4-Aminobenzonitrila szerves szintézisek gyakran használt intermedierje, és folyadékkristályos anyagok és illatanyagok szintézisében is használható. Általános szintetikus módszerei a következők:
1. Szintézis ammonolízis módszerrel: A 4-klór-benzonitrilt szobahőmérsékleten hidrolizálják, így 4-aminobenzonitrilt állítanak elő, ammóniás vizet etanolban katalizálva.
A művelet lépései a következők:
(1) Mérjünk be 4-klór-benzonitrilt (10 g) egy olvadáspontú csőbe, és adjunk hozzá ammóniás vizet (30 ml) és etanolt (100 ml).
(2) Keverjük össze az elegyet, adjunk hozzá nátrium-hidroxidot (NaOH) (5 g), és reagáltatjuk szobahőmérsékleten 24 órán át.
(3) A reakció után állítsa be a pH-értéket semlegesre sósavval (HCl), hogy csapadék képződjön.
(4) Szűrjük le a csapadékot, és mossuk vízzel, hogy összegyűjtsük a szilárd terméket.
(5) A szilárd terméket kloroformmal (CHCl) mossuk3), szűrjük és a szerves fázist összegyűjtjük.
(6) A szerves fázist vízmentes nátrium-kénsavval (Na2ÍGY4) és szűrjük le.
(7) Távolítsa el a szerves fázis oldószerét forgó bepárlóval, és gyűjtse össze az 4-aminobenzonitrilt.
A végül kapott 4-aminobenzonitrilt további szerves vegyületek szintézisében vagy gyógyszerkutatásban is felhasználhatjuk.
2. Szintézis cianidos módszerrel: a 4-klór-benzonitrilt kálium-cianiddal reagáltatva 4-cianobenzonitrilt kapunk, majd ammóniás vízzel hidrolizálva 4-aminobenzonitrilt kapunk. A következőképpen járjon el:
(1) Oldja fel az 4-aminobenzolt vízmentes sósavban, és hűtse le 0 fokra.
(2) Lassan adjunk hozzá tömény salétromsavat, a reakció hőmérséklete nem haladja meg az 5 fokot a teljes nitrifikációig.
(3) Adjuk hozzá a reagenst jeges vízhez, szűrjük és mossuk vízzel, hogy megkapjuk a nitrált terméket, nevezetesen a nitrobenzolt.
(4) Reagáljon nitrobenzolt és hidrogén-cianidot etanolban, adjon hozzá kénsavat, és melegítse 60-70 fokra 4-5 órán át.
(5) A reakció befejeződése után szobahőmérsékletre hűtjük, nagy mennyiségű vizet adunk hozzá, szűrjük és a terméket vízzel mossuk.
(6) Oldja fel a terméket lúgos, telített nátrium-klorid-oldatban, desztillálja le, és extrakció után szárítsa meg, hogy megkapja a célterméket 4-aminobenzonitril.
Óvintézkedések:
Ügyeljen a biztonságra a művelet során, mert a kémiai reagensek veszélyesek.
A reakció hőmérsékletét és idejét jól szabályozni kell a mellékreakciók elkerülése és a hozam csökkentése érdekében.
A terméket teljesen ki kell mosni és ki kell húzni a tiszta termék biztosításához.
3. Szintézis aminálási módszerrel: Az 4-aminobenzonitrilt úgy állítják elő, hogy a 4-klór-benzonitrilt etilén-diaminnal reagáltatják magas hőmérsékleten. A következőképpen járjon el:
(1) Adjunk hozzá 4-nitrobenzonitrilt ammóniás vízhez, melegítsük forrásig, és reagáltatjuk 2 órán át.
(2) A kapott csapadékot szűrjük és vízzel mossuk, így 4-amino-benzonitrilt kapunk.
(3) Oldjuk fel az 4-aminobenzonitrilt tömény kénsavban, melegítsük 80 fokra, és reagáltassuk 2 órán át.
(4) Hűtsük le a reakcióoldatot, adjunk hozzá telített nátrium-hidroxid-oldatot, és semlegesítsük nátrium-karbonáttal, hogy gyengén savassá váljon.
(5) Extraháljuk a reakcióterméket kloroformmal, ismételjük meg háromszor, és egyesítsük a szerves fázisokat.
(6) A szerves fázist telített nátrium-klorid-oldattal mossuk és vízmentes nátrium-szulfáton szárítjuk.
(7) Oldószerként petrolétert használva a terméket átkristályosítjuk, így megkapjuk az 4-aminobenzonitril tiszta termékét.
