一种2-溴-4-硝基苯乙腈的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种２－溴－４－硝基苯乙腈的合成方法：以苯乙腈为主要起始原料，包括以下步骤：１）硝化：苯乙腈在由浓硫酸和浓硝酸组成的混酸中搅拌反应；将所得的反应产物放入冰水中，有固体析出，过滤，得析出物；再将析出物依次经水洗和干燥，得对硝基苯乙腈；２）溴化：将对硝基苯乙腈溶解在浓硫酸中，加入Ｎ－溴代丁二酰亚胺进行溴代；将所得的反应混合物放入冰水中，有固体析出，过滤，得析出物；再将析出物依次经水洗和干燥，得２－溴－４－硝基苯乙腈。采用本发明专利技术的方法合成２－溴－４－硝基苯乙腈，具有工艺简单、成本低、收率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机化合物的合成方法，特别是2-溴-4硝基苯乙腈的合成方法。技术背景2-溴-4-硝基苯乙腈的分子式如I所示，其为合成抗生素类药物的关键中间体。但是2-溴-4-硝基苯乙腈的合成法国内外均无公开文献报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低、收率高的2-溴-4-硝基苯乙 腈的合成方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供以苯乙腈为 主要起始原料，依次包括以下步骤1) 、硝化苯乙腈在由浓硫酸和浓硝酸组成的混酸中搅拌反应，反应温度为-20 30'C， 反应时间为0.5 3小时，苯乙腈与浓硝酸的体积比为l: 1.1~4，混酸中浓硫酸与浓硝酸的体 积比为1 5: 1;将所得的反应产物放入冰水中，有固体析出，过滤，得析出物；再将析出 物依次经水洗和干燥，得对硝基苯乙腈。2) 、溴化将对硝基苯乙腈溶解在浓硫酸中，加入N-溴代丁二酰亚胺(NBS)进行溴 代，反应温度为-20。C 5(TC，反应时间为5min 5h;对硝基苯乙腈与浓硫酸的重量比为l: 0.5-10，对硝基苯乙腈与N-溴代丁二酰亚胺的重量比为1: 0.8~5.0;将所得的反应混合物放 入冰水中，有固体析出，过滤，得析出物；再将析出物依次经水洗和干燥，得2-溴-4-硝基 苯乙腈。作为本专利技术的2-溴-4-硝基苯乙腈的合成方法的改进步骤2)中在过滤所得的滤液中 加入碱性物质进行中和直至Pl^7，所得的沉淀物为2-溴-4-硝基苯乙腈。作为本专利技术的2-溴-4-硝基苯乙腈的合成方法的进一步改进碱性物质为氨水、氢氧化 钠、氢氧化钠溶液、氢氧化钾或氢氧化钾溶液。作为本专利技术的2-溴-4-硝基苯乙腈的合成方法的进一步改进N-溴代丁二酰亚胺的加入 方式为分批加入。本专利技术的反应方程式如下<formula>formula see original document page 0</formula>本专利技术的2-溴-4-硝基苯乙腈的合成方法，以廉价的苯乙腈为原料，经硝化和溴代两步 反应得到目标产物。由于反应过程中使用廉价的原料和反应试剂(浓硫酸、浓硝酸和NBS)， 因此，本专利技术的合成方法具有成本低廉、操作简单、能耗少等优点，且该方法合成2-溴-4-硝基苯乙腈，还具有高收率(以苯乙腈计，最高能达65.1%)的优点。具体实施方式以下所有的实施例中，浓硝酸均指浓度为63 %的浓硝酸，浓硫酸均指浓度为98%的浓 硫酸，苯乙腈的密度为1.020 1.030g/mL(20 。C)。实施例l、 ，以苯乙腈为主要原料，依次经以下步骤1) 、硝化1000 mL三口烧瓶中，加入178.4mL浓硝酸和267.2 mL浓硫酸，冰水浴 冷却至5。C，滴加苯乙腈64mL，控制温度不超过10。C，加完后撤去冰水浴，缓慢回暖至 室温(25'C)继续反应2 h，随后将所得的反应产物搅拌下倾入2500g冰水中，产生淡黄色固体， 过滤，得滤饼。将滤饼用水洗至中性，干燥，得对硝基苯乙腈62.5 g， mp: U4 115。C，收 率69.1%。2) 、溴化250mL三口烧瓶中，加入浓硫酸50.0mL，用低温恒温槽冷却至-2(TC，力口入对硝基苯乙腈16.28，搅拌至对硝基苯乙腈完全溶解后，分三批加入NBS共34.1g，控制 加入NBS的速度，使反应液温度不超过2(TC，加完后，撤去冰水浴，室温(25'C)反应lh。 随后将所得的反应混合物搅拌下倾入到600g冰水中，产生黄色固体，过滤，得滤饼。将滤 饼用水洗至中性，干燥，得至l」2-溴-4-硝基苯乙腈18.1g。将上述过滤所得的滤液用饱和氨水中和，直至Pl^7;析出黄色固体，过滤，将所得的 滤饼用水洗至中性，干燥，得到2-溴-4-硝基苯乙腈4.1g。