CN112142622A - 一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种4‑氟‑3‑硝基苯腈的合成方法,包括以下步骤:1)硝化预处理:通过硝化试剂将对氟苯腈进行一步硝化,得到粗品4‑氟‑3‑硝基苯腈,其中硝化试剂是硝酸、发烟硝酸或硝酸盐;2)后处理提纯:通过醇类溶剂进行重结晶得到高纯度的4‑氟‑3‑硝基苯腈,其中醇类溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇,通过硝化预处理和后处理提纯得到高纯度的产品,采用的硝化试剂是硝酸、发烟硝酸或硝酸盐,采用的醇类溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇,原料易得,操作简单,避免采用氟化反应,安全系数高、成品收益高。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成领域,尤其涉及一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法。
背景技术
艾乐替尼又名Alectinib,是用于治疗非小细胞肺癌的药物,用于治疗晚期或转移性ALK阳性非小细胞肺癌,适用于经另一种治疗药物-克唑替尼治疗后恶化或对其不耐受的患者。
4-氟-3-硝基苯腈作为艾乐替尼的关键原料,可以由4-氟-3-硝基甲苯经过氧化、酰基化和脱水后制得,但是原料4-氟-3硝基甲苯价格较贵,不易得,总收率也较低;也可以由4-氟-3-硝基苯甲酸经过酰基化、脱水制得,制作步骤短,但是原料还是稀缺;还可以通过使用4-氯-3-硝基苯腈氟化制得,但是氟化反应收率较低,且危险系数也较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,解决现有合成方法原料稀缺、操作复杂、危险系数高、成品收益低的问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,其创新点在于:包括以下步骤:
1)硝化预处理:通过硝化试剂将对氟苯腈进行一步硝化,得到粗品4-氟-3-硝基苯腈,其中硝化试剂是硝酸、发烟硝酸或硝酸盐;
2)后处理提纯:通过醇类溶剂进行重结晶得到高纯度的4-氟-3-硝基苯腈,其中醇类溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇。
进一步的,所述硝化预处理的具体过程为:
1)将对氟苯腈加入至硫酸中得到混合液一,将混合液一温度调节至-10~5℃并保温0.5~1小时,其中硫酸与对氟苯腈的质量含量比(wt/wt)值控制在4.5~6.5之间;
2)混合液一的保温时间到达之后调整温度至-5~0℃,向混合液一中缓慢滴加硝化试剂,硝化试剂滴加完毕后得到混合液二,并将混合液二保持低温2~3小时,其中硝化试剂与对氟苯腈的质量含量比(wt/wt)值控制在0.8~1.0之间,低温为5℃以下的温度。
进一步的,所述后处理提纯的具体过程为:
1)向混合液二内加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品;
2)向粗品中加入2.5~3.5倍粗品重量的醇类溶剂得到混合液三;
3)将混合液三升温回流,同时搅拌1~2小时进行重结晶得到混合物;
4)将混合物的温度降至10~20℃,过滤得到4-氟-3-硝基苯腈。
进一步的,所述具体的合成方法步骤为:
1)将120g对氟苯腈加入至780g98%硫酸中得到反应液一,将反应液一降温至-10~-5℃后保温30分钟;
2)30分钟后向反应液一中缓慢滴加108g发烟硝酸,整体温度控制在-5~0℃,发烟硝酸滴加完毕后得到反应液二,将反应液二的温度在5℃以下保持2小时;
4)2小时后向反应液二中加入冰水淬灭,过滤得到粗品;
5)向粗品中加入2.5倍粗品重量的溶剂甲醇得到反应液三;
6)将反应液三升温回流重结晶,并搅拌1小时,然后降温至10~20℃,再过滤得到4-氟-3-硝基苯腈。
本发明的优点在于:
