Hans Journal of Chemical Engineering and Technology
Vol.06 No.06(2016), Article ID:19005,5
pages
10.12677/HJCET.2016.66021
Industrial Production Methods of Chloromethylpyridine Derivatives
Xiangying Chen, Fangfang Fan, Jiamei Xia, Qianfeng Zhang*
Institute of Molecular Engineering and Applied Chemistry, Anhui University of Technology, Ma’anshan Anhui
Received: Nov. 1st, 2016; accepted: Nov. 20th, 2016; published: Nov. 23rd, 2016
Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.
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ABSTRACT
In view of the problems existing in the prior technology, this paper provides an industrial production method of chloromethylpyridine derivatives. The synthetic product of this method is relatively low in cost, friendly to environment, and can make the best use of waste. The production process is divided into five sections: N-oxidation, nitration, nucleophilic substitution, rearrangement hydrolysis and chloromethylation.
Keywords:Chloromethylpyridine Derivatives, Industrial, Production Technology
氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法
陈向莹,范芳芳,夏佳美,张千峰*
安徽工业大学分子工程与应用化学研究所,安徽 马鞍山
收稿日期:2016年11月1日;录用日期:2016年11月20日;发布日期:2016年11月23日
摘 要
针对现有技术存在的问题,本文提供一种生产成本相对较低、对环境友好、对废物进行最大限度的循环利用的氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法。该生产工艺主要分为N-氧化、硝化、亲核取代、重排水解和氯甲基化五个工段。
关键词 :氯甲基吡啶衍生物,工业化,生产工艺
1. 引言
消化系统疾病一直是威胁人类健康且难以治愈的一类疾病,其中消化性溃疡的发病率占全人类的5%,而拉唑类药物是目前治疗消化性溃疡最有效的药物,因此拉唑类药物一直跻身于21世纪十大畅销药之列 [1] 。这直接导致其药物前体氯甲基吡啶衍生物的市场大量需求。而中国几乎没有生产此类中间体的厂家,需求大多从印度进口。据调查,造成这一现象的主要原因是工艺流程长、生产成本高、在工业化生产该产品中产生的“三废”难以处理、环境污染严重、重复利用困难等。
中国专利申请CN
为弥补此类化合物合成技术的空缺,本文从环境保护以及原材料的最大限度循环使用等方面出发,设计了一套完整的氯甲基吡啶衍生物合成工艺流程。氯甲基吡啶衍生物的生产方法工艺流程如下图1所示。
Figure 1. Process flow chart of production method of Chloromethylpyridine derivatives
图1. 氯甲基吡啶衍生物的生产方法工艺流程图
2. 氧化反应
将2,3-二甲基吡啶用3倍体积乙酸稀释,滴加催化量的浓硫酸,升温到80℃~
Figure 2. Process flow chart of Oxidation reaction
图2. 氧化反应工艺流程图
3. 硝化反应
将氧化反应所得的吡啶氮氧化物在温度<
Figure 3. Process flow chart of Nitration reaction
图3. 硝化反应工艺流程图
4. 取代反应
将硝化反应中得到的2,3-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物加入到碳酸钾、醇、乙腈和TBAB的混合溶液中,60℃~
Figure 4. Process flow chart of Substitution reaction
图4. 取代反应工艺流程图
5. 重排水解反应
向取代反应得到的4-烷氧基吡啶氮氧化物中加入乙酸酐和浓硫酸,90℃~
6. 氯甲基化反应
将重排水解反应得到的2-羟甲基-4-烷氧基吡啶化合物溶于二氯甲烷中,并加入催化量的DMF,添加碱液吸收装置,在−10℃~
7. 结论
综上所述,本文通过N-氧化、硝化、亲核取代、醇化和氯甲化五个步骤合成出氯甲基吡啶衍生物,并对它的合成工艺进行了详细优化,总产率可达到53.0%,相比于传统工艺的产率37.0% [4] 有了较大的提高,且纯度可达97%以上。氯甲基吡啶衍生物采用以上技术方案后,过程中产生的废物得到循环利用,
Figure 5. Process flow chart of Rearrangement hydrolysis reaction
图5. 重排水解反应工艺流程图
Figure 6. Process flow chart of Chlorine methylation reaction
图6. 氯甲基化反应工艺流程图
既保护了环境,又综合利用废物资源,变废为宝,化害为利,且大幅度的降低了生产成本。研究表明,采用本文所提供的一种氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法,生产出的氯甲基吡啶衍生物比进口产品的价格降低了40%~60%,极大的提高了产品生产的市场竞争力。
基金项目
国家自然科学基金(21372007)。
文章引用
陈向莹,范芳芳,夏佳美,张千峰. 氯甲基吡啶衍生物的工业化生产方法
Industrial Production Methods of Chloromethylpyridine Derivatives[J]. 化学工程与技术, 2016, 06(06): 154-158. http://dx.doi.org/10.12677/HJCET.2016.66021
参考文献 (References)
- 1. 劳国琴, 王佳良, 唐志华. 4种拉唑类药物治疗消化性溃疡的成本-效果比较[J]. 医学导报, 2006, 25(2): 160-162.
- 2. 秦必政, 薛谊, 徐强, 等. 一种氯甲基吡啶或其吡啶衍生物盐酸盐合成方法[P]. 中国专利, CN102603620A, 2012-01-13.
- 3. 薛谊, 秦必政, 王文奎, 等. 2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶盐酸盐的纯化方法[P]. 中国专利, CN101648907, 2009-09-14.
- 4. 徐宝财, 张冬海, 周智明. 2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶盐酸盐的合成[J]. 精细化工, 2004, 21(1): 67-69.
NOTES
*通讯作者。