因此，共计得到2-溴-4-硝基苯乙腈22.2g， mp: 194.1~195.8°C，收率92.1%，两步收率 合计65.1%。实施例2、 ，以苯乙腈为主要原料，依次经以下步骤1) 、硝化1000 mL三口烧瓶中，加入74.4mL浓硝酸和372.0mL浓硫酸，室温(25 °C) 下滴加苯乙腈64mL，控制温度不超过30'C，加完后室温(25匸)继续反应3 h，随后将所得 的反应产物搅拌下倾入1000g冰水中，立即产生淡黄色固体，过滤，得滤饼。将滤饼用水 洗至中性，干燥，得对硝基苯乙腈41.3g， mp: 114 115°C，收率45.7%。2) 、溴化250mL三口烧瓶中，加入浓硫酸88.0mL，冰水浴冷却至-20。C，加入对硝基 苯乙腈16.2g，搅拌至对硝基苯乙腈完全溶解后，分四批加入NBS81.0g，控制加入NBS的 速度，使反应液温度不超过O'C，加完后，该温度(-20。C)下继续反应3h，随后将所得的 反应混合物搅拌下倾入到1000g冰水中，产生黄色固体，过滤，得滤饼。将滤饼用水洗至 中性，干燥，得至!]2-溴-4-硝基苯乙腈16.8g。将上述过滤所得的滤液用饱和氢氧化钠溶液中和，直至Ph-7;析出黄色固体，过滤， 将所得的滤饼用水洗至中性，干燥，得至U2-溴-4-硝基苯乙腈6.1g，共计22.9g， mp: 194.1~195.8°C，收率95.0%，两步收率合计43.4%。实施例3、 ，以苯乙腈为主要原料，依次经以下步骤1)、硝化lOOOmL三口烧瓶中，加入186.1mL浓硝酸和186.1 mL浓硫酸，低温恒 温槽控制反应温度为-20。C;滴加苯乙腈64mL，控制温度不超过-10 °C，加完后-2(TC继续 反应0.5h;随后将所得的反应产物搅拌下倾入5000g冰水中，立即产生淡黄色固体，过滤，得滤饼。将滤饼用水洗至中性，千燥，得对硝基苯乙腈59.6g， mp: 114~U5°C，收率65.9%。 2)、溴化250mL三口烧瓶中，加入浓硫酸26.4mL，室温下(25。C)加入对硝基苯乙腈 16.2g，搅拌至对硝基苯乙腈完全溶解后，分两批加入NBS 13.0g，控制加入NBS的速度， 使反应液温度不超过5(TC，加完后，该温度(5(TC)下继续反应5h;随后将所得的反应混合 物搅拌下倾入到500g冰水中，产生黄色固体，过滤，得滤饼。将滤饼用水洗至中性，干燥， 得到2-溴-4-硝基苯乙腈14.2g。将上述过滤所得的滤液用饱和氢氧化钾中和，直至P1^7;析出黄色固体，过滤，将所 得的滤饼用水洗至中性，干燥，得到2-溴-4-硝基苯乙腈2.7g，共计16.9g， mp: 194.1~195.8°C ， 收率70.1%，两步收率合计46.2%。实施例4、 ，以苯乙腈为主要原料，依次经以下步骤1) 、硝化1000 mL三口烧瓶中，加入141.5mL浓硝酸和271.6mL浓硫酸，室温(25 'C)滴加苯乙腈64mL，控制温度不超过3(TC，加完后室温(25〔)继续反应1 h,随后将所得 的反应产物搅拌下倾入4000g冰水中，立即产生淡黄色固体，过滤，得滤饼。将滤饼用水 洗至中性，干燥，得对硝基苯乙腈59.7g， mp: 114~115°C,收率66.0%。2) 、溴化250mL三口烧瓶中，加入浓硫酸34.5mL，室温(25。C)下加入对硝基苯乙腈 16.2g，搅拌至对硝基苯乙腈完全溶解后，分三批加入NBS 34.8g，控制加入NBS的速度， 使反应液温度不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种２－溴－４－硝基苯乙腈的合成方法，其特征在于：以苯乙腈为主要起始原料，包括以下步骤：　１）、硝化：苯乙腈在由浓硫酸和浓硝酸组成的混酸中搅拌反应，反应温度为－２０～３０℃，反应时间为０．５～３小时，苯乙腈与浓硝酸的体积比为１∶１．１ ～４，所述混酸中浓硫酸与浓硝酸的体积比为１～５∶１；将所得的反应产物放入冰水中，有固体析出，过滤，得析出物；再将析出物依次经水洗和干燥，得对硝基苯乙腈；　２）、溴化：将对硝基苯乙腈溶解在浓硫酸中，加入Ｎ－溴代丁二酰亚胺进行溴代，反应温 度为－２０℃～５０℃，反应时间为５ｍｉｎ～５ｈ；对硝基苯乙腈与浓硫酸的重量比为１∶０．５～１０，对硝基苯乙腈与Ｎ－溴代丁二酰亚胺的重量比为１∶０．８～５．０；将所得的反应混合物放入冰水中，有固体析出，过滤，得析出物；再将析出物依次经水洗和干燥，得２－溴－４－硝基苯乙腈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新志，刘金强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]