2,3-डाइक्लोरोपाइरीडीन कैसे बनता है?

2,3-डाइक्लोरोपाइरीडीन को अधिक उच्च क्लोरीनयुक्त पाइरीडीन के चयनात्मक डीक्लोरिनेशन, क्लोरीन के साथ अमीनो समूह के प्रतिस्थापन, या पाइपरिडोन-आधारित अनुक्रम के माध्यम से बनाया जा सकता है। प्रत्येक दृष्टिकोण पाइरीडीन रिंग पर समान आसन्न क्लोरीन व्यवस्था उत्पन्न करता है, लेकिन विभिन्न कच्चे माल से शुरू होता है और एक अलग शुद्धिकरण समस्या पैदा करता है।

लक्ष्य यौगिक, CAS 2402-77-9, एक कृषि रसायन मध्यवर्ती है। सार्वजनिक पेटेंट इसे तैयार करने के कई तरीकों का वर्णन करते हैं; वे खुलासे प्रत्येक निर्माता द्वारा उपयोग किए जाने वाले उत्पादन मार्ग के बजाय रिपोर्ट की गई रसायन शास्त्र स्थापित करते हैं।

प्रकाशित संश्लेषण मार्ग

तीन प्रलेखित दृष्टिकोण मुख्य रूप से इस बात में भिन्न हैं कि दो कार्बन-क्लोरीन बांड कैसे प्राप्त किए जाते हैं। एक में अतिरिक्त क्लोरीन निकाल दिया जाता है। दूसरे में, एक अमीनो समूह क्लोरीन स्थापित करने के लिए एक अस्थायी हैंडल प्रदान करता है। एक तिहाई ऑक्सीजन युक्त संतृप्त रिंग से शुरू होता है और इसे क्लोरीनयुक्त सुगंधित उत्पाद में परिवर्तित करता है।

सामग्री शुरू करना और मार्ग के अनुसार चुनौतियों की प्रक्रिया करना

चयनात्मक हाइड्रोडेक्लोरिनेशन

चयनात्मक हाइड्रोडेक्लोरिनेशन 2,3,6-ट्राइक्लोरोपाइरीडीन को स्थिति 6 पर क्लोरीन को हाइड्रोजन से प्रतिस्थापित करके लक्ष्य 2,3 आइसोमर में परिवर्तित करता है। क्लोरीन स्थिति 2 और 3 पर रहती है। इसलिए उद्देश्य क्लोरीन को अधिकतम हटाने के बजाय चयनात्मक निष्कासन है।

प्रकाशित यूरोपीय पेटेंट EP2687510A1 ट्राइक्लोरो मध्यवर्ती प्राप्त करने के लिए 2,6-डाइक्लोरोपाइरीडीन के अपस्ट्रीम क्लोरीनीकरण का वर्णन करता है। उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण से पहले आसवन उस मध्यवर्ती को अलग कर देता है। यह अनुक्रम स्पष्ट रूप से अप्रत्यक्ष दृष्टिकोण की व्याख्या करता है: क्लोरीनीकरण आवश्यक स्थिति-3 प्रतिस्थापन स्थापित करता है, और हाइड्रोजनीकरण अवांछित स्थिति-6 क्लोरीन को हटा देता है।

उत्प्रेरक का चयन प्रारंभिक-सामग्री रूपांतरण और लक्ष्य-उत्पाद चयनात्मकता के बीच संतुलन को प्रभावित करता है। आगे डीक्लोरिनेशन वांछित मध्यवर्ती के बजाय कम-क्लोरीनयुक्त उत्पाद बनाता है। प्रकाशित वेरिएंट में समर्थित-धातु प्रणाली और CN108003092B में वर्णित सजातीय रोडियम/फॉस्फीन प्रणाली शामिल है; उनकी उत्प्रेरक-हटाने और पुनर्प्राप्ति आवश्यकताएँ भिन्न-भिन्न हैं।

यह परिवार विशेष रूप से तब प्रासंगिक होता है जब किसी निर्माता के पास पहले से ही क्लोरोपाइरीडीन फीडस्टॉक तक पहुंच हो। इसके समग्र अर्थशास्त्र में अभी भी उस फीडस्टॉक की तैयारी और शुद्धिकरण, हाइड्रोजनीकरण, उत्प्रेरक हैंडलिंग और अंतिम उत्पाद पुनर्प्राप्ति शामिल है।

