農藥中間體3- 氯-4- 氨基-1-（3- 吡啶基）-1H-吡唑的合成工藝研究

楊志彬,田俊波,趙云現,崔金旺

（保定保利瑞合生物科技有限公司,河北保定071250）

1 前言

3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑是一種棕色固體，熔點為143～147℃,是合成農藥Tyclopyrazoflor（GF-3242）的關鍵中間體。Tyclopyrazoflor（GF-3242）是陶氏益農公司開發的吡啶基吡唑類殺蟲劑，該殺蟲劑具有化學結構新穎、作用機理獨特、高效廣譜、與環境友好的特點，對棉粉虱、甘薯粉虱、棕櫚象甲、茄科植物蚜蟲的防治效果最佳，它的合成工藝也是目前研究的熱點。本文對其中間體3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成工藝路線進行了介紹，從中篩選出較優的工藝路線進行合成工藝進行了研究，優化出了最佳的工藝條件，為工業化生產提供了可靠的參考依據。

2 工藝路線的選擇

根據查閱國內外文獻，同時參考和借鑒同類化合物的合成工藝，3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成工藝主要是以3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑作為起始物料進行硝化和還原反應得到。硝基還原有鐵粉還原和鈀炭加氫還原兩條工藝，根據產品質量高低、三廢多少、成本高低等各因素綜合比較，確定出了第二條鈀炭加氫還原工藝作為較優的生產工藝路線。

第一條鐵粉還原工藝，合成路線見圖1。

圖1

該條路線三廢多，有鐵泥產生，成本高，產品提純繁瑣,故不采用此條工藝路線進行研發。

第二條鈀炭加氫還原工藝，合成路線見圖2。

圖2

該條路線三廢少，過濾后催化劑可以套用，成本低，產品易于分離，屬綠色工藝，故采用此條工藝路線進行研發。

3 實驗部分

3.1 原料種類及質量規格（見表1）

表1

3.2 實驗過程

3.2.1 3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成

向1000mL 反應瓶中加入40mL 濃硫酸，攪拌下加入20g 3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑，用冰水浴冷卻到5℃以下，滴加由20mL 濃硝酸和10mL 濃硫酸配成的混酸，維持反應溫度＜15℃，滴加完畢，去掉冰水浴，溫水升溫到20℃，保持15h，將反映無聊慢慢地倒入500 mL 水中稀釋，控制溫度＜18℃用50%氫氧化鈉溶液調節pH＞8，調節完畢，再在室溫下攪拌3，濾餅用水洗三次，每次用水200mL，干燥得到類白色固體24.9g，熔點：140～144℃。收率99.6%。

3.2.2 3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成

向500mL 高壓釜中加入250mL 乙醇，攪拌下加入23.2g 3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑、50%氫氧化鈉溶液10mL，從高壓釜底部通入氮氣，再加入2.2g10%Pd／C 催化劑。系統密閉后，停止氮氣通入。開啟真空閥門抽走高壓釜中氮氣，再改用氫氣置換3 次，開動攪拌，開始加熱，調節轉速為280r／min 左右，當溫度升至75～78℃時，調節轉速為500r／min 左右，繼續向釜內通入的氫氣，直至釜內氫氣壓力0.3MPa，不再下降時，停止加氫操作，降溫到室溫，泄壓，再開釜取料，過濾出催化劑保存套用，濾液用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液，用飽和碳酸氫鈉溶液充分洗滌后減壓濃縮得到棕色固體19.44g，熔點：143～147℃, 收率98.0%。

4 實驗結果與討論

4.1 3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的優化實驗

4.1.1 不同的原料物質的量比對3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影響（見表2）

表2

根據以上實驗數據，當3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶硝酸=1∶3 時產物收率最高達到98%，再提高硝酸的物質的量比，產物收率不再提高，故確定3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶硝酸=1∶3 為合成3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳物質的量比。

4.1.2 不同的反應時間對3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影響（見表3）

表3

根據以上實驗數據，當反應時間為3h 時產物收率最高達到98%，再延長反應時間，產物收率提高很小，經綜合考慮確定反應時間為3h 作為合成3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳反應時間。

4.2 3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的優化實驗

4.2.1 不同的3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑和10%Pd/C 的重量比對3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影響（見表4）

表4

根據以上實驗數據，當3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶10%Pd/C 重量比為1∶0.095 時產物收率最高達到98%，再增大10%Pd/C 的用量，產物收率提高很小，綜合考慮確定3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶10%Pd/C 重量比為1∶0.095 作為合成3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳重量比。

4.2.2 不同的反應壓力對3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑合成收率的影響（見表5）

根據以上實驗數據，當反應壓力為0.3MPa時產物收率最高達到98%，再增大壓力，產物收率提高很小，綜合考慮確定確定反應壓力為0.3MPa 作為合成3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的最佳反應壓力。

表5

5 結論

5.1 以3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑作為起始物料進行硝化和10%鈀炭加氫還原得到3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑，此條工藝可行，產品總收率為96.04%。

5.2 對3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成進行優化實驗，3-氯-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑∶硝酸=1∶3 為最適宜的物質的量比，反應時間為3h 作為最佳反應時間，收率最高為98.00%。5.3 3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成實驗時，必須在投料完畢后要對反應釜進行除氧。先對反應釜抽真空，關閉真空閥門，充入氮氣至表壓0.1 MPa，關閉氣閥。開啟真空閥門抽走高壓釜中氮氣，再改用氫氣置換3 次。

5.4 對3-氯-4-氨基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑的合成進行優化實驗，3-氯-4-硝基-1-（3-吡啶基）-1H-吡唑：10%Pd/C 重量比為1:0.095 作為最佳重量比，反應壓力為0.3MPa 作為最佳反應壓力，收率最高為98.00%。