4-Aminobenzonitrilje međuproizvod koji se često koristi u organskoj sintezi, a može se koristiti i u sintezi materijala s tekućim kristalima i mirisa. Njegove uobičajene sintetičke metode uključuju:
1. Sinteza metodom amonolize: 4-klorobenzonitril se hidrolizira na sobnoj temperaturi kako bi se dobio 4-aminobenzonitril korištenjem amonijačne vode u etanolu za katalizaciju.
Koraci operacije su sljedeći:
(1) Izvažite 4-klorobenzonitril (10 g) u epruveti s talištem i dodajte amonijačnu vodu (30 mL) i etanol (100 mL).
(2) Promiješajte smjesu, dodajte natrijev hidroksid (NaOH) (5 g) i reagirajte na sobnoj temperaturi 24 sata.
(3) Nakon reakcije namjestite pH vrijednost na neutralnu s klorovodičnom kiselinom (HCl) kako bi se stvorio talog.
(4) Filtrirati talog i isprati vodom da se prikupi čvrsti produkt.
(5) Isperite kruti produkt kloroformom (CHCl3), filtrirati i sakupiti organsku fazu.
(6) Osušite organsku fazu bezvodnom natrijevom sumpornom kiselinom (Na2TAKO4) i filter.
(7) Uklonite otapalo organske faze rotacijskim isparivačem i prikupite 4-aminobenzonitril.
Konačno dobiveni 4-aminobenzonitril može se dalje koristiti u sintezi drugih organskih spojeva ili u istraživanju lijekova.
2. Sinteza cijanidnom metodom: reagirajte s 4-klorobenzonitrilom s kalijevim cijanidom kako biste dobili 4-cijanobenzonitril, a zatim ga hidrolizirajte s amonijačnom vodom kako biste dobili 4-aminobenzonitril. Postupite na sljedeći način:
(1) Otopite 4-aminobenzen u bezvodnoj klorovodičnoj kiselini i ohladite na 0 stupnjeva.
(2) Polako dodajte koncentriranu dušičnu kiselinu, temperatura reakcije ne prelazi 5 stupnjeva, do potpune nitrifikacije.
(3) Dodati reaktant u ledenu vodu, filtrirati i isprati vodom da se dobije nitrirani produkt, naime nitrobenzen.
(4) Reagirajte nitrobenzen i cijanovodičnu kiselinu u etanolu, dodajte sumpornu kiselinu i zagrijavajte do 60-70 stupnjeva 4-5 sati.
(5) Nakon reakcije ohladiti na sobnu temperaturu, dodati veliku količinu vode, filtrirati i proizvod isprati vodom.
(6) Otopiti produkt u alkalnoj zasićenoj otopini natrijevog klorida, destilirati i osušiti nakon ekstrakcije da se dobije ciljni produkt 4-aminobenzonitril.
Mjere predostrožnosti:
Obratite pažnju na sigurnost tijekom procesa rada, a kemijski reagensi su opasni.
Temperaturu i vrijeme reakcije treba dobro kontrolirati kako bi se izbjegle nusreakcije i smanjio prinos.
Proizvod treba potpuno oprati i ekstrahirati kako bi se osigurao čisti proizvod.
3. Sinteza metodom aminacije: 4-aminobenzonitril se proizvodi reakcijom 4-klorobenzonitrila s etilendiaminom na visokoj temperaturi. Postupite na sljedeći način:
(1) Dodajte 4-nitrobenzonitril u amonijačnu vodu, zagrijte do vrenja i reagirajte 2 sata.
(2) Dobiveni precipitat je filtriran i ispran s vodom da se dobije 4-aminobenzonitril.
(3) Otopite 4-aminobenzonitril u koncentriranoj sumpornoj kiselini, zagrijte na 80 stupnjeva i reagirajte 2 sata.
(4) Ohladite reakcijsku otopinu, dodajte zasićenu otopinu natrijevog hidroksida i neutralizirajte reakcijsku otopinu natrijevim karbonatom da postane slabo kisela.
(5) Ekstrahirajte produkt reakcije kloroformom, ponovite 3 puta i spojite organske faze.
(6) Organska faza je isprana sa zasićenom otopinom natrijevog klorida i osušena iznad bezvodnog natrijevog sulfata.
(7) Koristeći petrolej eter kao otapalo, rekristalizirajte proizvod da dobijete čisti proizvod 4-aminobenzonitrila.
