4-Αμινοβενζονιτρίλιοείναι ένα ενδιάμεσο που χρησιμοποιείται συνήθως στην οργανική σύνθεση και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στη σύνθεση υγρών κρυστάλλων και αρωμάτων. Οι συνήθεις συνθετικές του μέθοδοι περιλαμβάνουν:
1. Σύνθεση με μέθοδο αμμωνόλυσης: 4-χλωροβενζονιτρίλιο υδρολύεται σε θερμοκρασία δωματίου για να παραχθεί 4-αμινοβενζονιτρίλιο χρησιμοποιώντας αμμωνιακό νερό σε αιθανόλη για κατάλυση.
Τα βήματα λειτουργίας είναι τα εξής:
(1) Ζυγίστε 4-χλωροβενζονιτρίλιο (10 g) σε σωλήνα σημείου τήξης και προσθέστε νερό αμμωνίας (30 mL) και αιθανόλη (100 mL).
(2) Αναδεύουμε το μείγμα, προσθέτουμε υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) (5 g) και αντιδρούμε σε θερμοκρασία δωματίου για 24 ώρες.
(3) Μετά την αντίδραση, ρυθμίστε την τιμή του pH σε ουδέτερο με υδροχλωρικό οξύ (HCl) για να σχηματιστεί ένα ίζημα.
(4) Διηθήστε το ίζημα και πλύνετε με νερό για να συλλέξετε το στερεό προϊόν.
(5) Πλύνετε το στερεό προϊόν με χλωροφόρμιο (CHCl3), διηθήστε και συλλέξτε την οργανική φάση.
(6) Ξηράνετε την οργανική φάση με άνυδρο θειικό οξύ νατρίου (Na2ΕΤΣΙ4) και φιλτράρετε.
(7) Αφαιρέστε τον διαλύτη οργανικής φάσης με περιστροφικό εξατμιστήρα και συλλέξτε 4-αμινοβενζονιτρίλιο.
Το τελικά ληφθέν 4-αμινοβενζονιτρίλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί περαιτέρω στη σύνθεση άλλων οργανικών ενώσεων ή στην έρευνα για φάρμακα.
2. Σύνθεση με μέθοδο κυανιδίου: αντιδρά 4-χλωροβενζονιτρίλιο με κυανιούχο κάλιο για να δημιουργηθεί 4-κυανοβενζονιτρίλιο και στη συνέχεια υδρολύεται με νερό αμμωνίας για να ληφθεί 4-αμινοβενζονιτρίλιο. Προχωρήστε ως εξής:
(1) Διαλύουμε 4-αμινοβενζόλιο σε άνυδρο υδροχλωρικό οξύ και ψύχουμε σε 0 βαθμό .
(2) Προσθέστε αργά πυκνό νιτρικό οξύ, η θερμοκρασία αντίδρασης δεν υπερβαίνει τους 5 βαθμούς, μέχρι την πλήρη νιτροποίηση.
(3) Προσθέστε το αντιδρών σε παγωμένο νερό, διηθήστε και πλύνετε με νερό για να ληφθεί το νιτρωμένο προϊόν, δηλαδή νιτροβενζόλιο.
(4) Αντιδράστε νιτροβενζόλιο και υδροκυανικό οξύ σε αιθανόλη, προσθέστε θειικό οξύ και θερμάνετε σε 60-70 βαθμό για 4-5 ώρες.
(5) Μετά την αντίδραση, ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου, προσθέστε μεγάλη ποσότητα νερού, διηθήστε και πλύνετε το προϊόν με νερό.
(6) Διαλύστε το προϊόν σε αλκαλικό κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου, αποστάξτε και στεγνώστε μετά την εκχύλιση για να λάβετε το προϊόν-στόχο 4-αμινοβενζονιτρίλιο.
Προφυλάξεις:
Δώστε προσοχή στην ασφάλεια κατά τη διαδικασία λειτουργίας και τα χημικά αντιδραστήρια είναι επικίνδυνα.
Η θερμοκρασία και ο χρόνος αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται καλά για να αποφευχθούν οι παράπλευρες αντιδράσεις και να μειωθεί η απόδοση.
Το προϊόν πρέπει να πλυθεί πλήρως και να εκχυλιστεί για να διασφαλιστεί ένα καθαρό προϊόν.
