CN1146547C - 4,6-二氯-5-氟嘧啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新的制备4，6-二氯-5-氟嘧啶的方法。
Description
技术领域
本发明涉及制备4，6-二氯-5-氟嘧啶的新方法。
背景技术
4，6-二氯-5-氟嘧啶是一种中间体，例如它可以用于制备作物保护剂和染料。
DE-A1-197 10 609描述了4，6-二氯-5-氟嘧啶的制备方法。
在这个方法中，4，6-二羟基-5-氟嘧啶与三氯氧化磷和作为碱的二甲苯胺进行混合。在后处理中，首先蒸发掉过量的三氯氧化磷，并真空蒸馏残余物。这个方法的缺点是使用相对大量的碱，尽管所述碱可以回收和再使用，但成本太高。此外，在蒸馏残余物的含水后处理中，产生磷酸盐含量高的大量废水。因此工业规模的后处理十分复杂。
DE-A1-196 42 533和DE-A1-195 31 299描述4，6-二氯嘧啶的制备。
JP-A2-61 205 262描述4，6-二羟基-5-氟嘧啶的制备方法。在这个方法中，使用盐酸甲脒作为缩合剂，它是一种相对昂贵而且吸湿性强的缩合剂。因此，这种方法不是用于工业生产的可选方法。
同样也描述了4，6-二羟基嘧啶衍生物的制备方法(参见WO-A1-94/44327，DE-A1-43 23 180，US-5 847 139)。
发明内容
因此，本发明的目的是提供制备4，6-二氯-5-氟嘧啶的方法，它在不加碱的条件下进行工业规模的制备，并且可以避免或只产生少量的含磷酸盐的废水。
已经发现可以通过以下步骤得到4，6-二氯-5-氟嘧啶(I)：
a)使式(II)化合物：
其中R代表甲基或乙基，与甲酰胺在碱金属醇盐的存在下反应，如果合适的话，在高温稀释剂中，如果合适的话，在压力下，并且如果合适的话，在反应后用酸酸化反应混合物，并且如果合适的话，不进行式(III)化合物的中间体分离，
b)使得到的4，6-二羟基-5-氟嘧啶(III)
或其碱金属盐与三氯氧化磷反应，然后将得到的反应混合物1在三氯化磷的存在下与氯气反应，这样在每个例子中，存在于反应混合物中的高达99.9％(重量)的氯代膦酸转化掉，将得到的反应混合物2进行蒸馏处理，其中生成的4，6-二氯-5-氟嘧啶被分离出来，并回收三氯氧化磷。
具体实施方案
尤其优选将式(II)化合物，如果合适的话在稀释剂中，加入到甲酰胺、碱金属醇盐和稀释剂的混合物中。
根据本发明的方法，其优点为在步骤a)中使用的缩合剂为甲酰胺。
新方法的其它优点为根据步骤b)的氯化反应不需要碱即可进行。此外，可以避免产生大量含磷酸盐的废水，并且可以回收三氯氧化磷。
因此，根据本发明制备4，6-二氯-5-氟嘧啶的方法比目前已知方法对环境更友好些。
式(II)原材料为已知的物质，并且可以通过简单的方法来制备(参见DE 42 57 882)。
其它原材料同样也是常规的工业产品，或者可以由它们通过简单的方法来制备。
式(II)中的R尤其代表乙基。
适用于步骤a)的稀释剂，作为实例和优选，为醇类，尤其为含有1-4个碳原子的醇，尤其是甲醇。
进行步骤b)的优选稀释剂为过量的三氯氧化磷。
为达到本发明的目的，碱金属醇盐为醇钾，特别是醇钠，它们由含有1-4个碳原子的醇类衍生而来。
为达到本发明的目的，酸的浓度相当高，尤其无机酸，作为实例和优选为硫酸、磷酸，特别是盐酸。
实施本发明的方法时，反应温度可以在相当宽的范围内变化。通常该方法在温度为50℃到混合物的回流温度，尤其为回流温度下实施。
根据步骤a)式(II)化合物的反应在1个大气压，温度50℃到回流温度，优选为60℃到回流温度，和在超计大气压，温度60℃-120℃，优选为80℃-110℃下进行。
根据步骤b)式(III)化合物的反应优选在60℃到回流温度，尤其在80℃到回流温度下进行。
根据本发明方法的反应在1个大气压、高于或低于1个大气压进行，优选在1个大气压下进行。