1)本发明通过硝化预处理和后处理提纯得到高纯度的产品,采用的硝化试剂是硝酸、发烟硝酸或硝酸盐,采用的醇类溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇,原料易得,操作简单,避免采用氟化反应,安全系数高、成品收益高。
2)本发明的反应温度控制在-10~5℃之间,避免反应温度高于5℃时产生大量的副产物,简化后续加工过程。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法流程图。
具体实施方式
如图1所示的一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,包括以下步骤:
1)硝化预处理:通过硝化试剂将对氟苯腈进行一步硝化,得到粗品4-氟-3-硝基苯腈,其中硝化试剂是硝酸、发烟硝酸或硝酸盐;
2)后处理提纯:通过醇类溶剂进行重结晶得到高纯度的4-氟-3-硝基苯腈,其中醇类溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇。
硝化预处理的具体过程为:
1)将对氟苯腈加入至硫酸中得到混合液一,将混合液一温度调节至-10~5℃并保温0.5~1小时,其中硫酸与对氟苯腈的质量含量比(wt/wt)值控制在4.5~6.5之间;
2)混合液一的保温时间到达之后调整温度至-5~0℃,向混合液一中缓慢滴加硝化试剂,硝化试剂滴加完毕后得到混合液二,并将混合液二保持低温2~3小时,其中硝化试剂与对氟苯腈的质量含量比(wt/wt)值控制在0.8~1.0之间。
后处理提纯的具体过程为:
1)向混合液二内加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品;
2)向粗品中加入2.5~3.5倍粗品重量的醇类溶剂得到混合液三;
3)将混合液三升温回流,同时搅拌1~2小时进行重结晶得到混合物;
4)将混合物的温度降至10~20℃,过滤得到4-氟-3-硝基苯腈。
实施例一:
将120g对氟苯腈加入至540g的98%硫酸中,将液体温度降至-10℃并保温30分钟,然后缓慢滴加96g硝酸,并将滴加过程的液体温度控制在-5℃,硝酸滴加完毕后得到混合液体一,使混合液体一温度保持在5℃以下并保温2小时,中控,原料剩余50%左右,继续保温2小时,原料剩余30%左右。
实施例二:
将120g对氟苯腈加入至540g的98%硫酸中,将液体温度降至-10℃并保温30分钟,之后缓慢滴加96g发烟硝酸,并将滴加过程的温度控制在-5℃,发烟硝酸滴加完毕后得到混合液体二,使混合液体二温度控制在5℃以下保温2小时,中控,原料剩余10%左右。
实施例三:
将120g对氟苯腈加入至780g的98%硫酸中,将液体温度降至-10~℃并保温30分钟,之后缓慢滴加96g发烟硝酸,滴加过程中液体温度控制在-5℃,发烟硝酸滴加完毕后得到混合液体三,使混合液体三温度控制在5℃以下保温2小时,中控,原料剩余5%左右。
实施例四:
将120g对氟苯腈加入至780g的98%硫酸中,将液体温度降至-10~℃并保温30分钟,之后缓慢滴加108g发烟硝酸,滴加过程中液体温度控制在-5℃,发烟硝酸滴加完毕后得到混合液体四,使混合液体四温度控制在5℃以下保温2小时,中控,原料剩余3%左右。
实施例五:
将120g对氟苯腈加入至780g的98%硫酸中,将液体温度降至-10~℃并保温30分钟,之后缓慢滴加120g 硝酸钾,滴加过程中液体温度控制在-5℃,硝酸钾滴加完毕后,使温度调节在5℃以下保温2小时,中控,原料剩余5%左右。
由实施例一可知,硝化预处理时,混合液体一在5℃以下保持2小时比保持4小时的原料剩余量高,可得结论:相同条件下保温时间越长,原料反应越充分。
由实施例一和实施例二对比可知,硝化预处理时,在相同条件下的硝化试剂采用发烟硝酸比采用硝酸时的原料反应更充分。
由实施例二和实施例三对比可知,硝化预处理时,在相同条件下98%硫酸质量越大,原料反应越充分。
由实施例三和实施例四对比可知,硝化预处理时,在相同条件下的硝化试剂质量越大,原料反应越充分。
实施例六:
在实施例4基础上,向实施例4中加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品,向粗品加入2.5倍重量的溶剂甲醇并升温回流,同时搅拌1小时进行重结晶,重结晶结束后降温至10℃并过滤得到4-氟-3-硝基苯腈,4-氟-3-硝基苯腈的重量收率约为70%。
