CN106431979B - 一种2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈的制备方法,其包括将氰化亚铜溶解到N‑甲基吡咯烷酮中,再加入催化剂,加完后在150‑160℃保温反应8‑14h,GC检测至2‑硝基‑4‑三氟甲基卤代苯反应完毕;降至室温,在搅拌下把溶液倒入2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈粗品摩尔量4.0‑8.0倍浓度为40‑50%乙酸乙酯水溶液中,过滤去除铜盐,滤饼用2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈的摩尔量2‑4倍的乙酸乙酯洗涤萃取,合并油层,再用水洗涤油层,最后用无水硫酸镁干燥后真空精馏,得到2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈精品。本发明避免使用剧毒氰化试剂氰化钠、氰化钾,采用催化剂,提高了反应选择性与收率,工艺温和,收率90‑93%。

Description

一种2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法
技术领域
本发明涉及一种苯腈类化合物的制备方法,特别涉及一种2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法。
背景技术
2-硝基-4-三氟甲基苯腈(NCB)是一种特殊芳香族氟化合物,是医药、农药等多种化合物的中间体。在医药方面,是合成治疗血糖过低、止痛、降血压等药物的中间体;在农药方面,属高效、低毒、低用量农药中间体。NCB还可用于制备烯醇衍生物用作除草剂,对具有抗药性的杂草防治效果特别有效;在吡啶环中引入三氟甲基合成的除草剂,为激素型选择性芽后除草剂,专门用于防治阔叶型杂草,是当前除草剂领域开发研究主要方向。
EP1000929描述了使用3-硝基-4-氟三氟甲苯和氰化钠或氰化钾作原料合成2-硝基-4-三氟甲基苯腈的方法,该方法包括3-硝基-4-氟三氟甲苯和氰化钠或者氰化钾分别在乙腈、氰苯、THF等溶剂中反应得到2-硝基-4-三氟甲基苯腈,反应最高收率47%。US4886936、US6635780等文献描述了使用3-硝基-4-溴三氟甲苯和氰化亚铜作原料合成2-硝基-4-三氟甲基苯腈时,反应选择性和转化率非常好;但是3-硝基-4-溴三氟甲苯市场供应稀少,并且价格昂贵。而采用3-硝基-4-氯三氟甲苯和氰化亚铜作原料合成2-硝基-4-三氟甲基苯腈时,反应选择性差,产率较低。
根据CN101585783A,使用溴化镍催化剂,氰化亚铜做氰化剂,采用3-硝基-4-氯三氟甲苯做反应原料,反应选择性和转化率都得到比较理想的效果。但是溴化镍价格较为昂贵,不宜大量使用。
CN102675151A,使用氯化亚铜和/或溴化亚铜做催化剂,采用3-硝基-4-氯三氟甲苯与亚铁氰化钾反应制备产物,但反应时间长,产率较低,
此外,这些方法都使用了高毒的氰化试剂作为氰化剂,比如:氰化钾和氰化钠等,或者它们的混合试剂,并且其中因氰化亚铜效果理想而优选。
发明内容
针对上述技术缺陷,本发明提供了一种2-硝基-4-三氟甲基苯腈的合成方法,使得合成反应的条件温和、所使用的大多数原料毒性较低、生产成本低且利于工业化生产。
本发明的技术方案为,一种2-硝基-4-三氟甲基苯腈的合成方法,其步骤如下:
将氰化亚铜溶解到溶剂中,搅拌全溶后升温到150℃-160℃,用分水器脱去水分,然后降温到110~120℃;加入催化剂与2-硝基-4-三氟甲基卤代苯,加完后在150-160℃保温反应8-14h;GC检测至2-硝基-4-三氟甲基卤代苯反应完毕。降至室温,在搅拌下把溶液倒入2-硝基-4-三氟甲基苯腈粗品摩尔量4.0-8.0倍浓度为40-50%乙酸乙酯水溶液中,过滤去除铜盐,滤饼用2-硝基-4-三氟甲基苯腈的摩尔量2-4倍的乙酸乙酯洗涤萃取,合并油层,再用水洗涤油层,最后用无水硫酸镁干燥后真空精馏,得到2-硝基-4-三氟甲基苯腈。
2-硝基-4-三氟甲基卤代苯的结构式如下:
2-硝基-4-三氟甲基苯腈结构式如下:
氰化亚铜与2-硝基-4-三氟甲基卤代苯的摩尔比为(0.5~3.0): 1,催化剂与2-硝基-4-三氟甲基卤代苯摩尔比为(0.05-1):1;
所述溶剂包括N,N二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、苯腈中的一种或多种;
所述催化剂为含氮有机碱与卤化物制备的催化剂,有机碱与卤化物的总量摩尔比为1:(0.1-3)。催化剂中含氮有机碱包括乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、吡啶、3-甲基吡啶、4-二甲氨基吡啶等有机碱中一种;卤化物包括氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾中一种。
本发明提供的邻硝基苯腈类化合物制备方法的有益效果如下:
(1)采用自制的组合催化剂,产品选择性和收率较高。
(2)所用原材料除氰化亚铜有一定毒性以外,其他原料毒性相对较低,有利于生产操作者的身体健康。
(3)工艺简单,反应条件温和。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
在干燥氮气保护下,向反应瓶中加入N-甲基吡咯烷酮90.2g,氰化亚铜13.4g,升温回流分水,降温至110℃,加入2-硝基-4-氯三氟甲苯22.5g,催化剂1.1g(二甲氨基吡啶0.7g,碘化钾0.4g)。开启搅拌,加热至150-160℃,搅拌反应12h。随后,在氮气保护下降温至室温,取样GC分析,原料反应完毕。加入60.0g乙酸乙酯和20.0g水,搅拌,分出有机相,水相用20.0g乙酸乙酯萃取,合并有机相,经无水硫酸钠干燥,真空精馏得产品19.8g,收率91.5%,LC含量98.1%。2-硝基-4-三氟甲基苯腈质谱数据(EI)所示:216(M+),170(M-NO2)。
实施例2
在干燥氮气保护下,向反应瓶中加入DMF 88.7g,氰化亚铜11.2g,升温回流分水,分水完毕后,降温至105℃,加入3-硝基-4-氯三氟甲苯22.5g,催化剂1.3g(吡啶0.8,氯化钾0.5g)。开启搅拌,加热至150-160℃,搅拌反应12h。随后,在氮气保护下降温至室温,取样GC分析,原料反应完毕。加入60.0g乙酸乙酯和20.0g水,搅拌,分出有机相,水相用20.0g乙酸乙酯萃取,合并有机相,经无水硫酸钠干燥,真空精馏得产品19.1g,收率88.4%,LC含量97.2%。
实施例3
在干燥氮气保护下,向反应瓶中加入环丁砜 95.6g,氰化亚铜14.6g,升温回流分水,分水完毕后,降温至110℃,加入3-硝基-4-氯三氟甲苯22.5g,,催化剂0.3g(二异丙基乙基胺0.2g,溴化钾0.1g)。开启搅拌,加热至150-160℃,搅拌反应12h。随后,在氮气保护下降温至室温,取样GC分析,原料反应完毕。加入60.0g乙酸乙酯和20.0g水,搅拌,分出有机相,水相用20.0g乙酸乙酯萃取,合并有机相,经无水硫酸钠干燥,真空精馏得产品18.4g,收率85.3%,LC含量95.7%。