अमीनोपाइरीडीन मार्ग

एक अमीनोपाइरीडीन मार्ग अमीनो समूह को स्थिति 3 पर बनाए रखते हुए क्लोरीन को स्थिति 2 पर स्थापित करता है। डायज़ोटाइजेशन फिर अमीनो समूह को डायज़ोनियम मध्यवर्ती में परिवर्तित करता है, और क्लोराइड प्रतिस्थापन इसे दूसरे क्लोरीन से बदल देता है। परिणाम आसन्न 2,3-डाइक्लोरो पैटर्न है।

US20070161797A1 2-क्लोरो-3-एमिनोपाइरीडीन से इस परिवर्तन का वर्णन करता है, जिसे 3-एमिनो-2-क्लोरोपाइरीडीन भी कहा जाता है। इसकी अपस्ट्रीम तैयारी 3-एमिनोपाइरीडीन से शुरू होती है। क्लोरीनीकरण चयनात्मकता मायने रखती है क्योंकि आगे क्लोरीनीकरण से 3-अमीनो-2,6-डाइक्लोरोपाइरीडीन का उत्पादन हो सकता है, जो अमीनो समूह को प्रतिस्थापित करने से पहले पृथक्करण बोझ को बढ़ाता है।

एक वैकल्पिक प्रविष्टि 2-क्लोरोनिकोटिनमाइड का उपयोग करती है: हॉफमैन पुनर्व्यवस्था इसके कार्बोक्सामाइड प्रतिस्थापन को एक एमिनो समूह में परिवर्तित करती है, जो समान क्लोरीनयुक्त एमिनोपाइरीडीन मध्यवर्ती देती है। संबंधित एसिड अमाइडेशन के माध्यम से एमाइड की आपूर्ति कर सकता है। यह दृष्टिकोण अंतिम अमीनो-से-क्लोरीन परिवर्तन के बजाय कच्चे माल के अनुक्रम को बदलता है।

कुछ खुलासे प्रत्येक मध्यवर्ती को अलग किए बिना चरणों को जोड़ते हैं। कम अलगाव से हैंडलिंग कम हो सकती है, लेकिन शेष अभिकर्मक, लवण और उप-उत्पाद फिर अगले चरण में प्रवेश करते हैं। प्रक्रिया ट्रेडऑफ़ एक अधिक जटिल मिश्रण के विरुद्ध कम वर्कअप ऑपरेशन है जिसके बाद के रूपांतरण और अलगाव के दौरान नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

पाइपरिडोन-आधारित संश्लेषण

पाइपरिडोन दृष्टिकोण पहले से ही सुगंधित क्लोरोपाइरीडीन के बजाय 2-पाइपरिडोन, एक संतृप्त नाइट्रोजन युक्त लैक्टम से शुरू होता है। CN110818621B 1,3,3-ट्राइक्लोरोपाइपरिडिन-2-वन के क्लोरीनीकरण का वर्णन करता है, इसके बाद 3-क्लोरो-2-हाइड्रॉक्सीपाइरीडीन प्राप्त करने के लिए उन्मूलन और अम्लीकरण करता है।

उस मध्यवर्ती में पहले से ही स्थिति 3 पर क्लोरीन है। बाद में क्लोरोडॉक्सीजनेशन स्थिति 2 पर ऑक्सीजन युक्त समूह को क्लोरीन से बदल देता है, जिससे लक्ष्य मध्यवर्ती उत्पन्न होता है। फॉस्फोरस ऑक्सीक्लोराइड इस अंतिम रूपांतरण के लिए प्रकट किए गए क्लोरीनीकरण अभिकर्मकों में से एक है।

यह अनुक्रम एक अलग फीडस्टॉक प्लेटफ़ॉर्म प्रदान करता है और अंतिम परिवर्तन में रिंग क्लोरीन के चयनात्मक हाइड्रोजन निष्कासन से बचाता है। फिर भी इसके विनिर्माण मूल्यांकन में पूर्ववर्ती क्लोरीनीकरण, मध्यवर्ती अलगाव और अभिकर्मक-व्युत्पन्न अवशेषों को हटाना शामिल होना चाहिए। अकेले अंतिम रूपांतरण के लिए रिपोर्ट की गई उच्च उपज संपूर्ण मार्ग में पुनर्प्राप्ति का वर्णन नहीं करती है।

शुद्धिकरण और स्केल-अप

शुद्धिकरण एक प्रतिक्रिया मिश्रण को एक परिभाषित अशुद्धता प्रोफ़ाइल के साथ एक पृथक मध्यवर्ती में परिवर्तित करता है। उपयुक्त संचालन उपस्थित उत्प्रेरक, विलायक, लवण और कार्बनिक उप-उत्पादों पर निर्भर करता है। आसवन, निष्कर्षण और क्रिस्टलीकरण अलग-अलग पृथक्करण कार्य करते हैं और विनिमेय पॉलिशिंग चरण नहीं हैं।

