4-Aminobenzonitrilje běžně používaný meziprodukt v organické syntéze a může být také použit při syntéze materiálů z tekutých krystalů a vůní. Mezi jeho běžné syntetické metody patří:
1. Syntéza metodou amonolýzy: 4-chlorbenzonitril se hydrolyzuje při pokojové teplotě za vzniku 4-aminobenzonitrilu pomocí čpavkové vody v ethanolu ke katalýze.
Operační kroky jsou následující:
(1) Odvažte 4-chlorbenzonitril (10 g) do zkumavky s teplotou tání a přidejte čpavkovou vodu (30 ml) a ethanol (100 ml).
(2) Směs se míchá, přidá se hydroxid sodný (NaOH) (5 g) a nechá se reagovat při teplotě místnosti po dobu 24 hodin.
(3) Po reakci upravte hodnotu pH na neutrální pomocí kyseliny chlorovodíkové (HCl), aby se vytvořila sraženina.
(4) Sraženina se odfiltruje a promyje vodou, aby se shromáždil pevný produkt.
(5) Pevný produkt se promyje chloroformem (CHCI3), přefiltrujte a shromážděte organickou fázi.
(6) Vysušte organickou fázi bezvodou sodnou kyselinou sírovou (Na2TAK4) a filtr.
(7) Odstraňte rozpouštědlo organické fáze na rotační odparce a shromážděte 4-aminobenzonitril.
Nakonec získaný 4-aminobenzonitril lze dále využít při syntéze dalších organických sloučenin nebo při výzkumu léčiv.
2. Syntéza kyanidovou metodou: zreagujte 4-chlorbenzonitril s kyanidem draselným za vzniku 4-kyanobenzonitrilu a poté jej hydrolyzujte čpavkovou vodou za získání 4-aminobenzonitrilu. Postupujte následovně:
(1) Rozpusťte 4-aminobenzen v bezvodé kyselině chlorovodíkové a ochlaďte na 0 stupeň.
(2) Pomalu přidávejte koncentrovanou kyselinu dusičnou, reakční teplota nepřesáhne 5 stupňů až do úplné nitrifikace.
(3) Přidejte reaktant do ledové vody, přefiltrujte a promyjte vodou, abyste získali nitrovaný produkt, konkrétně nitrobenzen.
(4) Reagujte nitrobenzen a kyselinu kyanovodíkovou v ethanolu, přidejte kyselinu sírovou a zahřívejte na 60-70 stupeň po dobu 4-5 hodin.
(5) Po reakci se ochladí na teplotu místnosti, přidá se velké množství vody, filtruje se a produkt se promyje vodou.
(6) Rozpusťte produkt v alkalickém nasyceném roztoku chloridu sodného, destilujte a po extrakci vysušte, abyste získali cílový produkt 4-aminobenzonitril.
Opatření:
Věnujte pozornost bezpečnosti během procesu provozu a chemická činidla jsou nebezpečná.
Reakční teplota a čas musí být dobře řízeny, aby se zabránilo vedlejším reakcím a snížil se výtěžek.
Produkt musí být zcela promyt a extrahován, aby byl zajištěn čistý produkt.
3. Syntéza aminační metodou: 4-aminobenzonitril se vyrábí reakcí 4-chlorbenzonitrilu s ethylendiaminem při vysoké teplotě. Postupujte následovně:
(1) Přidejte 4-nitrobenzonitril do čpavkové vody, zahřejte k varu a nechejte reagovat po dobu 2 hodin.
(2) Výsledná sraženina byla odfiltrována a promyta vodou, čímž byl získán 4-aminobenzonitril.
(3) Rozpusťte 4-aminobenzonitril v koncentrované kyselině sírové, zahřejte na 80 stupňů a nechte reagovat 2 hodiny.
(4) Reakční roztok se ochladí, přidá se nasycený roztok hydroxidu sodného a reakční roztok se neutralizuje uhličitanem sodným, aby byl slabě kyselý.
(5) Reakční produkt se extrahuje chloroformem, opakuje se 3krát a organické fáze se spojí.
(6) Organická fáze se promyje nasyceným roztokem chloridu sodného a suší se nad bezvodým síranem sodným.
(7) Pomocí petroletheru jako rozpouštědla rekrystalizujte produkt, abyste získali čistý produkt 4-aminobenzonitrilu.