Claims (8)

1.一种2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法, 其特征在于,包括以下步骤:将氰化亚铜溶解到溶剂中,搅拌全溶后升温到150℃-160℃,用分水器脱去水分,然后降温到110~120℃;加入催化剂与2-硝基-4-三氟甲基卤代苯,加完后在150-160℃保温反应8-14h;GC检测至2-硝基-4-三氟甲基卤代苯反应完毕,后经精制而得2-硝基-4-三氟甲基苯腈;所述催化剂为含氮有机碱与卤化物制备的催化剂,所述卤化物为氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氟化钾、氯化钾、溴化钾和碘化钾中的一种,所述含氮有机碱为乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、3-甲基吡啶和4-二甲氨基吡啶中的一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:2-硝基-4-三氟甲基卤代苯和氰化亚铜摩尔比为1:0.5-3.0。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:2-硝基-4-三氟甲基卤代苯和氰化亚铜摩尔比为1:0.7-2.0。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:含氮有机碱与卤化物的摩尔比为1:0.1-3。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:其中催化剂由4-二甲氨基吡啶与碘化钾组成。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:2-硝基-4-三氟甲基卤代苯与催化剂总量摩尔比为1:0.05-1。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜和苯腈中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述精制包括步骤如下:取反应物降至室温,在搅拌下把溶液倒入浓度为40-50%的乙酸乙酯水溶液中,乙酸乙酯水溶液的用量为2-硝基-4-三氟甲基苯腈粗品摩尔量的4.0-8.0倍,过滤去除铜盐,滤饼用乙酸乙酯洗涤萃取,乙酸乙酯的用量为2-硝基-4-三氟甲基苯腈摩尔量的2-4倍,合并油层,再用水洗涤油层,最后用无水硫酸镁干燥后真空精馏,得到2-硝基-4-三氟甲基苯腈。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109970602B (zh) * 2017-12-27 2022-06-21 北京颖泰嘉和生物科技股份有限公司 一种对三氟甲基苯甲腈类化合物的合成方法
CN115626880B (zh) * 2022-11-15 2023-11-14 常州大学 3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4886936A (en) * 1988-08-15 1989-12-12 Ici Americas Inc. Process for the production of ortho-nitrobenzonitriles
EP0994099A1 (en) * 1998-10-13 2000-04-19 Rhone Poulenc Agro Chemical processes
CN104926691A (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司 2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈的制备方法
CN105175282A (zh) * 2015-08-17 2015-12-23 青岛和兴精细化学有限公司 一种2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4886936A (en) * 1988-08-15 1989-12-12 Ici Americas Inc. Process for the production of ortho-nitrobenzonitriles
EP0994099A1 (en) * 1998-10-13 2000-04-19 Rhone Poulenc Agro Chemical processes
CN104926691A (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司 2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈的制备方法
CN105175282A (zh) * 2015-08-17 2015-12-23 青岛和兴精细化学有限公司 一种2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Copper-Catalyzed Domino Halide Exchange-Cyanation of Aryl Bromides;Jacopo Zanon等;《J.AM.CHEM.SOC.》;20030215;第125卷;第2891页表1 *
Rapid cyanation of aryl iodides in water using microwave promotion;Riina K. Arvela等;《Org.Biomol.Chem.》;20030304;第1卷;第1119-1121页 *

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