1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯的生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种1,3‑二甲基‑4‑氯甲基吡唑‑5‑甲酸酯的生产工艺，甲醛原料选用多聚甲醛，多聚甲醛用量为：1.05~1.50当量；溶剂选用弱极性高沸点疏水溶剂，反应温度为70℃~140℃；工艺选用的后处理方案为加水洗涤后减压脱溶。本发明专利技术反应速度提高的同时，降低了多聚甲醛的用量，后处理工艺得到了有效简化，避免了水洗除甲醛的操作，反应产生的三废量显著减少。

【技术实现步骤摘要】
1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯的生产工艺
本专利技术涉及一种农用化工领域的氯甲基化反应技术。
技术介绍
1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯是一种重要的杂环中间体，广泛应用于农药及医药。例如该化合物经氢化脱氯后得到的1,3,4-三甲基吡唑-5-甲酸酯中间体是合成新型杀螨剂腈吡螨酯的重要原料。该化合物的合成途径主要是以1,3-二甲基吡唑-5-甲酸酯为原料经Blanc氯甲基化反应（布兰克氯甲基化反应是无水氯化锌作用下芳香族化合物与甲醛和氯化氢作用生成氯甲基芳香化合物的反应）制得，如专利JP2001342178A、CN106608872、CN108570008、CN107216288；以及论文《精细化工中间体》，2014,44（6）：117-19。几乎所有的报道均采用二氧六环作为溶剂，多聚甲醛的用量都为2摩尔当量，且反应后处理过程中先回收二氧六环，然后再将粗品倒入冰水，继续再用有机溶剂萃取和水洗，进一步浓缩得到粗品。从整个工艺来看，后处理回收二氧六环后再进行水洗、萃取等步骤，主要目的都是为了洗去过量的多聚甲醛，这些操作不仅导致后处理复杂而且产生的三废较多；此外，从多聚甲醛的理化性质来分析，该化合物在大部分溶剂中的溶解性均较差，因此通过水洗较难除去；另一个值得注意的问题是多聚甲醛受热易升华，过量的多聚甲醛在脱溶过程中会逐渐堵塞管路，放大生产中具有潜在的堵管风险。因此，寻找一种可以显著降低多聚甲醛用量，且简化反应后处理步骤的新工艺替代当前的氯甲基化工艺具有十分重要的意义。专利技术内容专利技术目的：提供一种显著减少多聚甲醛用量、降低三废产生、加快反应速度的氯甲基化制备1,3-二烷基吡唑-5-甲酸酯的生产工艺。技术方案：传统的生产工艺中，多聚甲醛用量加倍（实际使用的摩尔数是反应式摩尔数的两倍左右）的原因是由于反应采用的溶剂沸点较低，反应温度较低，反应活性低所造成。为了实现上述目的，本工艺较已有文献和专利报道对溶剂种类、多聚甲醛加料方式、反应温度以及后处理方式等进行了调整。本申请的专利技术人通过对比实验发现，选择沸点高的溶剂，同时提高反应温度，有利于加快反应速率，显著减少多聚甲醛用量；进一步选择沸点高的弱极性疏水性溶剂，既可以保证氯化氢的溶解度又可以在完成反应后通过分水的操作直接将本反应产生的水分离，同时也将水溶性杂质去除，经分水后的反应液脱溶后便能得到较高含量的1,3-二烷基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯。本工艺可选的弱极性高沸点疏水溶剂：包括氯苯、二氯苯、1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,2,3-三氯丙烷（三氯乙烷和三氯丙烷与三聚甲醛、三氯化铝具有相同的氯原子或氯离子数目，相似相溶、各物质摩尔数的易于精确掌控.溶点-14.7。三氯乙烷沸点75℃左右；三氯丙烷沸点156.8℃，自然点304.4，是一种工业常用的化学试剂，无色易燃液体。微溶于水，比重1.39g/ml，与混溶水可分层；可溶解油、脂、蜡、氯化橡胶和多数树脂）、氯代正戊烷、氯代环戊烷、氯代正己烷、氯代环己烷、环戊基甲醚、甲苯、二甲苯、叔丁醇、正丁醇、正丁醚等溶剂。本工艺选用的甲醛原料可以为：多聚甲醛或多聚甲醛与催化剂路易斯酸混合的方案如：多聚甲醛+硫酸；多聚甲醛+磷酸；多聚甲醛+氯化钙；多聚甲醛+氯磺酸；多聚甲醛+氯化亚砜；多聚甲醛+氯化镁；多聚甲醛+氯化锌；优选三聚甲醛+三氯氧磷。优选三聚甲醛+氯化锌，氯化锌的相对密度2.907，熔点约290℃，沸点732℃，远高于三氯氧磷（沸点105.8℃）、三氯化铝（其沸点低于其熔点194℃），反应体系的温度较高时，不会影响催化剂的稳定性，使得催化反应顺利进行。本工艺选用的多聚甲醛用量为：1.05~1.50当量。优选1.25当量。选用的路易斯酸催化剂的加入量为：1%~10%当量。优选5%。本工艺选用的投料方式为：多聚甲醛一次性或分次加入反应体系；优选多聚甲醛配成悬浊液滴加入反应体系。多聚甲醛分散形更好，与1,3-二甲基吡唑-5-甲酸酯原料的接触更有利更均匀。