在化学领域中，3,4-二氯苯腈是一种备受推崇的化合物，在本文中，将深入探讨如何合成3,4-二氯苯腈。
背景：3,4-二氯苯腈(DCBN)及其衍生物(如3,4-二氟苯腈、4-氟-3-氯苯腈、3,4-二氟苯甲酸、4-氟-3-氯苯甲酸),可广泛应用于农药、医药、颜料、染料等行业。3,4-二氯苯腈的合成方法主要有:由3,4-二氯三氯甲基苯与NH4Cl反应合成;由3,4-二氯苯甲酰胺在H2SO4中脱水制备;由3,4-二氯苯甲醛肟脱水制备;由3,4-二氯甲苯(DCT)在催化剂作用下经氨氧化反应制得。前3种方法存在原料昂贵、污染严重等缺点,难以实现工业化;第4种方法是目前制备多种芳腈类化合物的最佳方法,其关键是要找到高活性、高选择性的催化剂。
合成:
1. 方法一：
从价廉易得的3，4—二氯甲苯（以下简称3，4—DCT）出发，以VPO／SiO2作为催化剂，用氨氧化法一步制得3，4—二氯苯腈（以下简称3，4—DCBN）。具体步骤如下：
（1）催化剂的制备
催化剂是V—P2组分体系，V和P的摩尔比为1∶1。制备工艺如下：将7.693g H2C2O4.2H2O在85℃下溶于30mL蒸馏水中，然后分别加入4.706g85％浓磷酸、3.701gV2O5，待形成均一溶液后，将溶液迅速倒入30g硅胶中。搅拌均匀，干燥后，在马弗炉中逐步升温到580℃，保温12h。自然冷却后，装瓶待用。
（2）3，4—二氯苯腈的合成
催化反应是在内径为30mm的石英管固定床反应器上进行的，用气相色谱对原料的转化率和产品的收率进行分析。
在反应器中装填20mL上述自制固体催化剂，将经微量电子泵计量的DCT气化后和经转子流量计计量的空气、氨气混合，预热后，再通过催化剂床层反应。反应温度用外加热维持，用可控硅温度控制器控制和调节。流出反应器的高温反应气经冷却后，产品沉积于捕集器内。尾气经尾气管放空，未做进一步分析和处理。除生成产品DCBN外，部分原料完全氧化生成CO2、H2O以及NH4Cl。每8h更换一次捕集器。产品3，4—二氯苯腈用水冲出，并用水洗去NH4Cl后，干燥，称量，计算实际收率并分析纯度。3，4—DCT的进料量为0.8g／h，原料的摩尔比为n（DCT）∶n（NH3）∶n（空气）＝1∶7∶30，反应温度为（673±1）K。所得产品为白色针状晶体。每8h3，4—DCBN的产量4.6g，收率67.3％，3，4—DCT的转化率97.8％，3，4—DCBN的选择性68.9％。
2. 方法二：
刘成金等人采用气相氨氧化法,在DN120号催化剂作用下,由3,4-二氯甲苯制备了3,4-二氯苯腈(DCBN)。最佳反应条件为:反应温度400℃、物料摩尔比nDCT∶nNH3∶nair=1∶7∶30、进料量QV=0.6 mL.h-1。在此条件下,使用DN120号催化剂连续反应300 h,DCBN平均摩尔产率为85.3%。催化剂的制备如下：
将H2C2O4·2H2O在85℃下溶于蒸馏水中,然后分别加入85%浓磷酸和V2O5,完全溶解后,再加入其它组分的化合物,待形成均一溶液后,将溶液倒入硅胶(Φ125～425 μm)中。搅拌均匀,干燥后,在马弗炉中逐渐升温到580℃,保温12 h。自然冷却后,即得到DN120号催化剂，,其活性组分质量分数为10%。
参考文献：
[1]刘成金,刘兴海,黄驰等. 3,4-二氯甲苯氨氧化法制备3,4-二氯苯腈 [J]. 化学与生物工程, 2006, (09): 45-47.
[2]黄驰,郑穹,谢光勇等. 3,4-二氯苯腈的合成 [J]. 化学试剂, 2000, (04): 234-244. DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2000.04.018.
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