通过合成3-氰基苯甲醛并探讨其应用,期望为3-氰基苯甲醛的研发提供有益信息。
背景:3-氰基苯甲醛,分子式是C 8 H 5 NO,分子量为131.1314,带白色晶体状粉末。3-氰基苯甲醛主要用作医药中间体,具有重要的用途,经济价值很大。目前3-氰基苯甲醛的生产方法有重氮盐法、气相催化氧化法、酰胺脱水法等。
1. 合成:
(1)取20mL1,3-二甲基苯置于反应釜中,将反应釜加热至132℃,依次加入溶剂N,N-二甲基甲酰胺DMF、催化剂及助催化剂,所述N,N-二甲基甲酰胺DMF的加入量为22mL,催化剂及助催化剂的加入量分别为2.5g和12.5g,控制氧气通入量为900mL/min,氢气通入量为100mL/min,反应4h;
(2)将上述反应液降温至室温,得到的透明无色晶体即为3-甲基苯甲腈,使用DMF将得到的晶体洗涤2次后,抽滤除去DMF溶剂即可得到纯度高于90%的3-甲基苯甲腈;
(3)将上述步骤(2)中合成的3-甲基苯甲腈置于反应釜中,将反应釜加热至113℃,依次加入溶剂N,N-二甲基甲酰胺DMF、催化剂及助催化剂,所述N,N-二甲基甲酰胺DMF的加入量为13mL,催化剂及助催化剂的加入量分别为1.2g和8.5g,控制氧气通入量为900mL/min,氢气通入量为100mL/min,反应2h,得到的白色晶体状粉末即为3-氰基苯甲醛。
2. 应用:合成双席夫碱化合物
席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(—RC=N—)的一类有机化合物,该类化合物及其金属配合物具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性和良好的催化活性,在医药、催化、分析检测及功能材料等方面具有广泛的应用。
齐德强等人以4,4’-二氨基联苯和3-氰基苯甲醛为原料,冰醋酸作催化剂,在乙醇中反应得到一种新型的双席夫碱化合物,经核磁共振、红外光谱和元素分析表征,产物为4,4’-二[(3-氰基苯基)亚甲胺基]联苯。合成步骤具体如下:
向装有1.84 g(10.0 mmol)4, 4' -二氨基联苯和2.62 g(20.0 mmol)3-氰基苯甲醛的50 mL圆底烧瓶中加入20 mL乙醇和2滴冰醋酸,常温下搅拌反应,出现大量黄色沉淀,TLC跟踪反应结束后将反应液过滤,得到黄色固体,滤饼用热乙醇洗涤以除去未反应的原料,粗产品晾干后用柱层析(以CH2Cl2为洗脱剂)分离得黄色粉末3.59 g,产率为87.5%,熔点为266~268 ℃,该化合物可溶于DMSO、DMF等,难溶于甲醇、乙醇和丙酮等溶剂。
参考文献:
[1] 齐德强,林飘飘,倪芬芬,等. 新型席夫碱的合成及光学性质研究[J]. 广州化工,2011(3):71-72,75. DOI:10.3969/j.issn.1001-9677.2011.03.027.
[2] 宛瑜,陈秀梅,辛海强,等. 水溶液中6-氨基-4-(4-氰基苯甲醛)-1,4-二氢-3-甲基-1-苯基吡喃并[2,3-c]吡唑-5-腈的合成与晶体结构[J]. 徐州师范大学学报(自然科学版),2009,27(1):73-76. DOI:10.3969/j.issn.1007-6573.2009.01.015.
[3] 武穴市阳泰化工股份有限公司. 一种3-氰基苯甲醛的合成方法:CN201810513714.0[P]. 2019-12-03.