本工艺选用的反应温度为：70℃~140℃，优选110~120℃,可反应温度更高，反应活性更高反应速率更快，需要的甲醛原料富余量更少。本工艺选用的后处理方案为：加水洗涤后减压脱溶；优选加水洗涤后分水，再减压脱溶的后处理方案。脱溶时溶剂中基本没有水分，溶剂可以直接回用或另作他用。本专利技术有如下优点：1、提升了反应速度的同时显著降低了多聚甲醛的用量，降低了原材料成本。2、后处理工艺得到了有效简化，避免了水洗除甲醛的操作，也不需要两次减压回收溶剂。3、简化工艺，反应产生的三废量显著减少，对环境友好。4、反应使用疏水溶剂不再需要单独进行干燥处理，溶剂水分不会随套用次数的增多大幅度增加。5、多聚甲醛用量降低后有效解决升华堵管等问题，工业化的应用前景更大。具体实施方式以下实施例用于进一步说明本专利技术，但本专利技术绝非仅限于这些实施例，根据权利要求所限定的范围可以进行各种变换。实施例1：取一个0.5L四口瓶，配套搅拌子、温度计、导气管、冷凝管，加入98%1,3-二甲基吡唑-5-甲酸乙酯42.97g(0.25mol)然后加入252.11g氯代环己烷，搅拌升温至110℃，然后向体系中泵入氯化氢气体，接着向体系内滴加95%多聚甲醛11.60g(0.375mol，用42.5g氯代环己烷稀释)和2.04g三氯氧磷的悬浊液。滴毕后维持氯化氢通气速度为0.1L/min并于120℃保温5~6h，待原料峰面积＜0.5%后停止反应。冷却降温至室温后静置分出水相，有机相经减压蒸馏脱除溶剂，最后得到54.42g淡黄色至无色粗品1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯，粗品经GC外标定量含量为95.8%，定量收率为96.31%。实施例2：取一个0.5L四口瓶，配套搅拌子、温度计、导气管、冷凝管，加入98%1,3-二甲基吡唑-5-甲酸乙酯42.92g(0.25mol9)然后加入168.92g环戊基甲醚，搅拌升温至回流，然后向体系中泵入氯化氢气体，接着向体系内滴加95%多聚甲醛9.58g(0.313mol，用43.1g环戊基甲醚稀释)和2.07g三氯化铝的悬浊液。滴毕后维持氯化氢通气速度为0.1L/min并保温回流6~8h，待原料峰面积＜0.5%后停止反应。冷却降温至室温后静置分出水相，有机相经减压蒸馏脱除溶剂，最后得到52.86g淡黄色至无色粗品1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯，粗品经GC外标定量含量为93.58%，定量收率为91.61%。实施例3：取一个0.5L四口瓶，配套搅拌子、温度计、导气管、冷凝管，加入98%1,3-二甲基吡唑-5-甲酸乙酯42.92g(0.25mol)然后加入295.62g氯苯，搅拌升温至回流，然后向体系中泵入氯化氢气体，接着向体系内滴加95%多聚甲醛8.65g(0.275mol，用44.64g氯苯稀释)和1.90g硫酸的悬浊液。滴毕后维持氯化氢通气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯的生产工艺，采用1,3-二甲基吡唑-5-甲酸酯为原料经Blanc氯甲基化反应，其特征在于：甲醛原料选用多聚甲醛，多聚甲醛用量为：1.05~1.50当量；溶剂选用弱极性高沸点疏水溶剂：氯苯、二氯苯、1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷、氯代正戊烷、氯代环戊烷、氯代正己烷、氯代环己烷、环戊基甲醚、甲苯、二甲苯、叔丁醇、正丁醇或者正丁醚；工艺选用的反应温度为70℃~140℃；工艺选用的后处理方案为：加水洗涤后减压脱溶。/n

【技术特征摘要】
1.一种1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯的生产工艺，采用1,3-二甲基吡唑-5-甲酸酯为原料经Blanc氯甲基化反应，其特征在于：甲醛原料选用多聚甲醛，多聚甲醛用量为：1.05~1.50当量；溶剂选用弱极性高沸点疏水溶剂：氯苯、二氯苯、1,2-二氯丙烷、1,3-二氯丙烷、氯代正戊烷、氯代环戊烷、氯代正己烷、氯代环己烷、环戊基甲醚、甲苯、二甲苯、叔丁醇、正丁醇或者正丁醚；工艺选用的反应温度为70℃~140℃；工艺选用的后处理方案为：加水洗涤后减压脱溶。


2.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-4-氯甲基吡唑-5-甲酸酯的生产工艺，其特征在于：溶剂为1,2,3-三氯丙烷，工艺选用的反应温度为110~120℃。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王教飞，刘虎，顾品丽，丁海南，
申请(专利权)人：南通江山农药化工股份有限公司，四川福思达生物技术开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32