.8之间丙烯腈的转化率很高，所以选择三氯乙酰氯与丙烯腈的物质的摩尔配比为1∶0.8。原因是由于丙烯腈过量时，它会发生聚合，从而导致原料损失。

2.1.3氯化亚铜复合催化剂的用量对反应的影响

通过三氯乙酰氯与不同物质的量的氯化亚铜复合催化剂的摩尔比来研究对反应的影响，如表3所示。

从表3可以看出，当三氯乙酰氯与氯化亚铜复合催化剂的用量比为1∶0.03的效果比较好，再增加氯化亚铜复合催化剂用量，对丁酰氯的收率没有很大的提高。

2.1.4铜粉对反应的影响

很多文献报道铜粉对反应有着促进作用，我们对是否加入铜粉进行了研究（表4）。

从表4可以看出，反应体系中是否加入铜粉对反应没有什么明显的影响。

2.2对环合反应的优化

2.2.1对不同的Lewis酸进行优化

环合反应需要Lewis酸作为反应的催化剂，我们研究了不同的Lewis酸对丁酰氯转化率的影响，溶剂为甲苯，结果如表5所示。

从表5可以看出，用氯化锌和干燥的HCl气体，丁酰氯的转化率最高，环合反应需要消耗一分子的HCl，并且同时产生一分子的HCl气体。如果往反应体系中通入干燥的HCl气体，则保证在反应的过程中HCl气体不损耗，所以Lewis酸采用干燥的HCl气体，温度在室温25℃下进行。

2.2.2对溶剂、时间进行优化

随后对反应的溶剂种类和反应时间进行优化，以3，3，5，6-四氯- 3，4-二氢吡啶- 2酮为目标产物，计算产率，在25℃条件下，分别反应2h和8h，结果如表6所示。

从表6可以看出，环合反应在通入干燥的HCl气体后，在大部分的有机溶剂中3，3，5，6-四氯- 3，4-二氢吡啶- 2酮的产率均比较高，并且产生HCl气体不发生催化剂的损耗。反应结束后通过减压蒸馏除去有机溶剂，有机溶剂可以循环使用。

根据表6可知，环合反应以二氯甲烷为溶剂，室温反应2h即可得到很高的产率。

2.3对碱析反应的优化

有机溶剂脱除以后，降至常温，加入计量好的去离子水，搅拌15min后开始缓慢滴加液碱，温度不超过45℃，pH值控制在11～12之间，液碱滴加完毕以后保温，生成醇钠的水溶液。保温温度的影响见表7。

从表7可以看出，在相同的条件下，芳构化的的产率随着温度的升高而升高，但是温度升高到一定程度时，再升高温度，产品的收率又会下降。温度较低和较高都不利于碱析。

3　结论

（1）加成反应是在没有溶剂的条件下进行的，其中三氯乙酰氯∶丙烯腈∶氯化亚铜复合催化剂的物质的摩尔比为1∶0.8∶0.03，在115℃的条件下反应60h，反应结束后三氯乙酰氯回收，而丙烯腈几乎反应完全。

（2）环合反应时通入干燥的氯化氢气体在室温下反应2h即可，环合反应会产生氯化氢气体，从而氯化氢气体没有损失，节约成本。

（3）本工艺操作简单，合成步骤温和，成本低廉，无废水产生，溶剂和试剂均可回收利用。

参考文献

[1]Yamaiwa S，Takabe A.Process of the preparation of 3，5，6- trichloro - 2- pyridinol as an intermediate for insecticides. JP6239520.1987，2.

[2]程春生，汪灿明，王凤宇，等. 3，5，6-三氯- 2-吡啶醇钠的合成[J].农药，1998，37（10）：19.

[3]许丹倩，徐振元. 3，5，6-三氯吡啶- 2-酚的合成[J].浙江工业大学学报，1996，24（1）：16- 22.

[4] Pews R G.Process for the preparation of 3，5，6- trichloropy ridin - 2- ol，US4，996，323，Sep. 1990.

[5]阿加思·皮尤.制备3，5，6-三氯吡啶- 2-醇的改进方法[P]. ZL90102727.8，1995- 01- 04.

[6]许丹倩.毒死蜱及其中间体的合成述评[J].浙江化工，1995，26 （1）：4- 6.

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Process for the Preparation of Sodium 3，5，6-Trichloropyridin-2-ol

LIU Shan-he，LIANG Xi-chen，WU Li-rui，QIANG Jin-feng，FANG Hong-xing，ZHANG Lu，HUANG Yong-sheng，ZHANG Tao
（Anhui Costar Biochemistry Co.，Ltd.，Maanshan 243000，China）

Abstract:The article describes that the CuCl2complex catalysts is used to synthesis sodium 3，5，6- trichloropyridin- 2- olate as a rawmaterial in trichloroacetyl chloride and acrylonitrile. The reaction is divided intoaddition，cyclization and hydrolyzing. The addition reaction is in the absence of a solvent in order to save costs. Experiment examined the factors of yield such as temperature，reaction time and the catalyst，the temperature of the addition reaction is 115℃，the reaction time is 48 h. The cyclization reaction use dry HCl gas in the room temperature. This method of synthesis process is simple，cost- effective and the yield ofsodium3，5，6- trichloropyridin- 2- olate increased to80％.

Key words:sodium3，5，6- trichloropyridin- 2- olate；trichloroacetyl chloride；acrylonitrile；nosolvent

作者简介：刘善和(1978- )，男，工程师，从事企业管理及农药合成研究工作，18955512888，0555- 6755888，liushhe@yahoo.com.cn；

收稿日期：2015- 08- 21

中图分类号：S482.3+3

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2016）02- 0035- 03

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.02.010