專利名稱：氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)以吡啶或其衍生物為原料制備相應(yīng)吡啶氯化產(chǎn)物的分離方法， 具體講是一種對(duì)其合成后所得的氣態(tài)混合物直接以精餾方式進(jìn)行分離的在線連續(xù)進(jìn)行 的制備分離方法。
背景技術(shù)：
吡啶的含氯衍生物，如不同取代位置和/或取代數(shù)量的氯化吡啶、以不同位置和/ 或數(shù)量的氯和氰基取代的吡啶衍生物等，是重要的化工中間體，在農(nóng)藥和醫(yī)藥合成等 方面可有廣泛的應(yīng)用。如3,4,5，6-四氯-2-氰基吡啶可應(yīng)用于合成高效除草劑畢克草、毒 莠定等農(nóng)藥；2,3，5-三氯吡啶可用于合成噁草醚、殺蟲螨等農(nóng)藥；2-氯吡啶可應(yīng)用于抗 心律失常藥雙異丙吡胺、中樞神經(jīng)興奮藥哌醋甲酯(利他林)等藥物。目前這類化合物的合成制備及分離是分別進(jìn)行和完成的，即先在反應(yīng)器中以吡啶或其衍生物為原料與適當(dāng)?shù)穆然瘎┯谶m當(dāng)溫度和相應(yīng)催化劑下進(jìn)行氯化反應(yīng)，然后 將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻結(jié)晶，將產(chǎn)物積累到一定量后再一次性轉(zhuǎn)入精餾釜中進(jìn)行精餾，利用 不同產(chǎn)物間的沸點(diǎn)差別實(shí)現(xiàn)分離。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種分離方法中由于停留在精餾釜中 物料的濃度高，在長(zhǎng)時(shí)間高溫情況下易結(jié)焦，物料損失嚴(yán)重。以對(duì)四氯吡啶和五氯吡啶混合物的分離為例，在25mmHg壓力和23(TC條件下，將吡啶氯化后的混合產(chǎn)物投 入精餾釜中，通過(guò)與精餾釜相連接的精餾塔對(duì)不同的餾分進(jìn)行分離。釜中以四氯吡啶 和五氯吡啶為例，由于分離過(guò)程的精餾溫度較高，且在較長(zhǎng)時(shí)間中以較高濃度狀態(tài)存 在，很容易發(fā)生焦化現(xiàn)象，實(shí)踐中其焦化率一般可達(dá)10%以上； 一次收率一般僅達(dá)到 70%左右。此外，因物料在轉(zhuǎn)移過(guò)程中易與操作人員的身體接觸，不利于職業(yè)健康安 全；再次是該方法的耗能大，成本高，而且由于其在冷卻結(jié)晶過(guò)程中容易包裹有氯化 氫等氯化劑成分，因此在蒸餾或精餾前還需對(duì)其進(jìn)行包括去酸等前處理，又會(huì)產(chǎn)生大 量三廢，不利于環(huán)保，同時(shí)該方法的操作復(fù)雜，所需設(shè)備多，空間利用率低。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，本發(fā)明將提供一種更具工業(yè)化價(jià)值的對(duì)含有吡啶及包括其氯化衍 生物在內(nèi)的氣態(tài)混合物的在線連續(xù)制備分離方法，以解決上述的問(wèn)題。本發(fā)明所說(shuō)的氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法，是由吡啶或其衍生物為原料與氯化劑在反應(yīng)器中反應(yīng)制備得到氯代吡啶產(chǎn)物并對(duì)反應(yīng)混合物進(jìn)行分 離，該分離過(guò)程是使反應(yīng)后的氣態(tài)混合物在氮?dú)獾瘸Ｓ玫亩栊詺怏w存在下直接進(jìn)入至 少包括順序連接設(shè)置的兩個(gè)精餾單元、且精餾單元中分別包括有精餾釜和精餾塔的精 餾系統(tǒng)，其中順序設(shè)置的各精餾單元的操作溫度分別以低于其所收集餾分的沸點(diǎn)溫度 但高于其相鄰下一餾分沸點(diǎn)溫度的依次降低方式設(shè)置，由各順序設(shè)置的精餾單元分別 收集沸點(diǎn)依次降低的相應(yīng)精餾餾分。