本发明涉及一种将羧酸基或碳酰卤基转化成三卤甲基的方法。 麦克肯得利的美国专利4，419，514中披露了芳环或杂芳环上的羧酸基如果与苯基膦酰二氯（C6H5P（O）Cl2）和五氯化磷的混合物接触可转化成三氯甲基。
不久以前，在希姆等人的美国专利4，634，771中建议了一种类似的转化方法，该法使用苯基亚膦二氯（C6H5PCl2）三氯化膦和氯气的混合物。由这个发明者发现的这种特殊方法可使粗产物得到高的收率。然而，当蒸馏由希姆等人的方法获得的这种粗产物时，残留在蒸馏器皿中的微红色剩余物的量比所需终产物期望的收率要低。显然由希姆等人的方法获得的反应混合产物中包含有并未被这些研究者们完全鉴别出的不需要的付产物。该付产物在蒸馏反应混合产物过程中影响了所需终产物的收率。
本发明是对希姆等人方法的改进，其结果使反应混合产物中蒸馏产物的收率高于使用希姆等人的方法所得到的收率。本方法依赖于苯基卤代正膦氯化剂地使用，从而使芳环或杂芳环上的羧酸基或碳酰卤基转化成三卤甲基。如果需要，使用苯基亚膦氯化剂（二卤苯亚膦和卤素）可在原反应器中产生苯基卤代正膦氯化剂。本法中未使用三卤化磷。
本发明是将芳环上或杂芳环上的一个或一个以上的羧酸基或碳酰卤基转化成三卤甲基。典型的杂环化合物基于氮一杂芳（族）结构，例如吡啶环状化合物。羧酸基或碳酰卤部分能够包括一或两个在非空间阻碍环位上的上述基团（例如在非相邻位上的基团）。如要需要，羧酸起始物可再用空间上相容的，无干扰的取代物来替代。这些替代物可以是卤素（氯，氟），硝基，氰基，烷基，烷氧基，芳基，有烷基取代的芳基，有烷氧基取代的芳基，芳氧基和/或三卤甲基。
本发明的氯化剂是苯基氯代正膦氯化剂，较好的是C6H5PCl4。其中所用的苯基氯代正膦在其最宽的范围内包含具有足够氯基数目（例如从2-4）的苯基氯代正膦类化合物，从而完成所需的氯化反应。这种氯化剂对羧酸起始物的克分子比可约在2∶1-约3∶1范围之内。该反应在约110℃-约180℃温度内在苯基膦酰二氯介质中发生。正膦氯化剂具有被吸电子基团取代的环，吸电子基团可以是氟基，硝基及其它类似的基团。
如果需要，本发明的苯基氯代正膦氯化剂可通过将苯基卤亚膦和氯气反应直接生成。
羧酸基与苯基氯代正膦氯化剂之间反应的生成物为三氯甲基。
按照本发明的另一方面，使用苯基氯代正膦氯化剂通过碳酰卤的转化可获得三卤甲基，碳酰卤化合物可用作本方法的起始物，用适当的氯化剂（例如碳酰氯，亚硫酰卤等已知氯化剂），通过羧酸基的转化也可获得碳酰卤化合物。得到的酰卤在与适量的正膦氯化剂（例如克分子比约为1∶1-3∶1）反应后，通过环与酰卤原子间的羰基键的转化可产生所需的三卤甲基。如果需要，通过氯气与苯基卤代亚膦的反应（如前述）可直接生成正膦氯化剂。
苯基氯代正膦氯化剂与碳酰氯反应生成三氯甲基。通过本发明的另一实施方案可获得混合卤素的三卤甲基。例如，二氯卤代甲基，其中第三个卤素是氯以外的其它卤素。这种混合卤素的三卤甲基是通过苯基氯代正膦氯化剂与酰卤基的反应来获得的。酰卤基中的卤素是除氯以外的其它卤素。这种混合卤素的三卤甲基还可用上述氯化剂与酰溴，酰氟的反应得到;这种形式的酰卤可用常规方法获得;例如将相应的碳酰氯与氟氢酸反应可生成碳酰氟。碳酰卤（非氯型）在前述条件下与苯基氯代正膦反应能生成二氯卤代（例如二氯氟代）甲基。
例如用常规方法将6-羟基烟酸与亚硫酰（二）氯反应可生成6-氯烟酰氯，然后它再与氟氢酸反应，生成6-氯烟酰氟，该生成物再与前述的苯基氯代正膦反应，生成2′-氯-5-二氯氟代甲基吡啶。
本发明由下述的实施例进一步说明，
实施例1：
将烟酸〔225克，1.83摩〕一次加入至600毫升的苯基膦酰二氯和655克（3.66摩）的苯基二氯亚膦的溶液中。此混合液置于容积为3升并装有顶部搅拌器，回流冷凝器，热电偶和气体入口管的4颈口圆底烧瓶中。氯气（260克，3.66摩）从溶液液面下被量入到反应混合物中。氯气的添加速率为每分钟4.5克。苯基二氯亚膦和氯气反应，直接生成了苯基四氯正膦。将水浴放在反应装置下以使温度保持在90℃以下。氯气添加完毕后，将奶白色浆液加热至170℃，维持4小时。在此过程中溶液变成清澈的暗红色。停止搅拌，将反应混合物在室温和氮气氛中静置冷却。
室温下放置一周后，由上述过程得到的反应混合物是固状橙色的晶块，移除热电偶，固体块被机械搅拌粉碎成细粒浆。加入己烷（500毫升）用以帮助浆状物粉碎。混合浆在室温下搅拌30分钟。通过一烧结玻璃滤器将固状生成物滤出并在真空干燥器中干燥。所得物（407.6克）是3-三氯甲基吡啶的氢氯酸盐。该盐是一种淡橙黄色固体。计算出的收率是96%。
蒸馏含有苯基膦酰二氯和己烷的滤液。己烷在460mmHg时被去除，此时顶部温度约为50-55℃。然后减压至6mmHg，得到在110-119℃沸腾的苯基膦酰二氯。被回收的苯基膦酰二氯的总量为1526克，计算量为1538.5克，实际收率为99%，
实施例2：
由实施例①得到的苯基膦酰二氯（400毫升）与875克（4.89摩）的二氯苯基亚膦，在一个容积为3升，4颈口，装有顶部搅拌器，冷凝器，热电偶和氯气导入管的烧瓶中混合。向这个溶液中一次加入300毫升（2.44摩）烟酸，在添加过程中，反应罐内的温度上升约10°-35℃。冰浴放置在反应烧瓶的四周。就在该浆液的表面下以每分钟4克的速率加入347克（4.89摩）的氯气。在氯气最初添加30分钟后该反应混合物为一种很粘稠的白色浆液。而后温度持续升高致使浆液变稀一些。当将一半的氯气加入时（氯加入时间为50分钟）。反应器达到的温度约为68-70℃，此后温度开始下降到约50-55℃。将冰浴向下挪以使温度缓慢地回升。再将最后30克氯气以小于每分钟4克的速率导入，以使它被反应混合物吸收。在全部氯气导入完毕后，将加热罩放置在烧瓶上，经过1.5小时反应混合物即被缓慢地加热至140℃在这加热过程中浆液渐变稀薄。反应混合物在140℃下经1小时后变成清的淡橙色。该混合物通过搅拌再加热一个半小时，而后除去加热罩使反应混合物冷却至70℃，将水浴放在反应器上使混合物冷却至55℃。加入晶种，一旦开始结晶时再加入250毫升己烷。不用水浴，搅拌浆液一夜。
将室温下的反应浆一次倒进3000毫升粗烧结玻璃漏斗上。用真空抽滤法除去苯基膦酰二氯和己烷。用500毫升己烷在过滤漏斗中将所得产物浆化。而这部分己烷通过真空抽滤除去。非白色的产物在真空干燥器中干燥，干燥后得到约444.1克的物料，粗收率为78%。生成物为三氯甲基吡啶的氢氯酸盐。
将碳酸钠（70克，0.66摩）缓慢地加入至溶解于500毫升水及200毫升二氯甲烷中的200克（0.86摩）前述的吡啶鎓盐中。在二氯化碳停止逸出后，过滤该浆液以除去全部固体烟酸，用分液漏斗分离水层。二氯甲烷层用硫酸镁使其干燥，所得产物经旋转浓缩，得到137.4克清澈的黄色液体（收率为81%），该液体由VPC分析其纯度为98%。
实施例3
本实施例表述了另一种方法，其中吡啶鎓盐与碳酸钠反应，生成所需的产物。
650克（2.79摩）的3-三氯甲基吡啶的氢氯酸盐与650毫升的二氯甲烷及600毫升的水混合。向这混合浆液中缓慢加入溶解于1000毫升水中的230克（2.17摩）碳酸钠。在添加过程中迅速搅拌该混合物以使很多二氧化碳逸出。再将混合物移至一大的分液漏斗中以除去有机层。用水清洗一次该有机层并用硫酸镁干燥它。再通过旋转浓缩除去该溶剂。在78-80℃，0.5mmHg下减压蒸馏，得到430.5克所需的3-三氯甲基吡啶。（收率为79%）。
