一种对三氟甲基苯腈的制备方法

背景技术

对三氟甲基苯腈是一种重要的医药、农药中间体。利用过渡金属(如Pd，Cu，Co)的配位化合物，可以将芳香卤和氰化物转化为相应的芳香腈。

近几十年来，用零价镍膦的配合物作为催化剂进行氰化反应引起了人们的兴趣，如用Ni(PФ₃)₃(Φ=C₆H₅)作为催化剂，可以在比较温和的条件下，将卤代三氟甲苯和氰化物(KCN，NaCN)转化为芳香腈。很多化学工作者在这一方面进行了探索，Davision在极性溶剂(如醇)中，用Ni(PΦ₃)₃作为催化剂制备对三氟甲基苯腈；Cassar等人原位还原Ni(PФ₃)₂Cl成Ni(PΦ₃)₃作为催化剂，将对氯三氟甲苯转化为对三氟甲基苯腈。但是这些反应都有以下不足：(1)都需要昂贵的Ni(0)试剂或Ni(PФ₃)₂Cl；(2)所用的镍膦配合物不易保存或操作，尤其是Ni(PΦ₃)₃对空气中的氧气特别敏感；(3)芳香氯的转化率非常低；(4)利用醇作为溶剂生成大量的氢化去卤副产物。

根据以上不足，Maul等人对工艺进行了改进。利用NiCl₂或NiCl₂·6H₂O在强极性溶剂(如异丙醇、叔丁醇、乙腈等)中，和至少2个当量PΦ₃原位还原形成干燥的Ni(PФ₃)₂Cl₂再和至少1个当量的PΦ₃用锌粉还原成催化剂Ni(PΦ₃)₃，可以高产率的将对氯三氟甲苯转化为对三氟甲基苯腈，在叔丁醇中可达81%。

本文在分析文献的基础上，多次实验，对Maul的工艺作了进一步改进。通过调节反应条件，减少了昂贵的PΦ₃的用量，使对氯三氟甲苯的转化率达到87.0%和82.7%，并已经实现工业化生产。

制备方法

在500mL的三颈瓶中安装氮气保护装置、温度计和搅拌器，加入乙腈200mL，三苯基膦6.6g(25 mmol)，无水氯化镍(用2.4gNiCl₂·6H₂O在100℃真空干燥至呈黄色，约需6~9h)10mmol。在氮气保护下，用油浴加热至回流(80~82℃)，搅拌反应10min，溶液转变为墨绿色。降温至室温，加入锌粉4.3g(60mmol)，反应直至产生橘黄色沉淀，然后升温到45℃，反应0.5h后，加入对氯三氟甲苯122.4g(0.68mol)，搅拌5min，加入氰化钾44.2g(0.68mol)，溶液马上转变为黄绿色，在此温度下继续搅拌反应，气相色谱监测，15h后对氯三氟甲苯的转化率为82.7%，氢化去卤化物三氟甲苯0.4%，联苯类产物4,4'-二三氟甲基联苯0.8%。加入无水碳酸钾搅拌5min，过滤，滤液为桔红色溶液，减压蒸馏，得白色的对三氟甲基苯腈晶体。

参考文献

[1]刘刚. 间,对三氟甲基苯腈的工艺改进[J]. 中国科学院研究生院学报,2003,20(1):103-106. DOI:10.3969/j.issn.1002-1175.2003.01.016.