所說(shuō)反應(yīng)混合物的成分如式(I )所示<formula>formula see original document page 4</formula>C I )式中的R卜R2、 R3、 R4、 Rs可以為相同或不同的H、 Cl、 -CN或-CHmCln，其中 m=0~3， n=3-m。對(duì)式(I)所示的不同目標(biāo)化合物的合成制備，可由吡啶或其吡啶衍生物為原料， 分別參照目前已有文獻(xiàn)報(bào)道和/或使用的方法。例如，2-三氯甲基吡啶的氣相氯化制各 反應(yīng)，可以參照美國(guó)專利US3186994的方法進(jìn)行；以氰基吡啶為原料的氣相氯化反應(yīng) 可以參照美國(guó)專利US3325503的方法進(jìn)行等。本發(fā)明上述方法中，將所述順序設(shè)置的各精餾單元中精餾釜、精餾塔的溫度控制 在進(jìn)入該精餾單元的所說(shuō)含有吡啶及包括其氯化衍生物在內(nèi)的氣態(tài)混合物料中的最高 沸點(diǎn)成分和次高沸點(diǎn)成分的沸點(diǎn)之間，使其中的最高沸點(diǎn)成分以液體形態(tài)留在該精餾 釜中，次高沸點(diǎn)成分則可繼續(xù)以氣態(tài)方式進(jìn)入相鄰的下一精餾單元繼續(xù)分離。精餾塔可以采用目前已有使用的板式精餾塔、填料精餾塔或其它形式精餾塔，其 中可優(yōu)選填料精餾塔。填料精餾塔的填裝料可以為規(guī)整填料、鮑爾環(huán)、瓷環(huán)、鋼絲球、 玻璃珠等，其中可優(yōu)選規(guī)整調(diào)料、鮑爾環(huán)、瓷環(huán)。填料精餾塔的理論塔板數(shù)的計(jì)算方 法可以根據(jù)被分離物料的流量和芬斯克(Fenske)公式進(jìn)行計(jì)算。在精餾過(guò)程中，根據(jù)精餾過(guò)程需要還可以隨時(shí)以向所需要的精餾單元的精餾釜中 通入氮?dú)獾榷栊詺怏w的方式補(bǔ)充和維持該精餾單元所需的操作壓力，特別是以向精餾 單元的精餾釜中通入先預(yù)熱至該精餾釜相應(yīng)溫度的氮?dú)獾榷栊詺怏w維持精餾所需的操 作壓力的方式為好。進(jìn)一步，在上述的精餾分離過(guò)程中，使被分離物料在各順序連接的精餾單元間的 轉(zhuǎn)移采用在保持溫度高于其將進(jìn)入的精餾單元所收集餾分沸點(diǎn)溫度，以保持其氣體狀 態(tài)，將有利于提高整個(gè)精餾過(guò)程進(jìn)行的連續(xù)性。由于本發(fā)明方法采用的是對(duì)經(jīng)合成反應(yīng)后制備得到含氯吡啶衍生物目標(biāo)產(chǎn)物及未 反應(yīng)的原料和/或其它產(chǎn)物的混合物不經(jīng)冷卻結(jié)晶，而是以氣態(tài)方式連續(xù)直接通過(guò)精餾 系統(tǒng)，由順序設(shè)置的精餾單元依次收集得到沸點(diǎn)由高至低的各種餾分成分，從而能一 次性得高含量的所希望的目標(biāo)產(chǎn)物。由于氣態(tài)的被分離混合物料不是以集中方式，而 是隨制備反應(yīng)的進(jìn)行連續(xù)地進(jìn)入精餾系統(tǒng)，因此其在精餾釜中的濃度大為下降，且停 留時(shí)間較短，因而大幅度降低了受高溫和濃度影響的焦化情況發(fā)生。試驗(yàn)結(jié)果顯示， 本發(fā)明方法精餾釜中焦化率可小于0.5%,從而能相應(yīng)提高其產(chǎn)品收率。此外，由于合 成反應(yīng)后的氣態(tài)產(chǎn)物直接進(jìn)入精餾系統(tǒng)，還避免了操作過(guò)程中的出料/投料過(guò)程，不但 簡(jiǎn)化了操作，減少了分離時(shí)間和處理過(guò)程中的物料損失問(wèn)題，而且設(shè)備占地空間少， 利用率高，有利于工業(yè)化放大生產(chǎn)，也有效提高操作人員的健康安全性。而分離過(guò)程 不存在先冷卻和再加熱的過(guò)程，大大降低能耗。這些綜合因素都有利于生產(chǎn)成本的降低。以下結(jié)合實(shí)施例的具體實(shí)施方式
