2，3-二氟-5-氯吡啶的合成及其纯化方法

简介

含氟除草剂是含氟农药中所占比例的，约占含氟农药总量的78%左右。在近十年开发新型农药中，仅年报道新开发出含氟除草剂就有100多种，含氟除草剂的快速发展也正符合了世界农药的发展趋向。其中，2，3-二氟-5-氯吡啶作为合成含氟除草剂的基本原料，很早就被人们所熟知[1]。其在农药合成种扮演者关键角色。

合成

图1 2，3-二氟-5-氯吡啶的合成路线[2]。

步骤1：向单颈反应烧瓶中加入[Bmim]BF4（5mL）、三氯乙醛（14.7g，0.1mol）、丙烯腈（5.3g，0.1mmol）、氯化铜（I）（0.5g，0.005mol）和乙腈（20ml）。用搅拌器在120°C下加热，通过TLC监测反应直至材料消耗。反应完成后，将合并的反应混合物真空浓缩，然后用蒸汽蒸馏，在此过程中得到2，3，5-三氯吡啶。产率为7.48g（理论值的41%）。

步骤2：将2，3，5-三氯吡啶（6.65克，0.04毫摩尔）、CsF（9.3克，0.061摩尔）、0.4克K2CO3和20毫升[Bmim]BF4放入50毫升烧瓶中。将混合物在100-110°C/200 mmHg下加热8小时后，用Et2O（3 x 25 ml）萃取产物。减压蒸发合并的醚相，通过硅胶柱色谱纯化粗产物，并用5∶1石油醚（60-90℃）和乙酸乙酯洗脱，得到2，3-二氟-5-氯吡啶（0.60 g）和5-氯-2，3-二氟吡啶3（3.75 g，理论值的68.8%）。1H核磁共振：δ=7.94（d，J=2.1Hz，1H），7.51（d，J=2.1Hz；1H）；13C核磁共振：δ=156.7（1C），151.2（1C），141.7（1C，129.2（1C），123.6（1C。MS m/z=149.3。红外（νKBr）：3035、1558、1225、1125、1025 cm-1。合成路线如图1所示。

图2 2，3-二氟-5-氯吡啶的合成路线。

将16.6g步骤1中获得的化合物和20.12ml一水合肼加入100ml正丙醇中，将所得混合物回流3小时，并在减压下蒸馏以除去溶剂。将由此获得的残留物溶于100ml氯甲烷中，用水洗涤，并用无水硫酸镁干燥。在减压下浓缩干燥的有机层，得到15.9g（产率：85.24%）中间体。1H-NMR（300 MHz，CDCl3）：δ3.80（2H，brs），5.91（1H，br），7.53-7.61（1H，m）。获得的化合物加入到360ml乙酸和135ml水的混合物中，并向其中滴加450ml 10%硫酸铜水溶液。将所得混合物回流24小时，同时使用Dean-Stark阱除去水，得到12.9g标题化合物2，3-二氟-5-氯吡啶。1H-NMR（300 MHz，CDCl3）：δ7.71-7.78（1H，m），8.08-8.10（1H）。合成路线如图2所示。

用途

2，3-二氟-5 -氯吡啶是合成苯氧羧酸类除草剂的重要的农药中间体，这其中以炔草酯(Chodin-afop -propargyl)应用最广，全球销售额达上亿美元，炔草酯是Ciba-Geigy公司于1981年开发的苯氧羧酸类除草剂，商品名为顶尖(Topic)，化学名为(R)-2 -[4 -(5 -氯-3 -氟-2 -吡啶)氧基]丙酸炔丙酯，属内吸传导性除草剂，能有效防除鼠尾看麦娘、燕麦、黑麦草、普通早熟禾、狗尾草等。除有代表性的炔草酯外，以2，3 -二氟-5 -氯吡啶为中间体尚可合成一系列苯氧羧酸类除草剂，如Dow Chemical公司开发的苯环上含1～ 4个取代氟的苯氧丙酸甲酯类除草剂。除上述应用外，2，3 -二氟-5 -氯吡啶还可作为其他农药、医药等精细化学品的重要中间体[1]。

纯化方法

以2，3，5‑三氯吡啶和无水氟化钾为原料制得粗品，然后将粗品进行精馏，得2，3-二氟-5-氯吡啶质量百分含量不低于80%的半成品，将半成品在纯化设备中进行冷却结晶，制得2，3-二氟-5-氯吡啶质量百分含量不低于90%的成品，本方法简明，便于实现，本发明提出的纯化设备，能够实现对2，3-二氟-5-氯吡啶进行多次冷却结晶提纯，使用方便，安全可靠，满足了现在的使用要求[3]。

参考文献

[1]刘毓林,吴江平.2,3-二氟-5-氯吡啶的制备和应用[J].有机氟工业,2007(02):35-37.

[2] Zhong, Ping; et al. Direct Formation of 2,3,5-Trichloropyridine and its Nucleophilic Displacement Reactions in Ionic Liquid. Synthetic Communications (2004), 34(23), 4301-4311.

[3]斯良. 除草剂中间体2，3-二氟-5-氯吡啶的合成研究[D].浙江大学,2006.