4. Syntéza substituční reakce v ortho-poloze: prostřednictvím substituční reakce v ortho-poloze je aminoskupina zavedena do ortho-pozice 4-nitrobenzonitrilu a 4-aminobenzonitril je generován po redukčním zpracování. Postupujte následovně:
(1) Vložte 4-aminobenzonitril spolu s aldehydovými sloučeninami a kyselými katalyzátory do reakční nádoby, zahřejte ji na reakční teplotu (obvykle 100-150 stupeň) a během reakce míchejte.
(2) Po určité době reakce se zahřívání zastaví a reakční roztok se nechá vychladnout na teplotu místnosti.
(3) Přidejte aktivní uhlí do reakčního roztoku, míchejte po určitou dobu a filtrujte, abyste odstranili aktivní uhlí.
(4) Čištění reakčního produktu promytím a krystalizací za účelem získání požadovaného ortho-substituovaného produktu.
Opatření:
Věnujte pozornost bezpečnosti během reakčního procesu a chemická činidla jsou nebezpečná.
Reakční teplota a čas musí být dobře řízeny, aby se zabránilo vedlejším reakcím a snížil se výtěžek.
Produkt musí být zcela promyt a extrahován, aby byl zajištěn čistý produkt.
Přidání aktivního uhlí v kroku 3 může odstranit barevné nečistoty v reakci a zlepšit čistotu produktu.
5. Syntéza aromatické aminační reakce: 4-fenylacetofenon se vyrábí reakcí acetofenonu a anilinu za katalýzy mědí a poté podstupuje redukci vodíkem, amidaci a hydrolýzu za získání 4-aminobenzonitrilu. Postupujte následovně:
(1) Přidejte 4-nitrobenzonitril a redukční činidlo do čpavkové vody a reagujte při pokojové teplotě po dobu 2-3 hodin.
(2) K reakčnímu roztoku přidejte kyselinu chlorovodíkovou a upravte hodnotu pH na přibližně 3.
(3) Reakční produkt se extrahuje chloroformem, opakuje se 3krát a organické fáze se spojí.
(4) Organická fáze se promyje nasyceným roztokem chloridu sodného a suší se nad bezvodým síranem sodným.
(5) Pomocí petroletheru jako rozpouštědla rekrystalizujte produkt, abyste získali čistý produkt 4-aminobenzonitril.
Opatření:
Věnujte pozornost bezpečnosti během reakčního procesu a chemická činidla jsou nebezpečná.
Reakční teplota a čas musí být dobře řízeny, aby se zabránilo vedlejším reakcím a snížil se výtěžek.
Produkt musí být zcela promyt a extrahován, aby byl zajištěn čistý produkt.
Úprava pH v kroku 2 může zlepšit výtěžek reakce.
Rekrystalizace v kroku 5 může zlepšit čistotu produktu.
6. Syntéza nitračně redukční reakcí: 4-aminobenzonitril se získá nitrosační redukční reakcí p-nitrobenzonitrilu. Postupujte následovně:
(1) Přidejte benzaldehyd, kyselinu dusičnou a kyselinu sírovou do reakční nádoby a upravte reakční teplotu na 0-5 stupeň pro nitrační reakci.
(2) Přidejte zdroj plynného vodíku a platinový černý katalyzátor pro provedení redukční reakce. Reakční teplota byla udržována při teplotě místnosti a reakční doba byla 1 hodina.
(3) K reakčnímu roztoku přidejte čpavkovou vodu a upravte hodnotu pH na přibližně 8.
(4) Reakční produkt se extrahuje chloroformem, opakuje se 3krát a organické fáze se spojí.
(5) Organická fáze se promyje nasyceným roztokem chloridu sodného a suší se nad bezvodým síranem sodným.
(6) Pomocí petroletheru jako rozpouštědla rekrystalizujte produkt, abyste získali čistý produkt 4-aminobenzonitrilu.
Opatření:
Věnujte pozornost bezpečnosti během reakčního procesu a chemická činidla jsou nebezpečná.
Reakční teplota a čas musí být dobře řízeny, aby se zabránilo vedlejším reakcím a snížil se výtěžek.
Produkt musí být zcela promyt a extrahován, aby byl zajištěn čistý produkt.
Úprava pH v kroku 3 může zlepšit výtěžek reakce.
Rekrystalizace v kroku 6 může zlepšit čistotu produktu.
Výše uvedené způsoby syntézy mají své výhody a nevýhody a pro syntézu lze vybrat vhodnou metodu podle skutečných potřeb.