Nederlands
2,3-Dichloorpyridine kan worden gemaakt door selectieve dechlorering van een sterker gechloreerde pyridine, vervanging van een aminogroep door chloor of een op piperidon gebaseerde sequentie. Elke aanpak levert dezelfde aangrenzende chloorschikking op de pyridine-ring op, maar gaat uit van verschillende grondstoffen en creëert een ander zuiveringsprobleem.
De doelverbinding, CAS 2402-77-9, is een agrochemisch tussenproduct. Openbare patenten beschrijven verschillende manieren om het voor te bereiden; deze onthullingen leggen de gerapporteerde chemie vast in plaats van de productieroute die door elke fabrikant wordt gebruikt.
Drie gedocumenteerde benaderingen verschillen voornamelijk in de manier waarop de twee koolstof-chloorbindingen worden verkregen. In één wordt een extra chloor verwijderd. In een andere biedt een aminogroep een tijdelijk handvat voor het installeren van chloor. Een derde begint met een zuurstofhoudende verzadigde ring en zet deze om in het gechloreerde aromatische product.
Uitgangsmaterialen en procesuitdagingen per traject
Route familie |
Uitgangsmateriaal |
Belangrijkste chemische verandering |
Belangrijkste procesuitdaging |
|---|---|---|---|
Selectieve hydrodechlorering |
2,3,6-Trichloorpyridine, mogelijk gemaakt van 2,6-dichloorpyridine |
Vervanging van één ringchloor door waterstof |
Doelselectiviteit, katalysatorscheiding en terugwinning |
Aminopyridine-route |
3-Aminopyridine of een voorloper die leidt tot 2-chloor-3-aminopyridine |
Ringchlorering gevolgd door vervanging van de aminogroep door chloor |
Overchlorering en scheiding van bijproducten van de reactie |
Op Piperidon gebaseerde route |
2-Piperidon |
Chlorering en aromatisering, gevolgd door vervanging van de zuurstofhoudende groep door chloor |
Tussentijdse terugwinning en opwerking van chloreringsreagens |
Selectieve hydrodechlorering zet 2,3,6-trichloorpyridine om in het beoogde 2,3-isomeer door het chloor op positie 6 te vervangen door waterstof. De chloorverbindingen op posities 2 en 3 blijven achter. Het doel is dus selectieve verwijdering, in plaats van maximale verwijdering van chloor.
De gepubliceerd Europees octrooi EP2687510A1 beschrijft een stroomopwaartse chlorering van 2,6-dichloorpyridine om het trichloortussenproduct te verkrijgen. Destillatie scheidt dat tussenproduct vóór katalytische hydrogenering. Deze volgorde verklaart de ogenschijnlijk indirecte benadering: chlorering brengt de benodigde substituent op positie 3 tot stand, en hydrogenering verwijdert het ongewenste chloor op positie 6.
De keuze van de katalysator beïnvloedt de balans tussen de conversie van het uitgangsmateriaal en de selectiviteit van het doelproduct. Verdere dechlorering creëert minder gechloreerde producten in plaats van het gewenste tussenproduct. Gepubliceerde varianten omvatten ondersteunde metaalsystemen en het homogene rhodium/fosfinesysteem beschreven in CN108003092B; hun eisen inzake katalysatorverwijdering en terugwinning verschillen.
Deze familie is vooral relevant wanneer een producent al toegang heeft tot de chloorpyridine-grondstof. De algemene kosten omvatten nog steeds de bereiding en zuivering van die grondstof, de hydrogenering, het hanteren van de katalysator en de terugwinning van het eindproduct.
Een aminopyridineroute installeert chloor op positie 2 terwijl een aminogroep op positie 3 behouden blijft. Diazotering zet de aminogroep vervolgens om in een diazoniumtussenproduct, en chloridesubstitutie vervangt deze door het tweede chloor. Het resultaat is het aangrenzende 2,3-dichloorpatroon.
US20070161797A1 beschrijft deze transformatie van 2-chloor-3-aminopyridine, ook wel 3-amino-2-chloorpyridine genoemd. De stroomopwaartse bereiding ervan begint met 3-aminopyridine. Chloreringsselectiviteit is van belang omdat verdere chlorering 3-amino-2,6-dichloorpyridine kan produceren, wat de scheidingslast verhoogt voordat de aminogroep wordt vervangen.
Een alternatieve vermelding maakt gebruik van 2-chloornicotinamide: Hofmann-omlegging zet de carboxamide-substituent om in een aminogroep, waardoor hetzelfde gechloreerde aminopyridine-tussenproduct ontstaat. Het overeenkomstige zuur kan door amidering het amide leveren. Deze aanpak verandert de volgorde van de grondstoffen in plaats van de uiteindelijke transformatie van amino naar chloor.