4. Sinteza reakcije supstitucije u orto-položaju: kroz reakciju supstitucije u orto-položaju, amino skupina se uvodi na orto-položaj 4-nitrobenzonitrila, a 4-aminobenzonitril se stvara nakon tretmana redukcijom. Postupite na sljedeći način:
(1) Stavite 4-aminobenzonitril zajedno s aldehidnim spojevima i kiselim katalizatorima u reakcijski kotao, zagrijte ga do temperature reakcije (obično 100-150 stupnjeva) i miješajte tijekom reakcije.
(2) Nakon određenog razdoblja reakcije prestanite zagrijavati i pustite da se reakcijska otopina ohladi na sobnu temperaturu.
(3) Dodajte aktivni ugljen u reakcijsku otopinu, miješajte neko vrijeme i filtrirajte kako biste uklonili aktivni ugljen.
(4) Pročistiti produkt reakcije ispiranjem i kristalizacijom da se dobije željeni orto-supstituirani produkt.
Mjere predostrožnosti:
Pripazite na sigurnost tijekom procesa reakcije, a kemijski reagensi su opasni.
Temperaturu i vrijeme reakcije treba dobro kontrolirati kako bi se izbjegle nusreakcije i smanjio prinos.
Proizvod treba potpuno oprati i ekstrahirati kako bi se osigurao čisti proizvod.
Dodavanje aktivnog ugljena u koraku 3 može ukloniti nečistoće boje u reakciji i poboljšati čistoću proizvoda.
5. Sinteza reakcije aromatske aminacije: 4-fenilacetofenon se proizvodi reakcijom acetofenona i anilina pod bakrenom katalizom, a zatim se podvrgava redukciji vodika, amidaciji i hidrolizi da bi se dobio 4-aminobenzonitril. Postupite na sljedeći način:
(1) Dodajte 4-nitrobenzonitril i redukcijsko sredstvo u amonijačnu vodu i reagirajte na sobnoj temperaturi 2-3 sati.
(2) Dodajte klorovodičnu kiselinu reakcijskoj otopini i namjestite pH vrijednost na oko 3.
(3) Ekstrahirajte produkt reakcije kloroformom, ponovite 3 puta i spojite organske faze.
(4) Organska faza je isprana zasićenom otopinom natrijevog klorida i osušena iznad bezvodnog natrijevog sulfata.
(5) Koristeći petrolej eter kao otapalo, rekristalizirajte proizvod da dobijete čisti proizvod 4-aminobenzonitrila.
Mjere predostrožnosti:
Pripazite na sigurnost tijekom procesa reakcije, a kemijski reagensi su opasni.
Temperaturu i vrijeme reakcije treba dobro kontrolirati kako bi se izbjegle nusreakcije i smanjio prinos.
Proizvod treba potpuno oprati i ekstrahirati kako bi se osigurao čisti proizvod.
Podešavanje pH u koraku 2 može poboljšati prinos reakcije.
Rekristalizacija u koraku 5 može poboljšati čistoću proizvoda.
6. Sinteza reakcijom redukcije nitroze: 4-aminobenzonitril se dobiva reakcijom redukcije nitrozacije p-nitrobenzonitrila. Postupite na sljedeći način:
(1) Dodajte benzaldehid, dušičnu kiselinu i sumpornu kiselinu u reakcijski kotao i kontrolirajte reakcijsku temperaturu na 0-5 stupnjeva za reakciju nitracije.
(2) Dodajte izvor plinovitog vodika i platinasto crni katalizator za izvođenje reakcije redukcije. Temperatura reakcije je kontrolirana na sobnoj temperaturi, a vrijeme reakcije je bilo 1 sat.
(3) Dodajte amonijačnu vodu u reakcijsku otopinu i podesite pH vrijednost na oko 8.
(4) Ekstrahirajte produkt reakcije kloroformom, ponovite 3 puta i spojite organske faze.
(5) Organska faza je isprana sa zasićenom otopinom natrijevog klorida i osušena iznad bezvodnog natrijevog sulfata.
(6) Koristeći petrolej eter kao otapalo, rekristalizirajte proizvod da dobijete čisti proizvod 4-aminobenzonitrila.
Mjere predostrožnosti:
Pripazite na sigurnost tijekom procesa reakcije, a kemijski reagensi su opasni.
Temperaturu i vrijeme reakcije treba dobro kontrolirati kako bi se izbjegle nusreakcije i smanjio prinos.
Proizvod treba potpuno oprati i ekstrahirati kako bi se osigurao čisti proizvod.
Podešavanje pH u koraku 3 može poboljšati prinos reakcije.
Rekristalizacija u koraku 6 može poboljšati čistoću proizvoda.
Gore spomenute metode sinteze imaju svoje prednosti i nedostatke, a odgovarajuća metoda može se odabrati za sintezu prema stvarnim potrebama.