背景及概述
4-硝基鄰苯二甲腈作為一種中間體,廣泛應用于醫(yī)藥、新材料等領域,特別是用于制備酞菁類化合物,而酞菁化合物被喻為二十一世紀的新型材料。
制備
傳統(tǒng)制備4-硝基鄰苯二甲腈的合成路線操作繁瑣[1],反應溫度高,同時所使用的原料價格貴,所得產物純度低。本研究采用鄰苯二甲酸酐為原料,經?;⑾趸?、氨解、縮合得到產物,如圖1反應條件溫和,后處理方便,易于提純,產率有明顯提高,易于實現工業(yè)化。本研究詳細討論了反應條件對產率的影響。
圖1 4-硝基鄰苯二甲腈的反應路線圖
實驗操作:
鄰苯二甲酰亞胺的合成
將25 g鄰苯二甲酸酐(0.17mol),12 g尿素(0.20 mol)分別用研缽研細,混合均勻,迅速加入到已經預熱至150 ℃的燒瓶中反應10~15 min后,反應物體積突然變大;停止反應,迅速加入150 mL水,析出白色細針狀晶體,真空抽濾,水洗,干燥得白色晶體。
4-硝基鄰苯二甲酰亞胺的合成
在250 mL的三頸燒瓶中加入一定量的濃硫酸和濃硝酸的混合酸,冷卻后將10 g鄰苯二甲酰亞胺緩慢加入,室溫下反應3 h,得到黃色清澈液體,停止攪拌,靜置,將反應液倒入盛有450 g碎冰的燒杯中,保持溫度低于20℃,得到乳黃色的懸濁液,過濾,得粗產品,用2000 mL的95%的乙醇重結晶,干燥得黃色片狀晶體。
4-硝基鄰苯二甲酰胺的合成
在一只三頸燒瓶中加入10 g 4-硝基鄰苯二甲酰亞胺。在電磁攪拌下加入120 mL濃氨水,固體原料迅速由片狀變?yōu)榉勰?,室溫反?-9 h后過濾,真空干燥,得到白色粉末狀固體。
4-硝基鄰苯二甲腈的合成
在常溫下,將20 mL的氯化亞砜滴加到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,再緩慢加入10 94-硝基鄰苯二甲酰胺,固體逐漸溶解,至透明。升溫至60℃反應一段時間,然后冷卻至室溫,邊攪拌邊倒入200 mL左右的碎冰中,抽濾,得微黃色固體,用無水乙醇重結晶,得淺黃色針狀晶體。
參考文獻
[1] Peng, Xinhua; Fukui, Naoyuki; Mizuta, Masayuki; Suzuki, Hitomi. Organic and Biomolecular Chemistry, 2003 , vol. 1, # 13 p. 2326 - 2335