4. Orto-helyzet szubsztitúciós reakció szintézise: orto-pozíciós szubsztitúciós reakcióval a 4-nitrobenzonitril orto-helyzetébe aminocsoportot viszünk be, és a redukciós kezelés után 4-aminobenzonitril keletkezik. A következőképpen járjon el:
(1) Tegye az 4-aminobenzonitrilt aldehid vegyületekkel és savkatalizátorokkal együtt egy reakcióedénybe, melegítse fel a reakcióhőmérsékletre (általában 100-150 fok), és keverje a reakció során.
(2) A reakcióidő elteltével állítsa le a melegítést, és hagyja lehűlni a reakcióoldatot szobahőmérsékletre.
(3) Adjon aktív szenet a reakcióoldathoz, keverje egy ideig, és szűrje le az aktív szenet eltávolítására.
(4) A reakcióterméket mosással és kristályosítással tisztítva megkapjuk a kívánt orto-szubsztituált terméket.
Óvintézkedések:
Ügyeljen a biztonságra a reakciófolyamat során, mert a kémiai reagensek veszélyesek.
A reakció hőmérsékletét és idejét jól szabályozni kell a mellékreakciók elkerülése és a hozam csökkentése érdekében.
A terméket teljesen ki kell mosni és ki kell húzni a tiszta termék biztosításához.
Az aktív szén hozzáadása a 3. lépésben eltávolíthatja a reakcióban lévő színszennyeződéseket, és javíthatja a termék tisztaságát.
5. Aromás aminálási reakciószintézis: A 4-fenil-acetofenont acetofenon és anilin rézkatalízis alatti reagáltatásával állítják elő, majd hidrogénnel redukálják, amidálják és hidrolízisnek vetik alá 4-aminobenzonitrilt. A következőképpen járjon el:
(1) Adjon hozzá 4-nitrobenzonitrilt és redukálószert ammóniás vízhez, és szobahőmérsékleten reagáltassa 2-3 órán át.
(2) Adjunk sósavat a reakcióoldathoz, és állítsuk be a pH-értéket körülbelül 3-ra.
(3) Extraháljuk a reakcióterméket kloroformmal, ismételjük meg háromszor, és egyesítsük a szerves fázisokat.
(4) A szerves fázist telített nátrium-klorid-oldattal mossuk és vízmentes nátrium-szulfáton szárítjuk.
(5) Oldószerként petrolétert használva átkristályosítjuk a terméket, így megkapjuk az 4-aminobenzonitril tiszta termékét.
Óvintézkedések:
Ügyeljen a biztonságra a reakciófolyamat során, mert a kémiai reagensek veszélyesek.
A reakció hőmérsékletét és idejét jól szabályozni kell a mellékreakciók elkerülése és a hozam csökkentése érdekében.
A terméket teljesen ki kell mosni és ki kell húzni a tiszta termék biztosításához.
A pH 2. lépésben történő beállítása javíthatja a reakció hozamát.
Az 5. lépésben végzett átkristályosítás javíthatja a termék tisztaságát.
6. Szintézis nitrálásos redukciós reakcióval: 4-aminobenzonitrilt p-nitrobenzonitril nitrozációs redukciós reakciójával állítanak elő. A következőképpen járjon el:
(1) Adjon benzaldehidet, salétromsavat és kénsavat a reakcióedénybe, és a reakcióhőmérsékletet 0-5 fokon tartsa a nitrálási reakcióhoz.
(2) Adjunk hozzá hidrogéngázforrást és platina fekete katalizátort a redukciós reakció végrehajtásához. A reakció hőmérsékletét szobahőmérsékleten szabályozzuk, és a reakcióidő 1 óra.
(3) Adjon ammóniás vizet a reakcióoldathoz, és állítsa be a pH-értéket körülbelül 8-ra.
(4) Extraháljuk a reakcióterméket kloroformmal, ismételjük meg háromszor, és egyesítsük a szerves fázisokat.
(5) A szerves fázist telített nátrium-klorid-oldattal mossuk és vízmentes nátrium-szulfáton szárítjuk.
(6) Oldószerként petrolétert használva a terméket átkristályosítjuk, így megkapjuk az 4-aminobenzonitril tiszta termékét.
Óvintézkedések:
Ügyeljen a biztonságra a reakciófolyamat során, mert a kémiai reagensek veszélyesek.
A reakció hőmérsékletét és idejét jól szabályozni kell a mellékreakciók elkerülése és a hozam csökkentése érdekében.
A terméket teljesen ki kell mosni és ki kell húzni a tiszta termék biztosításához.
A pH beállítása a 3. lépésben javíthatja a reakció hozamát.
A 6. lépésben végzett átkristályosítás javíthatja a termék tisztaságát.
A fent említett szintézismódszereknek megvannak a maga előnyei és hátrányai, és a szintézishez az aktuális igényeknek megfelelően választható megfelelő módszer.