2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法技术

本发明专利技术涉及有机合成技术领域，尤其涉及2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈的制备方法，该方法以3‑硝基‑4‑氯三氟甲苯和氰化试剂为原料，在金属溴化物和氰化亚铜的作用下反应，即得所述2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈。所述氰化试剂选自亚铁氰化盐中的至少一种。该方法以价廉易得的金属溴化物作为活化剂，以氰化亚铜作为催化剂，能够获得与溴化镍相同的催化产率，可显著降低企业的生产成本。同时，以几乎无毒的亚铁氰化盐进行氰化反应能够实现反应试剂的无毒化，符合绿色环保的要求，有利于工业化的实现。

Preparation method of 2 4 three nitro trifluoromethyl benzonitrile

The present invention relates to the technical field of organic synthesis, especially preparation process of 2 nitro 4 three trifluoromethyl benzonitrile, this method takes 3 nitro 4 chloro three fluorine toluene and cyanide reagent as raw material, reaction in metal bromide and cuprous cyanide under the effect of which was the 2 nitro 4 three trifluoromethyl benzonitrile. The cyanide reagent is selected from at least one of the ferrocyanide salts. This method takes cheap metal bromide as activator to cuprous cyanide as catalyst to obtain catalytic yield with the same nickel bromide, can significantly reduce the production cost of enterprises. At the same time, it is possible to realize the non toxicity of the reagent by the reaction of cyanide with almost no toxicity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成
，尤其涉及2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法。
技术介绍
2-硝基-4-三氟甲基苯腈是一种特殊的芳香族氟化合物，是医药、农药等多种化合物的中间体。在医药方面，是合成治疗血糖过低、止痛、降血压等药物的中间体；WO2011106414，WO2005075425，WO2011112731，WO2010055005，WO2010030785，WO2003101985，US4307113，WO2003080578，WO2002066469，WO2011106414。在农药方面，属高效、低毒、低用量农药中间体，2-硝基-4-三氟甲基苯腈可用于制备烯醇衍生物用作除草剂(异恶唑草酮，磺酰草吡唑等)，对具有抗药性的杂草的防治效果特别优良；在芳香环中引入三氟甲基合成的除草剂，为荷尔蒙型选择性芽后除草剂，专门用于防治阔叶性杂草，是当前除草剂领域开发研究的主要方向。MurrayHauptschein等J.Am.Chem.Soc.1954,76,1051-1054；US4781750，US4868333，US5474998A，US6635780B1。目前2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈的制备基本都是由4-卤代-3-硝基三氟甲苯与氰化试剂在催化剂的存在下反应合成。CN1359372A中采用4-氟-3-硝基三氟甲苯为原料制备2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈，反应的转化率，选择性，产率都很差，原料价格昂贵，根本不适合工业化生产。以4-溴-3-硝基三氟甲苯为原料，反应的选择性及产率都较高，但是原料市场供应稀少，价格昂贵，生产成本也比较高。以4-氯-3-硝基三氟甲苯为原料，原料廉价易得，反应的转化与选择性都不高，产率很低，也不适合工业化生产。CN101585783A采用了溴化镍为催化剂，反应的转化率与选择性达到了95％以上。但是溴化镍价格昂贵(RMB40万/吨)，使得工艺成本仍然很高，不适合工业化生产。此外，这些方法都使用了高毒的氰化试剂作为氰化剂，比如：氰化亚铜、氰化钾和氰化钠等，或者它们的混合试剂，并且其中因氰化亚铜的效果理想而优选氰化亚铜。但氰化亚铜不仅价格昂贵，而且作为一种剧毒试剂，对操作者和环境都存在较大的危险性，工业化相对困难。因此，提供新的2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷和不足，提供2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法，该制备方法以3-硝基-4-氯三氟甲苯和氰化试剂为原料，在金属溴化物和氰化亚铜的作用下反应，即得所述2-硝基-4-三氟甲基苯腈。上述反应的反应方程式为：优选地，所述氰化试剂为亚铁氰化盐，进一步优选为亚铁氰化钾、亚铁氢化钠中的至少一种。优选地，所述氰化试剂与3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩尔比为(0.11-0.2)：1。优选地，所述金属溴化物选自溴化钠、溴化钾中的至少一种。优选地，所述金属溴化物与3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩尔比为(0.05-0.3)：1。优选地，氰化亚铜与3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩尔比为(0.01-0.5)：1。优选地，所述反应的温度为110-200℃，进一步优选为150-170℃。