再對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但 不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù) 思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例為對(duì)五氯吡啶(bp.283。C 285。C)、四氯吡啶(bp.251。C 252。C )、低氯 吡啶(bp.《235'C，含三氯吡啶、二氯吡啶、 一氯吡啶、吡啶等)的分離，混合物中 五氯吡啶含量12.61%,四氯吡啶含量85.38%,低氯吡啶混合物含量1.82%，其它物 質(zhì)0.19% (均為質(zhì)量％，以下同)。在吡啶反應(yīng)器混合室中，投入30(TC的氮?dú)?，投?2(TC的吡啶，再投入30(TC的 氯氣，混合均勻后，進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器溫度33(TC，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)連接管進(jìn)入第一精餾 單元中的精餾釜和精餾塔中進(jìn)行分離，連接管的溫度為300'C，精餾釜、精餾塔溫度 為26(TC，產(chǎn)物中的五氯吡啶以液體形式留在其精餾釜中。剩余的氣體混合物進(jìn)入第 二單元中的精餾釜和精餾塔進(jìn)行分離，精餾釜、精餾塔溫度為24(TC，，四氯吡啶以液 體形式留在精餾釜中，剩余物通過(guò)與精餾塔相連接的導(dǎo)管進(jìn)入收集罐中，收集罐溫度 為室溫。第一精餾單元精餾釜中五氯吡啶含量99.51%，四氯吡啶含量0.39%，其余物 質(zhì)0.10%。第二精餾單元精餾釜中四氯吡啶含量99.69%，五氯吡啶含量0.06%,低氯 吡啶含量0.06%，其它物質(zhì)含量0.19%。收集罐中低氯吡啶含量97.15%，四氯吡啶含量1.45%，五氯吡啶含量0.62%，其它物質(zhì)含量0.78%。第一精餾單元的精餾釜中， 五氯吡啶焦化率小于0.2%。第二精餾單元的精餾釜中，四氯吡啶焦化率小于0.5%。實(shí)施例2本實(shí)施例為對(duì)2-氯吡啶(bp.l68°C~170°C)， 2,6-二氯吡啶(bp.210。C 2irC)， 2,3,6-三氯吡啶(bp.232。C 233。C)，多氯吡啶(bp. >251°C，含四氯吡啶和五氯吡啶等)的 分離。混合物中多氯吡啶含量19.63%，三氯吡啶含量66.28%， 二氯吡啶含量11.75%, 2-氯吡啶含量1.76%，其它物質(zhì)含量0.58% (均為質(zhì)量％)。在吡啶反應(yīng)器混合室中，投入30(TC的氮?dú)猓?7(TC的2-氯吡啶，再投入30(TC 的氯氣，混合均勻后，進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器溫度35(TC，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)連接管進(jìn)入第一精 餾單元中的精餾釜和精餾塔中進(jìn)行分離，連接管的溫度為30(TC，精餾釜、精餾塔溫 度為235°C，多氯吡啶以液體形式留在精餾釜中。剩余混合氣體進(jìn)入第二單元中的精 餾釜和精餾塔進(jìn)行分離，精餾釜、精餾塔溫度為215°C，三氯吡啶以液體形式留在精 把釜中，剩下物進(jìn)入第三單元中的精餾釜和精餾塔進(jìn)行分離，精餾釜、精餾塔溫度為 190°C， 二氯吡啶以液體形式留在精餾釜中。剩余物通過(guò)與精餾塔相連接的導(dǎo)管進(jìn)入 收集罐中，收集罐的溫度為室溫。第一精餾單元精餾釜中多氯吡啶含量98.14%,三氯 吡啶含量1.15%, 二氯吡啶含量0.08%,其它物質(zhì)含量0.63%。第二精餾單元中三氯 吡啶含量99.06%，多氯吡啶含量0.11%， 二氯吡啶含量0.26%,其它物質(zhì)含量0.57%。 第三精餾單元中二氯吡淀含量97.93%，三氯吡啶含量0.76%，多氯吡啶含量0.68%， 2-氯吡啶含量0.05%,其它物質(zhì)含量0.58%。收集罐中2-氯吡啶含量96.54%， 二氯吡 P庫(kù)含量1.54。/。，三氯吡啶含量0.89%，多氯吡啶含量0.57%，其它物質(zhì)含量0.46%。第 一精餾單元的精餾釜中，多氯吡啶焦化率小于0.2%。第二精餾單元的精餾釜中，三氯 吡啶焦化率小于0.4%。第三精餾單元的精餾釜中，二氯吡啶焦化率小于0.15%。
