2,4,6-三氯吡啶的合成与有关研究

概述

2,4,6-三氯吡啶是一种吡啶环上的氢由三个氯原子取代的物质，常温常压下，该物质的性状为淡黄色粉末。从物质结构的角度分析，吡啶可看作苯的电子等排体，具有许多优异的理化特性，可以被广泛用于精细化学工业领域，在农化、制药和日化等领域同样占有重要的地位[1]。在此基础上，卤代得到的2,4,6-三氯吡啶等卤代吡啶不仅可以进行亲核取代反应，还可通过吡啶炔进行反应，制备多种物质[2]。在吡啶的应用可能上，提供了更多的探索可能。

基于2,4,6-三氯吡啶等卤代吡啶的结构特点，其经过选择性胺化，碳卤键官能团化等过程可以应用于药物合成。碳卤键的官能团化过程包括Suzuki偶联，Sonogashira偶联，Heck反应，Buchwald-Hartwig偶联等[3]。

物理性质

密度：1.539g/cm³

熔点：33-37℃(lit.)

沸点：212.5℃ at 760 mmHg

闪点：230°F

蒸气压：0.251mmHg at 25℃

合成工艺

关于2,4,6-三氯吡啶的合成，其工艺主要包括N-O合成和氯化两步。首先，以2,6-二氯吡啶和双氧水为原料，三氟乙酸为溶剂，在特定催化剂的作用下，85℃反应3-5h后经分离得到2,6-二氯吡啶氮氧化物；然后使制备得到氮氧化物中间体与三氯氧磷在回流条件下反应4-6h，反应结束经分离纯化即可得到2,4,6-三氯吡啶。上述合成工艺2,4,6-三氯吡啶的选择性高，制备过程简单高效，产物纯度和总收率分别可以达到98%和75%以上，适于工业化生产[4]。

有关研究

在空气中，以氢氧化钾为碱，二甲亚砜为溶剂，温度为50℃的条件下，多卤代吡啶如2,4,6-三氯吡啶可以和苯酚类化合物反应形成相应的醚类化合物。研究表明，该反应具有很好的收率以及区域选择性，是一种有效构建C-O键的方法。另外，以碳酸钾为碱，二甲亚砜和水为溶剂，室温条件下，2,4,6-三氯吡啶等多卤代吡啶与苯硫酚类化合物反应可以形成系列吡啶硫醚化合物。该反应也具有很好的收率以及区域选择性，是一种有效构建C-S键的方法[5]。

研究发现，2,4-二氟吡啶、2,4-二氯吡啶、2,4,6-三氟吡啶、2,4,6-三氯吡啶和2,3,4,6-四氟吡啶在卤素置换过程中仅会在4位与亲核试剂反应。但是，如果在2,4-二氢吡啶的5位或2,4,6-三氯吡啶等2,4,6-三卤代吡啶或2,3,4,6-四卤代吡啶的3位引入三烷基甲硅烷基，那么置换过程的区域选择性可以发生逆转[6]。

参考文献

[1]谭海军,黄林,童益利,等.吡啶类农用化学品品种及其合成[J].精细石油化工进展,2021,22(03):15-31.DOI:10.13534/j.cnki.32-1601/te.2021.03.004.

[2]姚子鹏,蔡智鸣.关于卤代吡啶和亲核试剂反应的讨论——吡啶炔的生成和反应[J].大学化学,1996,(03):11-15.

[3]张治中.多卤代吡啶的选择性胺化反应[D].郑州大学,2016.

[4]赵广福,赵运明,张涛,等.一种2,4,6-三氯吡啶的合成工艺:CN201510241620.9[P].CN104892497A.

[5]鲍建设,张斌,姚武冰.多卤代吡啶选择性合成醚类的反应[J].广州化工,2020,48(05):42-45+51.

[6]Manfred Schlosser. Regiochemically Flexible Substitutions of Di-, Tri-, and Tetrahalopyridines: The Trialkylsilyl Trick.DOI:10.1021/jo047962z.