4-氯-3-硝基苯甲腈的制备

发布日期:2022/11/4 16:48:49

背景及概述

4-氯-3-硝基苯甲腈是重要的有机合成中间体，因其芳环上具有硝基和氰基两个第二类取代基，同时又有一个可参与反应的卤素而使得这个化合物在有机合成领域有着广泛的应用前景。芳环上的卤素可以氧化为酸，也可进一步反应形成酰氯、酯等功能基；芳环上的氰基可水解成羧基，也可以与叠氮钠在Lewis酸催化下形成具有生物活性的四唑衍生物；芳环上的硝基经还原可形成氨基。

制备

以对氯苯甲腈为起始物料，经硝化反应制备目标化合物4-氯-3-硝基苯甲腈[1]。其合成反应式如下图：

图1 4-氯-3-硝基苯甲腈的合成反应式

实验操作：

方法一、

50mL三口瓶中加入20mL95％浓硫酸，磁力搅拌，冰浴冷却至0℃以下加入4-氯苯甲腈(4．79，40．1mmol)，搅拌至全部溶解后再继续搅拌20min，然后于1 h内缓慢滴加95％的发烟硝酸(4．0g，63 mmol)。滴加结束后低温搅拌反应30min。将反应液于搅拌下缓缓倒入100 mL冰水中。析出白色固体物。抽滤，滤饼分别以5％碳酸氢钠水溶液及水洗涤至中性，所得固体物以80％乙醇／水溶液重结晶，60℃干燥。TLC显示为单一点(展开剂：石油醚／乙酸乙酯=3：1，v／v)。

方法二、

将发烟浓硝酸慢慢滴加到4-氯苯甲腈和浓硫酸组成的溶液中，保持强烈搅拌，并用冰盐恒温水浴保持反应温度不超过0℃，滴加过程中反应液越来越稠，并有固体析出。滴加完毕后，在0℃下搅拌3.5小时，后期溶液变稀，颜色逐渐变为橙色。然后将溶液慢慢倒入碎冰中，并强烈搅拌，待冰融化后立即过滤出白色晶体，用冰水洗涤至出水中性后，再用少量的冰甲醇淋洗，真空60℃下干燥至恒重，得到目标化合物4-氯-3-硝基苯甲腈。