一种二卤代均三嗪的合成方法
阅读说明：本技术 一种二卤代均三嗪的合成方法 (Synthesis method of dihalogenated s-triazine ) 是由 李成金 张忠根 司亮 陈勇强 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种二卤代均三嗪的合成方法,包括以下步骤：将取代腈类化合物与卤代腈化合物溶解在一定溶剂中,加入一定的催化剂,在一定温度下通入卤代氢一定时间；反应得到二卤代均三嗪。本发明提出了一种合成二卤代均三嗪的新反应路线,以取代腈类化合物和卤代腈化合物为原料,采用一步反应制得二卤代均三嗪,节省了反应的步骤和过程,工艺简便,成本低,产品收率高,达到99％以上,并且合成过程中避免使用格氏反应这种危险工艺,降低生产风险,同时避免了污染环境的问题。(The invention discloses a synthesis method of dihalogenated s-triazine, which comprises the following steps: dissolving substituted nitrile compound and halogenated nitrile compound in a certain solvent, adding a certain catalyst, and introducing halogenated hydrogen for a certain time at a certain temperature; the reaction gives dihalo-s-triazine. The invention provides a new reaction route for synthesizing dihalogenated s-triazine, which takes substituted nitrile compounds and halogenated nitrile compounds as raw materials, prepares the dihalogenated s-triazine by one-step reaction, saves the steps and the process of the reaction, has simple and convenient process, low cost and high product yield which is more than 99 percent, avoids the dangerous process of Grignard reaction in the synthesis process, reduces the production risk and avoids the problem of environmental pollution at the same time.)
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种二卤代均三嗪的合成方法。
背景技术
三嗪类化合物在医药、农药、染料等领域有着广泛的应用，其中均三嗪类化合物，如三聚氯氰是农药、染料和医药的重要中间体；单烷基二卤代均三嗪，尤其是甲基二氯均三嗪是农药除草剂苯磺隆的核心中间体。
传统烷基二卤代均三嗪类中间体的合成方法主要有以下几条反应路线：1)US5095113公开了双氰胺钠与乙酰氯缩合反应制备甲基均三嗪的方法，这种方法污染大，原料价格高。2)WO2008/76883和US6107301分别公开了以三聚氯氰与甲基格氏试剂(如甲基氯化镁或者甲基溴化镁)反应制备甲基均三嗪的方法，由于这类方法需要用到格氏试剂，安全风险高；3)US2832779公开了用苯甲腈与双氰胺闭环之后与三氯氧磷、五氯化磷等氯化试剂反应制备苯基二氯均三嗪的方法，这类方法由于要用到三氯氧磷和三氯化磷会对于环境造成污染；4)US4220765公开了用三氯化苄与氯化氰缩合制备苯基二氯均三嗪的方法，这种方法要在比较高的温度下，而且要用到分馏和重结晶，收率不高；5)US2019/131535公开了用苯硼酸与三聚氯氰缩合的方法，这种方法要用到贵金属钯，成本较高难以有更广泛的应用。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种二卤代均三嗪的合成方法，来解决传统方法合成二卤代均三嗪的成本高、收率低、污染环境的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种二卤代均三嗪的合成方法，包括以下步骤：
将取代腈类化合物RCN与卤代腈化合物XCN溶解在溶剂中，加入催化剂，通入卤化氢反应，得到二卤代均三嗪，反应式如下：
其中R为C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C3-C6环烷基、C6-C10芳基、苄基、苯氧基、C5-C10双环基、C3-C10杂环基或C3-C6三烷基甲硅烷基，X为卤素。
优选地，所述R由至少一个基团Ra取代，Ra为卤素、硝基、C1-C4烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C3-C6环烷基、C1-C4卤烷基、C2-C4卤烯基、C2-C4卤炔基、C3-C6卤环烷基，C1-C6烷氧基、C1-C4烷氨基、C1-C4卤烷氧基、C1-C4烷硫基、C1-C4烷基亚磺酰基、C1-C4烷基磺酰基、C2-C6烷氧羰基、C2-C6烷基羰基、C3-C6(烷基)环烷氨基、C2-C6烷氨基羰基、C1-C6烷氧基羰基氨基、C2-C8二烷氨基、C3-C6环烷基氨基、C3-C8二烷氨基羰基、C3-C6三烷基甲硅烷基、苯基、苯氧基、苄基或卤代苯基，X为氟、氯、溴或碘。
优选地，所述R为直链C1-C6烷基、直链C2-C6烯基、直链C2-C6炔基、C3-C6环烷基、直链C6-C10芳基、苄基、苯氧基、C5-C10双环基、C3-C10杂环基或C3-C6直链三烷基甲硅烷基。
