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2,3-Dichlorpyridin kann durch selektive Dechlorierung eines höher chlorierten Pyridins, Ersatz einer Aminogruppe durch Chlor oder eine Piperidon-basierte Sequenz hergestellt werden. Jeder Ansatz erzeugt die gleiche benachbarte Chloranordnung am Pyridinring, geht jedoch von unterschiedlichen Rohstoffen aus und führt zu unterschiedlichen Reinigungsproblemen.
Die Zielverbindung, CAS 2402-77-9, ist ein agrochemisches Zwischenprodukt. Öffentliche Patente beschreiben verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung; Diese Offenlegungen legen die angegebene Chemie fest und nicht den Produktionsweg, den jeder Hersteller verwendet.
Drei dokumentierte Ansätze unterscheiden sich hauptsächlich darin, wie die beiden Kohlenstoff-Chlor-Bindungen erhalten werden. In einem wird überschüssiges Chlor entfernt. In einem anderen Fall bietet eine Aminogruppe einen temporären Ansatz für die Installation von Chlor. Ein dritter beginnt mit einem sauerstoffhaltigen gesättigten Ring und wandelt ihn in das chlorierte aromatische Produkt um.
Ausgangsmaterialien und Prozessherausforderungen nach Route
Routenfamilie |
Ausgangsmaterial |
Wichtigste chemische Veränderung |
Hauptprozessherausforderung |
|---|---|---|---|
Selektive Hydrodechlorierung |
2,3,6-Trichlorpyridin, möglicherweise hergestellt aus 2,6-Dichlorpyridin |
Ersatz eines Chlorrings durch Wasserstoff |
Zielselektivität, Katalysatorabtrennung und -rückgewinnung |
Aminopyridin-Route |
3-Aminopyridin oder eine Vorstufe, die zu 2-Chlor-3-aminopyridin führt |
Ringchlorierung mit anschließendem Ersatz der Aminogruppe durch Chlor |
Überchlorung und Abtrennung von Reaktionsnebenprodukten |
Route auf Piperidonbasis |
2-Piperidon |
Chlorierung und Aromatisierung, gefolgt vom Ersatz der sauerstoffhaltigen Gruppe durch Chlor |
Zwischenrückgewinnung und Aufarbeitung des Chlorierungsreagenzes |
Durch selektive Hydrodechlorierung wird 2,3,6-Trichlorpyridin in das gewünschte 2,3-Isomer umgewandelt, indem das Chlor an Position 6 durch Wasserstoff ersetzt wird. Die Chloratome an den Positionen 2 und 3 bleiben erhalten. Ziel ist daher die selektive Entfernung und nicht die maximale Entfernung von Chlor.
Die veröffentlichten Das europäische Patent EP2687510A1 beschreibt eine vorgeschaltete Chlorierung von 2,6-Dichlorpyridin, um das Trichlor-Zwischenprodukt zu erhalten. Durch Destillation wird dieses Zwischenprodukt vor der katalytischen Hydrierung abgetrennt. Diese Sequenz erklärt den scheinbar indirekten Ansatz: Durch Chlorierung wird der benötigte Substituent in Position 3 hergestellt, und durch Hydrierung wird das unerwünschte Chlor in Position 6 entfernt.
Die Wahl des Katalysators beeinflusst das Gleichgewicht zwischen der Umwandlung des Ausgangsmaterials und der Selektivität des Zielprodukts. Durch weitere Entchlorung entstehen weniger chlorierte Produkte anstelle des gewünschten Zwischenprodukts. Zu den veröffentlichten Varianten gehören geträgerte Metallsysteme und das in CN108003092B beschriebene homogene Rhodium/Phosphin-System; Ihre Anforderungen an die Katalysatorentfernung und -rückgewinnung sind unterschiedlich.
Diese Familie ist besonders relevant, wenn ein Hersteller bereits Zugang zum Chlorpyridin-Rohstoff hat. Die Gesamtwirtschaftlichkeit umfasst nach wie vor die Aufbereitung und Reinigung dieses Ausgangsmaterials, die Hydrierung, die Handhabung des Katalysators und die Rückgewinnung des Endprodukts.
Bei einer Aminopyridin-Route wird Chlor an Position 2 eingebaut, während eine Aminogruppe an Position 3 erhalten bleibt. Durch Diazotierung wird die Aminogruppe dann in ein Diazonium-Zwischenprodukt umgewandelt und durch Chloridsubstitution durch das zweite Chlor ersetzt. Das Ergebnis ist das nebenstehende 2,3-Dichlor-Muster.
US20070161797A1 beschreibt diese Umwandlung von 2-Chlor-3-aminopyridin, auch 3-Amino-2-chlorpyridin genannt. Die vorgelagerte Herstellung beginnt mit 3-Aminopyridin. Die Chlorierungsselektivität ist wichtig, da durch weitere Chlorierung 3-Amino-2,6-dichlorpyridin entstehen kann, was den Trennaufwand erhöht, bevor die Aminogruppe ersetzt wird.
Ein alternativer Eintrag verwendet 2-Chlornicotinamid: Eine Hofmann-Umlagerung wandelt seinen Carboxamid-Substituenten in eine Aminogruppe um, wodurch das gleiche chlorierte Aminopyridin-Zwischenprodukt entsteht. Die entsprechende Säure kann durch Amidierung das Amid liefern. Dieser Ansatz verändert die Rohstoffsequenz und nicht die endgültige Amino-zu-Chlor-Umwandlung.