根据步骤a)式(II)化合物的反应在1个大气压或高于1个大气压下进行，尤其在压力为1-4巴，优选1.5-3巴下进行。
根据步骤b)式(III)化合物的反应优选在1个大气压下进行。
为实施根据本发明制备式(III)化合物的方法，在步骤a)中，通常每摩尔式(II)化合物使用2-10摩尔，优选为2.5-8摩尔的甲酰胺，使用3-6摩尔，优选为3-4摩尔的碱金属盐醇。
为实施根据本发明的制备式(I)化合物的方法，在步骤b)中，通常每摩尔式(III)化合物使用2.5-12摩尔，优选为3-8摩尔的三氯氧化磷。
为实施根据本发明用来制备式(I)化合物的方法，在步骤b)中，通常每摩尔式(III)化合物使用1.7-2.1当量，优选为1.9-2.0当量的氯气。
为实施根据本发明用来制备式(I)化合物的方法，在步骤b)中，通常每摩尔式(III)化合物使用1.7-2.1当量，优选为1.9-2.0当量的三氯化磷。
根据步骤a)式(II)化合物或式(II)化合物与甲酰胺的混合物的加入尤其采用滴加的方式进行，对于滴加式(II)化合物，如果合适的话，将其溶于含有1-4个碳原子的醇中，或者在滴加式(II)化合物与甲酰胺的混合物时，如果合适的话，在50℃到回流温度之间，尤其在回流温度下，将其溶于含有1-4个碳原子的醇中。
本发明的一个主要特点是步骤a)中氟代丙二酸酯的加入是通过连续计量加入氟代丙二酸酯溶液来进行的，如果合适的话，将其溶于含有1-4个碳原子的醇中来加入到相应的反应混合物中。尤其优选慢速计量加入，尤其在1-10小时内，优选2-4小时。
在步骤b)中，在4，6-二羟基-5-氟嘧啶与三氯氧化磷反应后，将三氯化磷和上面所述用量的氯气加入到反应混合物中，这样在每种情况中，反应混合物中高达99.9％的氯代膦酸被转化掉。此处优选先加入三氯化磷，然后加入氯气。
三氯化磷和氯气的加入温度为80℃到回流温度，优选回流温度。
通过常规方法实施反应和后处理以及反应产物的分离(参见制备
实施例)。
根据本发明的方法用来制备4，6-二氯-5-氟代嘧啶(I)，它是制备杀虫剂的一种重要中间体。根据本发明的方法，可以得到稳定的高纯度和高收率的4，6-二氯-5-氟嘧啶。因此，这种新方法有助于制备已知的杀虫剂。
这些实施例用来说明本发明。然而本发明并不局限于这些实施例。
制备实施例
实施例1：4，6-二羟基-5-氟嘧啶
将30％的甲醇钠的甲醇溶液(18.9g，0.105mol)与甲酰胺(4.7g，0.105mol)快速掺和，加热该混合物至回流温度。然后在回流下用3小时滴加溶于甲醇(30ml)的氟代丙二酸乙酯(5.3g，28.5mmol，含量为95％)，将混合物在回流温度下再另外搅拌18小时。在减压下彻底浓缩该悬浮液，将残余物溶于水(10ml)并用30％的盐酸调节溶液pH至1。随后抽滤滤出沉淀物并在100℃下减压干燥过夜。得到4，6-二羟基-5-氟嘧啶(3.06g，含量(HPLC-STD)：74.2％；理论值的61.4％)固体。
实施例2：4，6-二羟基-5-氟代嘧啶
将30％的甲醇钠的甲醇溶液(18.9g，0.105mol)与甲酰胺(4.7g，0.105mol)快速掺和，加热该混合物至回流温度。然后在回流下用3小时滴加溶于甲醇(10ml)的氟代丙二酸乙酯(5.3g，28.5mmol，含量为95％)，将该反应混合物与甲醇(20ml)一起转移到高压釜中并在100℃下再搅拌3小时(约2.5-3巴)。在减压下彻底浓缩该悬浮液，将残余物溶于水(10ml)并用30％的盐酸调节溶液pH至1。随后抽滤滤出沉淀物并在100℃下减压干燥过夜。得到4，6-二羟基-5-氟嘧啶(3.01g，含量(HPLC-STD)：79.3％；理论值的64.4％)固体。
实施例3：4，6-二羟基-5-氟代嘧啶