优选地，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自二甲苯，苯甲腈，N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲砜、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇中的至少一种。进一步优选地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。优选地，所述反应在惰性气体保护下进行。优选地，所述制备方法还包括对反应后的反应液进行后处理的步骤，所述后处理具体为：过滤反应液回收金属溴化物和氰化亚铜，减压蒸馏所得滤液，收集目标产物即得2-硝基-4-三氟甲基苯腈纯品。作为本专利技术优选的方案，2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法为：惰性气体保护下，将3-硝基-4-氯三氟甲苯、氰化亚铜、金属溴化物、亚铁氰化盐加入到反应溶剂中，于150-170℃反应至原料消耗完全，减压蒸馏收集目标产物，即得。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术涉及到的原料和试剂均可市购获得。本专利技术的积极进步效果在于：(1)该工艺操作简单，有助于工业化生产，且产品收率高于90％，产品纯度高于97％。(2)本专利技术以价廉易得的溴化钠或溴化钾为活化剂，氰化亚铜作为催化剂，能够获得与溴化镍相同的催化产率，并且，活化剂与催化剂可回收套用，套用三次后产品的收率仍可达88％，纯度可达97％；同时，溴化钠或溴化钾的价格只有溴化镍的二十分之一，可显著降低企业的生产成本。(3)本专利技术使用亚铁氰化盐作为氰化试剂，一方面，亚铁氰化钠不论是单价还是单位氰根的耗费都低于氰化钠，经过计算，使用亚铁氰化钠为氰化试剂时，平均每提供1摩尔的氰根需要耗费0.7￥，而使用氰化钠为氰化试剂时，平均每提供1摩尔的氰根需要耗费1￥，即采用亚铁氰化钠为氰化试剂能够降低企业成本；另一方面，亚铁氰化盐的毒性可以与氯化钠相提并论，甚至亚铁氰化钾盐可以作为食品添加剂使用，如添加到食盐中作为拮抗剂。因此，使用亚铁氰化盐进行氰化反应能够实现反应试剂的无毒化，降低的工艺成本，符合绿色环保的要求，有利于工业化的实现。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中涉及的操作如无特殊说明，均为本领域常规技术操作。实施例12-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法，包括如下步骤：(1)氮气保护下，取氰化亚铜(9g，0.1mol，0.1eq)，亚铁氰化钠(51g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)，溴化钠(10.3g，0.1mol，0.1eq)于反应瓶，加入400mL无水DMAC，升温至内温160℃，搅拌反应6小时，取样进行液相检测，原料转化率>99％，停止反应，将反应体系过滤，残渣直接进行第二次套用；(2)减压蒸馏滤液，收集150-154℃/18mmHg下的馏分195g，收率为90.5％，纯度为98.2％。实施例22-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法，包括如下步骤：(1)氮气保护下，直接向实施例1中反应后过滤固体中加入400mL无水DMAC，亚铁氰化钠(51g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)于反应瓶中，升温至内温160℃，搅拌反应6小时，取样进行液相检测，原料转化率>99％，停止反应，将反应体系过滤，过滤残渣进行第三次套用；(2)减压蒸馏滤液，收集150-154℃/18mmHg下的馏分193g，收率为90％，纯度为97.5％。实施例32-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法，包括如下步骤：(1)氮气保护下，直接向实施例2中反应后过滤固体中加入400mL无水DMAC，亚铁氰化钠(51g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)于反应瓶中，升温至内温160℃，搅拌反应6小时，取样进行液相检测，原料转化率>99％，停止反应，将反应体系过滤；(2)减压蒸馏滤液，收集150-154℃/18mmHg下的馏分190g，收率为88％，纯度为97％。实施例42-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法，包括如下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于：以3‑硝基‑4‑氯三氟甲苯和氰化试剂为原料，在金属溴化物和氰化亚铜的作用下反应，即得所述2‑硝基‑4‑三氟甲基苯腈。

【技术特征摘要】
1.2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于：以3-硝基-4-氯三氟甲苯和氰化试剂为原料，在金属溴化物和氰化亚铜的作用下反应，即得所述2-硝基-4-三氟甲基苯腈。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氰化试剂为亚铁氰化盐，优选为亚铁氰化钾、亚铁氰化钠中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述氰化试剂与3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩尔比为(0.11-0.2)：1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属溴化物选自溴化钠、溴化钾中的至少一种。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述金属溴化物与3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩尔比为(0.01-1)：1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：氰化亚铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安军，孙飞，杨文龙，徐格，邹晨，
申请(专利权)人：帕潘纳北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11