Einige Offenlegungen kombinieren Stufen, ohne jedes Zwischenprodukt zu isolieren. Weniger Isolierungen können die Handhabung reduzieren, aber die verbleibenden Reagenzien, Salze und Nebenprodukte gelangen dann in die nächste Stufe. Der Prozesskompromiss besteht darin, dass weniger Aufarbeitungsvorgänge erforderlich sind und eine komplexere Mischung entsteht, die bei der anschließenden Umwandlung und Isolierung kontrolliert werden muss.
Der Piperidon-Ansatz beginnt mit 2-Piperidon, einem gesättigten stickstoffhaltigen Lactam, und nicht mit einem bereits aromatischen Chlorpyridin. CN110818621B beschreibt die Chlorierung zu 1,3,3-Trichlorpiperidin-2-on, gefolgt von Eliminierung und Ansäuerung, um 3-Chlor-2-hydroxypyridin zu erhalten.
Dieses Zwischenprodukt enthält bereits Chlor an Position 3. Eine anschließende Chlordesoxygenierung ersetzt die sauerstoffhaltige Gruppe an Position 2 durch Chlor, wodurch das Zielzwischenprodukt entsteht. Phosphoroxychlorid gehört zu den für diese Endumwandlung offenbarten Chlorierungsreagenzien.
Diese Sequenz bietet eine andere Ausgangsstoffplattform und vermeidet die selektive Wasserstoffentfernung eines Ringchlors in der endgültigen Umwandlung. Dennoch muss die Herstellungsbewertung die vorangehende Chlorierung, die Zwischenisolierung und die Entfernung reagenzbedingter Rückstände umfassen. Eine hohe Ausbeute allein für die Endkonvertierung beschreibt nicht die Erholung über die gesamte Route.
Durch die Reinigung wird ein Reaktionsgemisch in ein isoliertes Zwischenprodukt mit einem definierten Verunreinigungsprofil umgewandelt. Die geeigneten Vorgänge hängen vom Katalysator, dem Lösungsmittel, den Salzen und den vorhandenen organischen Nebenprodukten ab. Destillation, Extraktion und Kristallisation erfüllen unterschiedliche Trennaufgaben und sind keine austauschbaren Polierschritte.
Bei der Katalysatorfiltration wird ein fester Trägerkatalysator entfernt; Ein gelöster homogener Katalysator erfordert einen anderen Trennungsansatz.
Durch Phasentrennung und Waschen werden wässrige Salze entfernt und lösliche Verunreinigungen zwischen den flüssigen Phasen verteilt.
Durch Säureextraktion kann eine Pyridinverbindung in eine wässrige saure Phase überführt werden; Das zitierte europäische Verfahren verwendet anschließend eine Verdünnung, um das Produkt zu kristallisieren.
Durch Kristallisation, Filtration und Trocknung wird das feste Produkt gewonnen, während lösliches Material in der Mutterlauge verbleibt. Durch Destillation können Lösungsmittel zurückgewonnen oder geeignete flüchtige Komponenten abgetrennt werden.
Beim Scale-up werden daher die zurückgewonnene Produkt- und Ressourcennutzung über die gesamte Sequenz hinweg verglichen. Eine kürzere Reaktionssequenz kann dennoch einen erheblichen Lösungsmittelaustausch oder eine Abwasserbehandlung erfordern. Umgekehrt kann eine zusätzliche Isolierung die folgende Reaktion vereinfachen, indem störende Verunreinigungen entfernt werden. Durch die Wiederverwertung wird der Frischmaterialbedarf nur in dem Maße reduziert, dass die angesammelten Verunreinigungen beherrschbar bleiben.
Red Sun beschreibt es Ansatz zur Herstellung von 2,3-Dichlorpyridin als Pyridinchlorierung und gezielte Reduktion, gefolgt von mehrstufiger Destillation und Kristallisation. Veröffentlichte Patentbeispiele bleiben von der Beschreibung des unternehmenseigenen Prozesses getrennt.
Nein. Umbaumaßnahmen Ausgangsmaterial verbraucht; Die Selektivität beschreibt den Anteil des umgewandelten Materials, der das Zielprodukt bildet. Die isolierte Ausbeute misst das gewonnene Produkt im Vergleich zur theoretischen Menge auf einer angegebenen Basis, während die Reinheit die Zusammensetzung der Probe beschreibt. Ein GC-Flächenprozentsatz ist nicht automatisch ein kalibrierter Massenfraktionstest.
Nein. Verschiedene Routen können Material mit einem ähnlichen Hauptkomponentenergebnis erzeugen. Isomere Verunreinigungen, Restlösungsmittel und katalysatorbedingte Rückstände liefern zusätzliche Informationen, ein einzelner Reinheitsprozentsatz kann jedoch nicht den Herstellungsweg identifizieren oder die Eignung für jede nachgelagerte Synthese belegen.
Die sinnvolle Unterscheidung zwischen den Routen ist die Kombination von Ausgangsmaterial, Positionsselektivität und Produktrückgewinnung. Die 2,3-Dichlorpyridin-Auflistung von Red Sun verbindet das gelieferte agrochemische Zwischenprodukt mit den angegebenen Produktions- und Qualitätsinformationen.
Ein technisches Gespräch mit Red Sun kann das Verunreinigungsprofil und die analytische Spezifikation des Zwischenprodukts mit den Anforderungen der nachgelagerten Synthese in Verbindung bringen.