3. Σύνθεση με μέθοδο αμίνωσης: Το 4-αμινοβενζονιτρίλιο παράγεται με αντίδραση 4-χλωροβενζονιτριλίου με αιθυλενοδιαμίνη σε υψηλή θερμοκρασία. Προχωρήστε ως εξής:
(1) Προσθέστε 4-νιτροβενζονιτρίλιο σε νερό με αμμωνία, θερμάνετε μέχρι να βράσει και αντιδράστε για 2 ώρες.
(2) Το προκύπτον ίζημα διηθήθηκε και πλύθηκε με νερό για να ληφθεί 4-αμινοβενζονιτρίλιο.
(3) Διαλύουμε το 4-αμινοβενζονιτρίλιο σε πυκνό θειικό οξύ, θερμαίνουμε στους 80 βαθμούς και αντιδρούμε για 2 ώρες.
(4) Ψύξτε το διάλυμα της αντίδρασης, προσθέστε κορεσμένο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και εξουδετερώστε το διάλυμα αντίδρασης με ανθρακικό νάτριο για να γίνει ασθενώς όξινο.
(5) Εκχυλίστε το προϊόν της αντίδρασης με χλωροφόρμιο, επαναλάβετε 3 φορές και συνδυάστε τις οργανικές φάσεις.
(6) Η οργανική φάση πλύθηκε με κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου και ξηράνθηκε υπεράνω ανύδρου θειικού νατρίου.
(7) Χρησιμοποιώντας πετρελαϊκό αιθέρα ως διαλύτη, ανακρυσταλλώστε το προϊόν για να λάβετε το καθαρό προϊόν 4-αμινοβενζονιτριλίου.
4. Σύνθεση αντίδρασης υποκατάστασης ορθο-θέσης: μέσω μιας αντίδρασης υποκατάστασης ορθο-θέσης, εισάγεται μια αμινομάδα στην ορθο-θέση του 4-νιτροβενζονιτριλίου και δημιουργείται 4-αμινοβενζονιτρίλιο μετά την επεξεργασία αναγωγής. Προχωρήστε ως εξής:
(1) Βάλτε το 4-αμινοβενζονιτρίλιο μαζί με ενώσεις αλδεΰδης και όξινους καταλύτες σε ένα βραστήρα αντίδρασης, θερμαίνετε το στη θερμοκρασία αντίδρασης (συνήθως 100-150 βαθμός) και αναδεύστε κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.
(2) Μετά από μια περίοδο αντίδρασης, σταματήστε τη θέρμανση και αφήστε το διάλυμα αντίδρασης να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου.
(3) Προσθέστε ενεργό άνθρακα στο διάλυμα αντίδρασης, αναδεύστε για ένα χρονικό διάστημα και διηθήστε για να αφαιρέσετε τον ενεργό άνθρακα.
(4) Καθαρίστε το προϊόν της αντίδρασης με πλύση και κρυστάλλωση για να ληφθεί το επιθυμητό ορθο-υποκατεστημένο προϊόν.
Προφυλάξεις:
Δώστε προσοχή στην ασφάλεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης και τα χημικά αντιδραστήρια είναι επικίνδυνα.
Η θερμοκρασία και ο χρόνος αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται καλά για να αποφευχθούν οι παράπλευρες αντιδράσεις και να μειωθεί η απόδοση.
Το προϊόν πρέπει να πλυθεί πλήρως και να εκχυλιστεί για να διασφαλιστεί ένα καθαρό προϊόν.
Η προσθήκη ενεργού άνθρακα στο βήμα 3 μπορεί να αφαιρέσει τις ακαθαρσίες χρώματος στην αντίδραση και να βελτιώσει την καθαρότητα του προϊόντος.
5. Σύνθεση αντίδρασης αρωματικής αμίνωσης: 4-φαινυλακετοφαινόνη παράγεται με αντίδραση ακετοφαινόνης και ανιλίνης υπό κατάλυση χαλκού και στη συνέχεια υφίσταται αναγωγή υδρογόνου, αμίδωση και υδρόλυση για να ληφθεί 4-αμινοβενζονιτρίλιο. Προχωρήστε ως εξής:
(1) Προσθέστε 4-νιτροβενζονιτρίλιο και αναγωγικό παράγοντα σε αμμωνιακό νερό και αντιδράστε σε θερμοκρασία δωματίου για 2-3 ώρες.