实施例4
将1600毫升苯基膦酰二氯和3500克（19.55摩）二氯苯基亚膦在12升，4颈口的烧瓶中混合，该烧瓶装有回流冷凝器，氮气入口，顶部搅拌器，热电偶和氯气入口管。此烧瓶放在冰浴中。烟酸（1200克，9.76摩）在搅拌中一次被加入，此时可观测到温度有一小的增值（约10℃）。然后通过浸在液面下面的氯气管以每分钟4克的速率导入氯气。氯气导入完毕后将反应混合物室温下静置一夜。
通过搅拌加热该反应混合物至130℃，维持此温度5小时左右。除去加热罩使反应降至55℃。生成物的晶种（3-三氯甲基吡啶的盐酸盐）随着2000毫升的己烷被加入。吡啶鎓盐形成结晶，再将得到的浆液冷却至室温。过滤该盐并用己烷洗涤。再将它放进一大的过滤瓶中，此瓶附有一真空管可除去生成物中全部剩余的己烷。真空干燥后的生成物重量为2076克，收率为91%。
实施例5
将2836克（12.17摩）的3-三氯甲基吡啶鎓的氢氯酸盐与2800毫升的二氯甲烷和2800毫升水一起放进22升的罐中。然后缓慢地将4300毫升水中含有1000克的碳酸钠溶液加入，这样可控制气体的排放。用冰浴维持温度在15-20℃之间。分离下面的有机相再用硫酸镁干燥它。将该混合物过滤再用旋转蒸发法去除二氯甲烷。在77-79℃和0.5mmHg下蒸馏该浓缩物，得到1918克所需的3-三氯甲基吡啶，收率为80%。
实施例6
本例说明了应用本发明可由碳酰卤制备混合卤素的三卤甲基。
（a）将含有149克（1.25摩）的亚硫酰氯和催化量为1克（0.14摩）的N-N-二甲基甲酰胺溶液放进500毫升的4颈口烧瓶中。该烧瓶装有一顶部搅拌器，回流冷凝器，热电偶和固体填料漏斗。搅拌下将此溶液加热至60℃。由该固体填料漏斗分批加入69.5克（0.5摩）固体6-羟基烟酸。添加完毕后，在2小时内将反应混合物加热至85℃。此时气体逸出几乎停止，将反应混合物在氮气氛下冷却。然后将此混合物转移至另一蒸馏釜中，在常压下蒸馏过量的亚硫酰氯。再减压蒸馏剩余物，可得到88.2克的6-氯代烟酰氯（沸点：68-71℃/0.5mmHg）。静置凝固后呈油状，其收率为86%。
（b）下述反应在氮气氛下进行，从反应中逸出的气体向碱洗气器中排放。
由（a）步骤中得到的6一氯代烟酰氯（65.7克，0.37摩）被放进125毫升TEFLON（特氟隆）线性碳氟聚合物烧瓶中，该瓶装有冰水冷却的TEFLON线性聚合物的冷凝器和磁搅拌器。14克（0.70摩）的无水氢氯酸通过冷凝器冷凝进入反应烧瓶。用水浴温热反应混合物，随着氢氯酸的逸出，烧瓶中的物料被液化。当氢氯酸的逸出停止后移走冷凝器，将反应混合物升温至100℃，过量的氟氢酸向碱洗气器中排放。反应产物冷却固化，仅存的物料（用气相色谱分析仪分析）是6-氯烟酰氟。
（c）融化由（b）步骤得到的6-氯烟酰氟（60克，0.38摩），将其一次加入到含有70毫升苯基膦酰二氯的500毫升4颈口烧瓶中。该反应烧瓶装有一顶部搅拌器，热电偶和回流冷凝器。反应在氮气氛中进行。将二氯苯基亚膦（69克，0.39摩）添加到反应混合物中。将该烧瓶装上气体导入管，再将28克（0.39摩）的氯气鼓泡导入搅拌好的反应混合物中。氯气添加的速率为每分钟1克。在氯气添加过程中反应温度用冰浴保持在35℃以下。在氯气添加完毕后以加热罩取代冰浴，使反应加热至130℃，维持一夜，然后冷却反应混合物并分析该混合物，测出终产物中含有6%的未反应的起始物料，25%的2-氯-5-三氯甲基吡啶，32%的2-氯-5-二氯氟代甲基吡啶（此物为所需产物）和37%的6-氯烟酰氯。
上述实施例不应做限定性的解释，因为这些实施例仅用来说明本发明的具体方案。所要求的保护范围见下述的权利要求书。