实施例七:
在实施例4基础上,向实施例4中加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品,向粗品加入3.5倍重量的溶剂甲醇并升温回流,同时搅拌1小时进行重结晶,重结晶结束后降温至10℃并过滤得到4-氟-3-硝基苯腈,4-氟-3-硝基苯腈的重量收率约为60%。
实施例八:
在实施例5基础上,向实施例5中加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品,向粗品加入3.5倍重量的溶剂甲醇并升温回流,同时搅拌1小时进行重结晶,重结晶结束后降温至10℃并过滤得到4-氟-3-硝基苯腈,4-氟-3-硝基苯腈的重量收率约为78%。
实施例九:
在实施例5基础上,向实施例5中加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品,向粗品加入3.5倍重量的溶剂甲醇并升温回流,同时搅拌1小时进行重结晶,重结晶结束后降温至10℃并过滤得到4-氟-3-硝基苯腈,4-氟-3-硝基苯腈的重量收率约为85%。
由实施例六与实施例七对比可知,后处理提纯中,在相同条件下,醇类溶剂采用甲醇时的甲醇重量越低,4-氟-3-硝基苯腈的重量收率越高。
由实施例八与实施例九对比可知,后处理提纯中,在相同条件下,醇类溶剂采用异丙醇时的4-氟-3-硝基苯腈的重量收率高与采用乙醇时的4-氟-3-硝基苯腈的重量收率。
由实施例一至实施例九可知,利用本发明的合成方法的成品收益高。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)硝化预处理:通过硝化试剂将对氟苯腈进行一步硝化,得到粗品4-氟-3-硝基苯腈,其中硝化试剂是硝酸、发烟硝酸或硝酸盐;
2)后处理提纯:通过醇类溶剂进行重结晶得到高纯度的4-氟-3-硝基苯腈,其中醇类溶剂是甲醇、乙醇或异丙醇。
2.根据权利要求1所述的一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,其特征在于:所述硝化预处理的具体过程为:
1)将对氟苯腈加入至硫酸中得到混合液一,将混合液一温度调节至-10~5℃并保温0.5~1小时,其中硫酸与对氟苯腈的质量含量比(wt/wt)值控制在4.5~6.5之间;
2)混合液一的保温时间到达之后调整温度至-5~0℃,向混合液一中缓慢滴加硝化试剂,硝化试剂滴加完毕后得到混合液二,并将混合液二保持低温2~3小时,其中硝化试剂与对氟苯腈的质量含量比(wt/wt)值控制在0.8~1.0之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,其特征在于:所述后处理提纯的具体过程为:
1)向混合液二内加入冰水淬灭并通过过滤得到粗品;
2)向粗品中加入2.5~3.5倍粗品重量的醇类溶剂得到混合液三;
3)将混合液三升温回流,同时搅拌1~2小时进行重结晶得到混合物;
4)将混合物的温度降至10~20℃,过滤得到4-氟-3-硝基苯腈。
4.根据权利要求1所述的一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,其特征在于:所述具体的合成方法步骤为:
1)将120g对氟苯腈加入至780g98%硫酸中,降温至-10~-5℃后保温30分钟,得到反应液一;
2)向反应液一中缓慢滴加108g发烟硝酸,温度控制在-5~0℃;
3)滴加发烟硝酸完毕后,使温度保持在5℃以下并保温2小时,得到反应液二;
4)向反应液二中加入冰水淬灭,过滤得到粗品;
5)向粗品中加入2.5倍粗品重量的溶剂甲醇得到反应液三;
6)将反应液三升温回流重结晶,并搅拌1小时,然后降温至10~20℃,再过滤得到4-氟-3-硝基苯腈。
5.根据权利要求1或2所述的一种4-氟-3-硝基苯腈的合成方法,其特征在于:所述混合液二保持低温为5℃以下的温度。
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