3-氟-4-羟基苯腈的制备

发布日期:2022/1/14 17:38:45

背景及概述

3-氟-4-羟基苯腈中文别名：2-氟-4-腈基苯酚，英文名称：3-Fluoro-4-hydroxybenzonitrile，CAS号：405-04-9，分子式：C7H4FNO，分子量：137.111，密度：1.35g/cm3，沸点：225.6ºC at 760mmHg，熔点：133-135°C。是一种重要的有机中间体，主要用于制备医药和农药，在染料、工程塑料和感光材料的制造过程中有着广泛的应用。

制备

传统合成取代羟基苯腈的方法有氨氧化法、相转移催化合成法或苯甲酸氨化等。这些方法存在着反应路线长、污染大等缺点，收率低。如3-氟-4-羟基苯甲酸法经氨化一步反应制备3-氟-4-羟基苯腈；3-氟-4-羟基苯进行氨氧化制得；3-氟-4-羟基苯甲醛法和盐酸羟胺反应制得，亦可由4-羟基苯腈为起始物料，经氟代反应制备[1]。3-氟-4-羟基苯腈制备反应式如下图：

图1 3-氟-4-羟基苯腈制备反应式

实验操作：

在装有温度计、冷凝管和电搅拌的三口烧瓶中加入一定物质的量比的3-氟-4-羟基苯甲醛与盐酸羟胺，加热保持70~75℃，反应30min，然后慢慢滴加20(质量分数)的碳酸钠水溶液搅拌，有气泡产生(可用石灰水检验)。待反应变缓，调节pH到8～9，停止滴加碳酸钠水溶液。继续搅拌，有淡红色沉淀出现，静置，直至淡红色逐渐变成乳白色。滤出沉淀物，用水洗涤2～3次，晾干，得乳白色固体粉末3-氟-4-羟基苯甲醛肟，称重待用。将3-氟-4-羟基苯甲醛肟与醋酸酐按一定物质的量的比加入到三口瓶中，加热至110～120℃，反应3h，反应液呈浅橘黄色液体，冷却降温，静置，有白色晶体出现。抽滤，得到晶体，用酒精溶解，热过滤除去不溶物，滤液用水萃取分离，得洁净的无色针状晶体，低温烘干，得3-氟-4-羟基苯腈。通过对3-氟-4-羟基苯甲醛肟与酸酐的脱水反应分析以及实验阶段的摸索，考虑反应温度、物料配比、反应时间等因素的影响，即物料配比为(醛肟)：(酸酐)-1.0：1.4，反应温度为110～120℃，反应时间为3小时，为反应条件。