将30％的甲醇钠的甲醇溶液(63.0g，0.35mol)与甲酰胺(22.5g，0.5mol)快速掺和，加热该混合物至回流温度。然后在回流下用225分钟加入氟代丙二酸乙酯(17.8g，95.0mmol，含量约为95％)，将混合物在回流温度下再搅拌3小时。在减压下彻底浓缩该悬浮液，将残余物溶于水(65ml)并用30％的盐酸调节溶液pH至1。随后抽滤滤出沉淀物并在100℃下减压干燥过夜。得到4，6-二羟基-5-氟嘧啶(11.74g，含量(HPLC-STD)：82.5％；理论值的78.4％)固体。
实施例4：4，6-二羟基-5-氟代嘧啶
将30％的甲醇钠的甲醇溶液(63.0g，0.35mol)与甲酰胺(33.75g，0.75mol)快速掺和，加热该混合物至回流温度。然后在回流下用200分钟加入氟代丙二酸乙酯(17.8g，95.0mmol，含量约95％)，将混合物在回流温度下再搅拌3小时。在减压下彻底浓缩该悬浮液，将残余物溶于水(65ml)并用30％的盐酸调节溶液pH至1。随后抽滤滤出沉淀物并在100℃下减压干燥过夜。得到4，6-二羟基-5-氟嘧啶(12.1g，含量(HPLC-STD)：90.2％；理论值的88.3％)固体。
实施例5：4，6-二氯-5-氟嘧啶
将51.8g(0.375mol，含量：94.2％)的4，6-二羟基-5-氟嘧啶悬浮于287.4g(1.875mol)的POCl3中，加热该混合物到回流温度，并在此温度下搅拌4小时。随后在回流下将102g(0.74mol)的三氯化磷加入反应混合物中，然后导入52.6g(0.74mol)Cl2并在回流温度下连续搅拌4小时。反应结束后，在减压下将三氯氧化磷与产物从残余物(8.9g)分离，精馏得到馏出物(445.6g)。得到384.3g的POCl3(理论值的95.8％，含量：＞99.5％)和52.5g无色液体的4，6-二氯-5-氟嘧啶(理论值的81.6％，含量：97.3％)。
Claims (6)
1.制备4，6-二氯-5-氟嘧啶(I)的方法，
其特征在于
a)使式(II)化合物
其中R代表甲基或乙基，在碱金属醇盐的存在下与甲酰胺反应，该反应在升高的温度，在稀释剂中，非必要地在压力下进行，并且反应混合物在反应后用酸酸化，每摩尔的式(II)化合物使用2.5-8摩尔甲酰胺，并且加入式(II)化合物是在2-4小时的时段计量加入的，并且进行式(III)化合物的中间体分离，
b)使得到的4，6-二羟基-5-氟嘧啶(III)或其碱金属盐
与三氯氧化磷反应，随后将得到的反应混合物1在三氯化磷的存在下与氯气反应，这样在反应混合物中高达99.9重量％的氯代膦酸被转化，将得到的反应混合物2进行蒸馏处理，分离出生成的4，6-二氯-5-氟嘧啶并回收三氯氧化磷。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在步骤a)中，为制备式(III)化合物，每摩尔式(II)化合物使用3-6摩尔的碱金属醇盐。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤a)中，非必要地在稀释剂中，将式(II)化合物，加入到甲酰胺和碱金属醇盐的混合物中。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤b)中，每摩尔式(III)化合物使用2.5-12摩尔三氯氧化磷。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤b)中，每摩尔式(III)化合物使用1.7-2.0当量的氯气。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤b)中，每摩尔式(III)化合物使用1.7-2.0当量的三氯化磷。
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