设计总说明2-氯烟酸,又名2-氯尼古丁酸,它的化学名叫做2-氯-3-吡啶甲酸。该化合物具有特殊的生物药特性,是一种重要的医药和农药的中间体,在该领域具有广泛的应用,目前被用于生产农业除草剂、灭虫剂、医药抗菌剂等。在众多的农药品种中,特别是稠杂环新农药居多。而在世界农药专利中有10%是杂环化合物。由于吡啶取代的杂环新农药除草剂,它不仅能增强其在植物中的吸收和传导作用,其除草活性也比相应的杂环取代的除草剂有显著的提高,而且其毒性大大降低。因而成为化学农药最活跃的研究领域之一,也是21世纪新农药的主要研究方向之一。77917
目前国内外有关2-氯烟酸的合成方法多种多样。主要包括以下9种:
(1)烟酸氮氧化-氯化-水解法
以烟酸为原料的合成方法。该路线是最为常见的工艺合成方法,合成工艺最成熟的一条,收率在45%~50%。其优点为烟酸易得,工艺路线简单,但收率很低,而且,烟酸本身也是饲料和食品添加剂,合成产品价格高,经济效益差。并且,在氯化时容易发生2,6-位的取代,其同分异构体不易分离,产品纯度达不到医药合成的标准,该方法在得不到足够的改善的情况下将逐步被淘汰。
(2)氰基乙酸乙酯氯化-迈克尔加成-成环水解法
该合成方法是先经过氰基乙酸乙酯的氯化,再经重分配,合成2-氯-2-氰-5-氧戊酸乙酯,经迈克尔加成后合成2-氯烟酸乙酯,最后经水解的到2-氯烟酸。该工艺路线繁杂冗长,而且氯氰基乙酸乙酯与丙烯醛都得在强碱的环境下才能反应,而且由于丙烯醛刺激性和毒性,不符合绿色生产的理念,所以,该路线也有待进一步的完善。
(3)3-氰基吡啶氮氧化-氯化-水解法
3-氰基吡啶在水为介质的存在下与过氧化氢反应,生成3-氰基吡啶氮氧化物,接着与三氯氧磷回流反应生成2-氯-3-氰基吡啶,最后再加热水解生成2-氯烟酸。
此工艺操作简单,原料易得。
(4)2-氯-3甲基吡啶氧化法
将2-氯-3-甲基吡啶用高锰酸钾氧化,吡啶环侧链的烷基化被氧化成羧酸钾,用浓盐酸酸化到等电点,调PH=1-2,有白色2-氯烟酸析出。该工艺路线简单,反应条件温和,产品纯度也很高,但是收率太低,且原料2-氯-3-甲基吡啶购买困难。所以,也不适合大规模的工业化生产。
(5)2-氯-3-三氟甲基吡啶起始原料法
将2-氯-3-三氟甲基吡啶和三氧化铝混合反应0。5h,得到2-氯-3-三氯甲基吡啶,将产物与磷酸在90℃下充分反应,经水解,即可得到2-氯烟酸。该工艺路线较简单,易操作,但2-氯-3-三氟甲基吡啶同样难得,且存在着产生大量废酸的问题,因此也不适合大规模的生产。
(6)丙炔醇为起始原料法
氧化丙炔醇得丙炔醛,丙炔醛与N,N-二甲胺反应生成3-二胺甲基丙烯醛,使其与氰基乙酸乙酯反应,生成1-氰基-4-二甲胺基-1-乙氧羰基-1,3丁二烯,然后在HCl存在下闭环生成2-氯烟酸乙酯,碱性条件下水解得2-氯烟酸。
该反应路线消除了由于吡啶环氯化而产生的异构体,选择性高,可以获得较高纯度的2-氯烟酸,但是原料丙炔醇高毒易爆,使得其工艺操作难度大,而且丙炔醇价格昂贵,最后生成的二甲胺是气体,难以回收,如果能找到其替代品,对于工业化是有利的。
(7)3-甲氧基丙烯醛与氰基乙酸甲酯或乙酯反应法
将3-甲氧基丙烯醛与氰基乙酸甲脂在室温下搅拌40小时后,将其溶于甲醇中,加入氢氧化钠溶液搅拌,再用盐酸酸化即可得到目标产物。