间氟苯腈是一种重要的化合物,本文旨在介绍有效的合成方法,帮助读者掌握合成间氟苯腈的技术。
背景:间氟苯腈,英文名称:3-Fluorobenzonitrile,CAS:403-54-3,分子式:C7H4FN。间氟苯腈需储存在密闭容器中,,存放在阴凉、干燥、通风良好的地方,远离不相容的物质。间氟苯腈是一种无色透明的液体,有刺激气味,是高效、低毒、低残留的农药、医药中间体。
合成:
以间溴苯腈与氰亚化铜为原料,使用相转移催化剂,采用DMF为溶剂可制备间氟苯腈。工艺条件为:n(间溴苯腈):n(氰亚化铜)=1:1.3;反应温度:150~165℃;反应时间:8h。产品产率:75.3%;纯度≥99.7%。具体步骤如下:
(1)将100mL的DMF加入带有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和球型冷凝管的1000mL四口烧瓶中,然后边搅拌边加入224g的氰化亚铜。接着加入剩余的100mL DMF,随后进行加热回流。在加热回流的过程中,加入少量相转移催化剂,并滴加350g的间溴氟苯。在滴加完毕后,继续回流并控制温度在150~165℃,反应时间为8小时。当间溴氟苯的转化率超过99%时,即可结束反应,此时反应结束时pH值在10左右。待反应液冷却至80℃以下后,加入400mL水并取下冷凝管,接着装上分水器与冷凝管,继续加热回流,直至无有机相蒸出。随后对产品进行常压蒸馏,回收并精制前馏分中的DMF。在176~178℃进行产品馏分,获得外观无色透明状的产物,熔点为15.4~16.6℃,沸点为176~178℃。产品通过气相色谱分析,纯度高达99.7%,产率为75.3%。
(2)在该生产过程中需要进行连续的取样分析。如果在常压蒸馏后仍存在杂质,则必须进行进一步的精馏才能进行产品包装。DMF是一种非常有效的有机溶剂,用量很大,因此必须进行回收以减少损失并实现“三废”减少的目标。因此,该工艺采用了对DMF的循环使用。虽然DMF的毒性较小,但其蒸汽和液体可以刺激眼睛和呼吸系统,对人体有害。而且腈类化合物具有一定的毒性,因此在反应过程中必须进行密封操作。
通过实验,该生产工艺已渐成熟。通过产品分析检验,得到高纯度的间氟苯腈。目前该产品在市场上具有很大的发展潜力。
参考文献:
[1]赵昊昱,吴朝华,徐小燕等.间氟苯腈的合成[J].化工时刊,2003,(04):43-45.DOI:10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2003.04.016