權(quán)利要求
1.氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法，由吡啶或其衍生物為原料與氯化劑在反應(yīng)器中反應(yīng)制備得到氣態(tài)的氯代吡啶類產(chǎn)物并進(jìn)行分離，其特征是使反應(yīng)后的氣態(tài)混合物在包括氮?dú)庠趦?nèi)的惰性氣體存在下直接進(jìn)入至少包括順序連接設(shè)置的兩個(gè)精餾單元、且精餾單元中分別包括有精餾釜和精餾塔的精餾系統(tǒng)，其中順序設(shè)置的各精餾單元的操作溫度以低于其所收集餾分的沸點(diǎn)溫度但高于其相鄰下一餾分沸點(diǎn)溫度的依次降低方式設(shè)置，由各順序設(shè)置的精餾單元分別收集沸點(diǎn)依次降低的相應(yīng)精餾餾分，所說(shuō)反應(yīng)混合物的成分如式(I)所示式中的R1、R2、R3、R4、R5為H、Cl、-CN或-CHmCln，其中m＝0～3，n＝3-m。
2. 如權(quán)利要求1所述的氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法，其特征是被分離物料在各順序連接的精餾單元間的轉(zhuǎn)移是在保持溫度高于其將進(jìn)入的乾 餾單元所收集餾分沸點(diǎn)溫度的條件下進(jìn)行。
3. 如權(quán)利要求1所述的氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法，其特征是精餾過(guò)程中以向精餾單元的精餾釜中通入包括氮?dú)庠趦?nèi)的惰性氣體的方式維持該 精餾單元所需的操作壓力。
4. 如權(quán)利要求3所述的氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法，其特 征是向精餾單元的精餾釜中通入先預(yù)熱至該精餾釜相應(yīng)溫度的包括氮?dú)庠趦?nèi)的惰性氣 維持精餾所需的操作壓力。
全文摘要
氯代吡啶類化合物制備中氣態(tài)混合產(chǎn)物的分離方法。由吡啶或其衍生物為原料與氯化劑在反應(yīng)器中反應(yīng)制備得到氯代吡啶類氣態(tài)產(chǎn)物，在氮?dú)獯嬖谙轮苯舆M(jìn)入至少包括順序連接設(shè)置的兩個(gè)精餾單元、且精餾單元中分別包括有精餾釜和精餾塔的精餾系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線精餾提純。其中順序設(shè)置的各精餾單元的操作溫度分別以低于其所收集餾分的沸點(diǎn)溫度但高于其相鄰下一餾分沸點(diǎn)溫度的依次降低方式設(shè)置，由各順序設(shè)置的精餾單元分別收集沸點(diǎn)依次降低的相應(yīng)精餾餾分。該方法操作簡(jiǎn)單，分離與反應(yīng)可同時(shí)進(jìn)行，縮短了工藝總時(shí)間，能一次性得到高含量的目標(biāo)化合物，分離過(guò)程中產(chǎn)物的焦化率低、損失少，能耗低，設(shè)備空間占用小且利用率高，操作安全性高，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07D213/00GK101270079SQ20081004485
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者謙 范 申請(qǐng)人:利爾化學(xué)股份有限公司