优选地，所述R由至少一个基团Rb取代，Rb为卤素、硝基、硫氰基、氨基、C1-C4烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C3-C6环烷基、C1-C4卤烷基、C2-C4卤烯基、C2-C4卤炔基、C3-C6卤环烷基、C1-C6烷氧基、C1-C4烷氨基、C1-C4卤烷氧基、C1-C4烷硫基、C1-C4烷基亚磺酰基、C1-C4烷基磺酰基，C2-C6烷氧羰基、C2-C6烷基羰基、C3-C6(烷基)环烷氨基、C2-C6烷氨基羰基、C1-C6烷氧基羰基氨基、C2-C8二烷氨基、C3-C6环烷基氨基、C3-C8二烷氨基羰基、C3-C6三烷基甲硅烷基、苯基、苯氧基、苄基或卤代苯基，X为氟或溴。
优选地，所述R为甲基，X为氯。
优选地，所述取代腈类化合物和卤代腈化合物的摩尔比为10：1到1：10。
优选地，所述溶剂为乙醚、二异丙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯甲烷、1,1,2-三氯丙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯甲烷、四氯乙烷、氯苯、二氯苯、乙腈、吡啶、苯、甲苯、二甲苯、异丙苯、叔丁基苯、苯乙烯、丙酮、醚中的一种或两种以上。
优选地，催化剂为路易斯酸催化剂。
优选地，催化剂为三氯化铝、三溴化铝、三碘化铝、三氯化硼、三氟化硼、五氯化锑、三氯化铁、三溴化铁、四氯化锡、二氯化钛、四氯化钛、四氯化碲、三氯化铋、三氟化铋、氯化锌的一种或者两种以上。
优选地，卤化氢为HF、HCl、HBr、HI。
优选地，反应温度为-50℃-150℃，反应压力为0.1-50MPa。
优选地，反应温度为-10℃-25℃，反应压力为0.1-5MPa。
上面给出的化合物的定义中，汇集所用术语一般代表如下取代基：
卤素：指氟、氯、溴、碘等；
烷基：直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基或叔丁基；
环烷基：取代或未取代的环状烷基，例如环丙基、环戊基或环己基。取代基如甲基、卤素等；
卤代烷基：直链或支链烷基，在这些烷基上的氢原子可部分或全部被卤素所取代，例如，氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基等；
烷氧基：直链或支链烷基，经氧原子键连接到结构上；
卤代烷氧基：直链或支链烷氧基，在这些烷氧基上的氢原子可部分或全部被卤素所取代。例如，氯甲氧基、二氯甲氧基、三氯甲氧基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、氯氟甲氧基、三氟乙氧基等；
烷基氨基：一个或两个直链或支链烷基，经氮原子键连接到结构上；
卤代烷基氨基：烷基氨基上的氢原子部分或全部被卤素取代形成的取代基；
烷硫基：直链或支链烷基，经硫原子键连接到结构上；
卤代烷硫基：直链或支链烷硫基，在这些烷硫基上的氢原子可部分或全部被卤原子所取代。例如，氯甲硫基、二氯甲硫基、三氯甲硫基、氟甲硫基、二氟甲硫基、三氟甲硫基、氯氟甲硫基等。
与现有技术比较，本发明所述的一种二卤代均三嗪的合成方法的有益效果如下：本发明提出了一种合成二卤代均三嗪的新反应路线，以取代腈类化合物和卤代腈化合物为原料，采用一步反应制得二卤代均三嗪，节省了反应的步骤和过程，工艺简便，成本低，产品收率高，达到99％以上，并且合成过程中避免使用格氏反应这种危险工艺，降低生产风险，同时避免了污染环境的问题。
具体实施方式
实施例1：
2-甲基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪的制备：
向一个带搅拌四口瓶里先加80克二氯甲烷降温至5℃后，再加入31克氯化氰、0.5克催化剂三氯化铝，继续降温至-5℃后，在通氯化氢情况下，滴加10.5克乙腈进行闭环反应。在0.1MPa压力下，保温反应8小时后，开始析出固体产品。继续反应4小时取液体样分析无乙腈原料为准，这样一步反应得2-甲基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪反应物。接着把反应物在低室温条件下，进行过滤得到粗品。粗品再用冰40克二氯甲烷洗涤后得到湿品45克。其中2-甲基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪纯度≥99.0％，重量收率≥99％。
实施例2：
2-甲基-4,6-二溴-1,3,5-均三嗪的制备：
向一个带搅拌四口瓶里先加80克二氯甲烷降温至5℃后，再加入62.0克溴化氰、0.5克催化剂三溴化铝，继续降温至-5℃后，在通溴化氢情况下，滴加10.5克乙腈进行闭环反应。在2MPa压力下，保温反应8小时后，开始析出固体产品。继续反应4小时取液体样分析无乙腈原料为准，这样一步反应得2-甲基-4,6-二溴-1,3,5-均三嗪反应物。接着把反应物在低室温条件下，进行过滤得到粗品。粗品再用冰40克二氯甲烷洗涤后得到湿品124.8克。纯度≥99.0％，重量收率≥99％。
实施例3：
2-苯基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪的制备：
向一个带搅拌四口瓶里先加80克二氯甲烷降温至5℃后，再加入31克氯化氰、0.5克催化剂三氯化铝，继续降温至-5℃后，在通氯化氢情况下，滴加25.5克苯甲腈进行闭环反应。在5MPa压力下，保温反应8小时后，开始析出固体产品。继续反应4小时取液体样分析无苯甲腈原料为准，这样一步反应得2-苯基-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪反应物。接着把反应物在低室温条件下，进行过滤得到粗品。粗品再用冰40克二氯甲烷洗涤后得到湿品56.3克。纯度≥99.0％，重量收率≥99％。
实施例4：
2-(吡啶-3-基)-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪的制备：
向一个带搅拌四口瓶里先加80克二氯甲烷降温至5℃后，再加入31克氯化氰、0.5克催化剂三氯化铝，继续降温至-5℃后在通氯化氢情况下，滴加26.2克烟腈进行闭环反应。在10MPa压力下，保温反应8小时后，开始析出固体产品。继续反应4小时取液体样分析无烟腈原料为准，这样一步反应得2-(吡啶-3-基)-4,6-二氯-1,3,5-均三嗪产物。接着把反应物在低室温条件下，进行过滤得到粗品。粗品再用冰40克二氯甲烷洗涤后得到湿品54克。纯度≥99.0％，重量收率≥99％。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。