Sommige onthullingen combineren stadia zonder elk tussenproduct te isoleren. Minder isolaties kunnen de handling verminderen, maar de resterende reagentia, zouten en bijproducten gaan dan naar de volgende fase. De wisselwerking tussen het proces is minder opwerkingsbewerkingen ten opzichte van een complexer mengsel dat controle vereist tijdens daaropvolgende conversie en isolatie.
De piperidonbenadering begint met 2-piperidon, een verzadigd stikstofhoudend lactam, in plaats van een reeds aromatisch chloorpyridine. CN110818621B beschrijft chlorering tot 1,3,3-trichloorpiperidine-2-on, gevolgd door eliminatie en aanzuring om 3-chloor-2-hydroxypyridine te verkrijgen.
Dat tussenproduct heeft al chloor op positie 3. Een daaropvolgende chloordeoxygenatie vervangt de zuurstofhoudende groep op positie 2 door chloor, waardoor het doeltussenproduct ontstaat. Fosforoxychloride behoort tot de chloreringsreagentia die voor deze uiteindelijke omzetting worden beschreven.
Deze volgorde verschaft een ander grondstofplatform en vermijdt selectieve waterstofverwijdering van een ringchloor bij de uiteindelijke transformatie. De beoordeling van de productie moet niettemin de voorafgaande chlorering, tussentijdse isolatie en verwijdering van uit reagentia afkomstige residuen omvatten. Een hoge opbrengst die alleen voor de uiteindelijke omzetting wordt gerapporteerd, beschrijft niet het herstel over de gehele route.
Door zuivering wordt een reactiemengsel omgezet in een geïsoleerd tussenproduct met een gedefinieerd onzuiverheidsprofiel. De geschikte handelingen zijn afhankelijk van de aanwezige katalysator, oplosmiddel, zouten en organische bijproducten. Destillatie, extractie en kristallisatie voeren verschillende scheidingstaken uit en zijn geen uitwisselbare polijststappen.
Katalysatorfiltratie verwijdert een gedragen vaste katalysator; een opgeloste homogene katalysator vereist een andere scheidingsaanpak.
Fasescheiding en wassen verwijderen waterige zouten en verdelen oplosbare onzuiverheden tussen vloeibare fasen.
Zuurextractie kan een pyridineverbinding overbrengen naar een waterige zure fase; het aangehaalde Europese proces maakt vervolgens gebruik van verdunning om het product te kristalliseren.
Kristallisatie, filtratie en drogen winnen het vaste product terug, terwijl oplosbaar materiaal in de moederloog achterblijft. Door destillatie kunnen oplosmiddelen worden teruggewonnen of geschikte vluchtige componenten worden gescheiden.
Bij opschaling worden daarom het teruggewonnen product- en hulpbronnengebruik over de hele reeks vergeleken. Een kortere reactievolgorde kan nog steeds een aanzienlijke uitwisseling van oplosmiddelen of afvalwaterbehandeling vereisen. Omgekeerd kan een extra isolatie de volgende reactie vereenvoudigen door storende onzuiverheden te verwijderen. Recycle vermindert de vraag naar vers materiaal alleen voor zover de opgehoopte onzuiverheden beheersbaar blijven.
Red Sun beschrijft het 2,3-dichloorpyridineproductiebenadering als pyridinechlorering en gerichte reductie, gevolgd door meertrapsdestillatie en kristallisatie. Gepubliceerde patentvoorbeelden blijven gescheiden van de beschrijving van het bedrijf van zijn eigen proces.
Nee. Conversie meet het verbruikte uitgangsmateriaal; selectiviteit beschrijft de fractie van het omgezet materiaal dat het doelproduct vormt. De geïsoleerde opbrengst meet het teruggewonnen product ten opzichte van de theoretische hoeveelheid op een aangegeven basis, terwijl de zuiverheid de samenstelling van het monster beschrijft. Een GC-oppervlaktepercentage is niet automatisch een gekalibreerde massafractietest.
Nee. Verschillende routes kunnen materiaal opleveren met een vergelijkbaar hoofdbestanddeelresultaat. Isomere onzuiverheden, resterende oplosmiddelen en katalysatorgerelateerde residuen bieden aanvullende informatie, maar een enkel zuiverheidspercentage kan de productieroute niet identificeren of de geschiktheid voor elke stroomafwaartse synthese vaststellen.
Het bruikbare onderscheid tussen routes is de combinatie van grondstoffen, positionele selectiviteit en productterugwinning. De 2,3-dichloorpyridine-lijst van Red Sun verbindt het geleverde agrochemische tussenproduct met de vermelde productie- en kwaliteitsinformatie.
Een technisch gesprek met Red Sun kan het onzuiverheidsprofiel en de analytische specificatie van het tussenproduct in verband brengen met de vereisten van de stroomafwaartse synthese.