(2) Προσθέστε υδροχλωρικό οξύ στο διάλυμα αντίδρασης και ρυθμίστε την τιμή pH σε περίπου 3.
(3) Εκχυλίστε το προϊόν της αντίδρασης με χλωροφόρμιο, επαναλάβετε 3 φορές και συνδυάστε τις οργανικές φάσεις.
(4) Η οργανική φάση πλύθηκε με κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου και ξηράνθηκε υπεράνω ανύδρου θειικού νατρίου.
(5) Χρησιμοποιώντας πετρελαϊκό αιθέρα ως διαλύτη, ανακρυσταλλώστε το προϊόν για να λάβετε το καθαρό προϊόν 4-αμινοβενζονιτριλίου.
Προφυλάξεις:
Δώστε προσοχή στην ασφάλεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης και τα χημικά αντιδραστήρια είναι επικίνδυνα.
Η θερμοκρασία και ο χρόνος αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται καλά για να αποφευχθούν οι παράπλευρες αντιδράσεις και να μειωθεί η απόδοση.
Το προϊόν πρέπει να πλυθεί πλήρως και να εκχυλιστεί για να διασφαλιστεί ένα καθαρό προϊόν.
Η ρύθμιση του pH στο βήμα 2 μπορεί να βελτιώσει την απόδοση της αντίδρασης.
Η ανακρυστάλλωση στο βήμα 5 μπορεί να βελτιώσει την καθαρότητα του προϊόντος.
6. Σύνθεση με αντίδραση αναγωγής νίτρωσης: 4-αμινοβενζονιτρίλιο λαμβάνεται μέσω αντίδρασης αναγωγής νιτροδίωσης του π-νιτροβενζονιτριλίου. Προχωρήστε ως εξής:
(1) Προσθέστε βενζαλδεΰδη, νιτρικό οξύ και θειικό οξύ στον βραστήρα αντίδρασης και ελέγξτε τη θερμοκρασία αντίδρασης στους 0-5 βαθμούς για αντίδραση νίτρωσης.
(2) Προσθέστε πηγή αερίου υδρογόνου και καταλύτη μαύρου πλατίνας για να πραγματοποιήσετε την αντίδραση αναγωγής. Η θερμοκρασία της αντίδρασης ελέγχεται σε θερμοκρασία δωματίου και ο χρόνος αντίδρασης ήταν 1 ώρα.
(3) Προσθέστε νερό αμμωνίας στο διάλυμα αντίδρασης και ρυθμίστε την τιμή pH σε περίπου 8.
(4) Εκχυλίστε το προϊόν της αντίδρασης με χλωροφόρμιο, επαναλάβετε 3 φορές και συνδυάστε τις οργανικές φάσεις.
(5) Η οργανική φάση πλύθηκε με κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου και ξηράνθηκε υπεράνω ανύδρου θειικού νατρίου.
(6) Χρησιμοποιώντας πετρελαϊκό αιθέρα ως διαλύτη, ανακρυσταλλώστε το προϊόν για να λάβετε το καθαρό προϊόν 4-αμινοβενζονιτριλίου.
Προφυλάξεις:
Δώστε προσοχή στην ασφάλεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντίδρασης και τα χημικά αντιδραστήρια είναι επικίνδυνα.
Η θερμοκρασία και ο χρόνος αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται καλά για να αποφευχθούν οι παράπλευρες αντιδράσεις και να μειωθεί η απόδοση.
Το προϊόν πρέπει να πλυθεί πλήρως και να εκχυλιστεί για να διασφαλιστεί ένα καθαρό προϊόν.
Η ρύθμιση του pH στο βήμα 3 μπορεί να βελτιώσει την απόδοση της αντίδρασης.
Η ανακρυστάλλωση στο βήμα 6 μπορεί να βελτιώσει την καθαρότητα του προϊόντος.
Οι μέθοδοι σύνθεσης που αναφέρονται παραπάνω έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και μπορεί να επιλεγεί μια κατάλληλη μέθοδος για σύνθεση σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες.