苯甲酰乙腈的合成及其应用

简介

苯甲酰乙腈的CAS号是614-16-4，分子式是C9H7NO，分子量是145.16。熔点是82-83°C(lit.)，沸点是160°C/10mmHg(lit.)，密度是1.1555(roughestimate)，折射率是1.4500(estimate)，闪点是159-160°C/10mm，以及酸度系数(pKa)是7.78±0.10(Predicted)。苯甲酰乙腈易溶于乙酸乙酯和二氯甲烷，难溶于水和甲醇。

图1 苯甲酰乙腈的结构式。

合成

 图2 苯甲酰乙腈的结构式[1-2]。

方法一：在室温下向乙腈（0.87毫摩尔，1.00当量）在THF（3.0毫升）中的搅拌溶液中滴加KOt戊醇（1.33毫升，2.61毫摩尔，3.00当量，1.7摩尔，甲苯，Fluka）溶液，然后滴加酯（3.48毫摩尔，4.00当量）。在室温下20分钟后，用HCl（0.25m，100ml）和EtOAc（100ml）稀释反应混合物。分离各层并依次洗涤有机层。最终用H2O（2 x 50 mL）和盐水（2 x 50mL），经Na2SO4干燥，过滤，浓缩，并色谱（硅胶，EtOAc/Hex）以提供相应的苯甲酰乙腈。合成路线如图2所示。

方法二：将酯（100mmol）和乙腈（12.5ml，300mmol）溶解于100ml甲苯中，然后加入氢化钠（80%，9.0g，300mmol），并将反应混合物加热回流24小时。冷却至室温后，过滤并用30ml CH2Cl2洗涤。将固体材料溶于100ml水中并冷却冰/盐混合物。然后添加15%的HCl，直到pH=2-3，且其温度不得超过5℃。过滤沉淀并用水洗涤至中性，然后用乙醇重结晶。苯甲酰乙腈1e，收率：9.6g，66%；浅黄色晶体。mp 75-76°C（照明mp 81°C）。1H NMR（400 MHz，CDCl3）：δ=7.91（d，J=7.6 Hz，2H），7.66（t，J=6.6 Hz、1H），7.56-7.49（m，2H）和4.14（s，2H）。合成路线如图2所示。

 图3 苯甲酰乙腈的结构式[3]。

将醇（1mmol）、乙腈（10mmol）、KOH（3mmol）、CuCl2（0.01mmol）和DMA（10ml）加入25ml双颈烧瓶中。将混合物在室温O2（1大气压）下搅拌12小时。反应完成后，加入50ml 10%盐酸并用乙酸乙酯（30mLx3）萃取，用水、盐水洗涤有机层，用无水Na2SO4干燥，浓缩，通过硅胶柱色谱纯化粗反应混合物（洗脱液，乙酸乙酯/石油醚1:10），得到产物。3-氧代-3-苯丙腈，淡黄色固体，产率86%。1H NMR（400MHz，CDCl3）：4.09（s，2H），7.52（t，J=7.6Hz，2H）7.66（t，J=7.2Hz，1H），7.91（d，J=1.6Hz。合成路线如图3所示。

 图4 苯甲酰乙腈的合成路线[4]。

将芳基碘化物（3.0毫摩尔）、三甲基甲硅烷基乙腈（408毫克，3.6毫摩尔）、Pd（PPh3）2Cl2（0.015毫摩尔）、CuF2（2.25毫摩尔）、Mo（CO）6（1.5毫摩尔）和CH3CN（10.0毫升）混合在20毫升小瓶中。将反应混合物在80℃下搅拌16小时，然后冷却至室温。将反应混合物倒入25ml 1N盐酸中，并用乙酸乙酯（5×20ml）萃取。合并的乙酸乙酯提取物用盐水（90ml）洗涤，用MgSO4干燥，并通过硅藻土。所得粗产物通过硅胶上的快速色谱纯化。用乙酸乙酯在己烷中洗脱产物。3-氧代-3-苯丙腈（2a），产率：28%。｛（2Me烯丙基）PdCl｝2.CO源：Co2（CO）8（1.0当量）。添加剂：ZnF2（0.18mmol）、CuBr2（0.03mmol）；溶剂：DMF。苯碘化物（0.3毫摩尔）、TMSCH2CN（0.36毫摩尔）和Pd（0.015毫摩尔）与一氧化碳源在添加剂存在下在80℃下反应16小时得到苯甲酰乙腈。mp 79-81℃；1H NMR（300MHz，CDCl3）δ为7.99-7.87（m，2H），7.74-7.63（m，1H），7.59-7.48（m，2H），4.11（s，2H）；13C NMR（75MHz，CDCl3）δ187.2、134.9、134.3、129.3、128.6、113.9、29.6。

应用

苯甲酰乙腈用于合成医药、染料等。还可以作为去痘剂[5-6]。

毒性

虽然苯甲酰乙腈的祛痘效果显著，但其副作用我们不得不知，它是一种强力的氧化剂[7-8]，利用其祛痘只能小面积涂抹，点涂于痘粒上，其很容易引起皮肤的刺激症状，使用过量会灼伤皮肤，对敏感性皮肤危害很大。苯甲酰乙腈是一种化学物质，其本身有毒，长期使用或过量使用都会对身体造成损伤[9]。加之其熔点低，易燃性强。

参考文献

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[2] Y. Liu, M. Gu, J. Luo, X. Lin, J. Li, G. Chen, Preparation method of β-aminoacrylate substituted acetonitrile compound and its application in preparation of antibacterial drug, Guangzhou University, Peop. Rep. China . 2021, p. 14pp.

[3] J. Luo, A kind of high purity 4-difluoro benzoic benzoyl acetonitrile preparation reaction kettle for [Machine Translation], Tianjin Collabrate Chemtech Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2021, p. 7pp.

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[8] K. Wang, Z. Sun, X. Wang, Method for synthesizing and refining 4-fluorobenzoylacetonitrile using malononitrile and fluorobenzene, Nanjing Yuanshu Pharmaceutical Technology Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2021, p. 13pp.; Chemical Indexing Equivalent to 173:370832 (CN).

[9] Q. Zhou, X. Feng, J. Yang, H. Du, Asymmetric transfer hydrogenations of β-enamine cyanide with chiral ammonia borane, Youji Huaxue 39(8) (2019) 2188-2195.