• उत्प्रेरक निस्पंदन एक समर्थित ठोस उत्प्रेरक को हटा देता है; एक विघटित सजातीय उत्प्रेरक को एक अलग पृथक्करण दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है।

• चरण पृथक्करण और धुलाई से जलीय लवण दूर हो जाते हैं और घुलनशील अशुद्धियाँ तरल चरणों के बीच वितरित हो जाती हैं।

• एसिड निष्कर्षण एक पाइरीडीन यौगिक को जलीय अम्लीय चरण में स्थानांतरित कर सकता है; उद्धृत यूरोपीय प्रक्रिया बाद में उत्पाद को क्रिस्टलीकृत करने के लिए तनुकरण का उपयोग करती है।

• क्रिस्टलीकरण, निस्पंदन और सुखाने से ठोस उत्पाद पुनः प्राप्त हो जाता है, जबकि घुलनशील पदार्थ मूल शराब में रहता है। आसवन से विलायकों को पुनः प्राप्त किया जा सकता है या उपयुक्त अस्थिर घटकों को अलग किया जा सकता है।

इसलिए स्केल-अप पूरे अनुक्रम में पुनर्प्राप्त उत्पाद और संसाधन उपयोग की तुलना करता है। एक छोटे प्रतिक्रिया अनुक्रम के लिए अभी भी पर्याप्त विलायक विनिमय या अपशिष्ट जल उपचार की आवश्यकता हो सकती है। इसके विपरीत, एक अतिरिक्त अलगाव हस्तक्षेप करने वाली अशुद्धियों को हटाकर निम्नलिखित प्रतिक्रिया को सरल बना सकता है। पुनर्चक्रण ताजा सामग्री की मांग को केवल उस हद तक कम करता है, जिससे संचित अशुद्धियाँ प्रबंधनीय बनी रहती हैं।

लाल सूर्य इसका वर्णन करता है 2,3-डाइक्लोरोपाइरीडीन उत्पादन दृष्टिकोण पाइरीडीन क्लोरीनीकरण और लक्षित कमी के रूप में, इसके बाद बहु-चरण आसवन और क्रिस्टलीकरण। प्रकाशित पेटेंट उदाहरण कंपनी की स्वामित्व प्रक्रिया के विवरण से अलग रहते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

क्या शुद्धता, रूपांतरण और उपज एक ही माप हैं?

नहीं, उपभोग की गई सामग्री शुरू करने के रूपांतरण उपाय; चयनात्मकता लक्ष्य उत्पाद बनाने वाली परिवर्तित सामग्री के अंश का वर्णन करती है। पृथक उपज निर्धारित आधार पर सैद्धांतिक मात्रा के मुकाबले बरामद उत्पाद को मापती है, जबकि शुद्धता नमूने की संरचना का वर्णन करती है। जीसी क्षेत्र प्रतिशत स्वचालित रूप से एक कैलिब्रेटेड द्रव्यमान-अंश परख नहीं है।

क्या अंतिम शुद्धता यह स्थापित कर सकती है कि किस मार्ग का उपयोग किया गया था?

नहीं, विभिन्न मार्ग समान मुख्य-घटक परिणाम वाली सामग्री का उत्पादन कर सकते हैं। आइसोमेरिक अशुद्धियाँ, अवशिष्ट सॉल्वैंट्स और उत्प्रेरक-संबंधित अवशेष अतिरिक्त जानकारी प्रदान करते हैं, लेकिन एक एकल शुद्धता प्रतिशत विनिर्माण मार्ग की पहचान नहीं कर सकता है या प्रत्येक डाउनस्ट्रीम संश्लेषण के लिए उपयुक्तता स्थापित नहीं कर सकता है।

उत्पादन मार्ग और उत्पाद आवश्यकताएँ

मार्गों के बीच उपयोगी अंतर फीडस्टॉक, स्थितिगत चयनात्मकता और उत्पाद पुनर्प्राप्ति का संयोजन है। रेड सन की 2,3-डाइक्लोरोपाइरीडीन सूची आपूर्ति किए गए एग्रोकेमिकल मध्यवर्ती को उसके घोषित उत्पादन और गुणवत्ता की जानकारी से जोड़ती है।

रेड सन के साथ एक तकनीकी चर्चा मध्यवर्ती की अशुद्धता प्रोफ़ाइल और विश्लेषणात्मक विशिष्टता को डाउनस्ट्रीम संश्लेषण की आवश्यकताओं से जोड़ सकती है।