4-Aminobentsonitriilion yleisesti käytetty välituote orgaanisessa synteesissä, ja sitä voidaan käyttää myös nestekidemateriaalien ja tuoksujen synteesissä. Sen yleisiä synteettisiä menetelmiä ovat:
1. Synteesi ammonolyysimenetelmällä: 4-klooribentsonitriili hydrolysoidaan huoneenlämpötilassa 4-aminobentsonitriilin tuottamiseksi käyttämällä ammoniakkivettä etanolissa katalysoimiseen.
Toiminnan vaiheet ovat seuraavat:
(1) Punnitse 4-klooribentsonitriili (10 g) sulamispisteputkeen ja lisää ammoniakkivettä (30 ml) ja etanolia (100 ml).
(2) Sekoita seosta, lisää natriumhydroksidia (NaOH) (5 g) ja anna reagoida huoneenlämpötilassa 24 tuntia.
(3) Säädä pH-arvo reaktion jälkeen neutraaliksi suolahapolla (HCl) sakan muodostamiseksi.
(4) Suodata sakka ja pese vedellä kiinteän tuotteen keräämiseksi.
(5) Pese kiinteä tuote kloroformilla (CHCl3), suodata ja kerää orgaaninen faasi.
(6) Kuivaa orgaaninen faasi vedettömällä natriumrikkihapolla (Na2NIIN4) ja suodatin.
(7) Poista orgaanisen faasin liuotin pyöröhaihduttimella ja kerää 4-aminobentsonitriili.
Lopulta saatua 4-aminobentsonitriiliä voidaan käyttää edelleen muiden orgaanisten yhdisteiden synteesissä tai lääketutkimuksessa.
2. Synteesi syanidimenetelmällä: anna 4-klooribentsonitriilin reagoida kaliumsyanidin kanssa 4-syaanibentsonitriilin muodostamiseksi ja sitten hydrolysoi se ammoniakkivedellä 4-aminobentsonitriilin saamiseksi. Toimi seuraavasti:
(1) Liuota 4-aminobentseeni vedettömään kloorivetyhappoon ja jäähdytä 0 asteeseen.
(2) Lisää hitaasti väkevää typpihappoa, reaktiolämpötila ei ylitä 5 astetta, kunnes nitrifikaatio on täydellinen.
(3) Lisää reagoiva aine jääveteen, suodata ja pese vedellä, jolloin saadaan nitrattu tuote, nimittäin nitrobentseeni.
(4) Anna nitrobentseeni ja syaanihapon reagoida etanolissa, lisää rikkihappoa ja kuumenna 60-70 asteeseen 4-5 tuntia.
(5) Jäähdytä reaktion jälkeen huoneenlämpötilaan, lisää suuri määrä vettä, suodata ja pese tuote vedellä.
(6) Liuota tuote alkaliseen kyllästettyyn natriumkloridiliuokseen, tislaa ja kuivaa uuton jälkeen, jolloin saadaan kohdetuote 4-aminobentsonitriili.
Varotoimenpiteet:
Kiinnitä huomiota turvallisuuteen käytön aikana, sillä kemialliset reagenssit ovat vaarallisia.
Reaktiolämpötilaa ja -aikaa on valvottava hyvin sivureaktioiden välttämiseksi ja saannon pienentämiseksi.
Tuote on pestävä ja uutettava kokonaan puhtaan tuotteen varmistamiseksi.
3. Synteesi aminointimenetelmällä: 4-aminobentsonitriiliä valmistetaan saattamalla 4-klooribentsonitriili reagoimaan etyleenidiamiinin kanssa korkeassa lämpötilassa. Toimi seuraavasti:
(1) Lisää 4-nitrobentsonitriili ammoniakkiveteen, kuumenna kiehuvaksi ja anna reagoida 2 tuntia.
(2) Saatu sakka suodatettiin ja pestiin vedellä, jolloin saatiin 4-aminobentsonitriili.
(3) Liuota 4-aminobentsonitriili väkevään rikkihappoon, kuumenna 80 asteeseen ja anna reagoida 2 tuntia.
(4) Jäähdytä reaktioliuos, lisää kylläistä natriumhydroksidiliuosta ja neutraloi reaktioliuos natriumkarbonaatilla sen tekemiseksi heikosti happamaksi.
(5) Uuta reaktiotuote kloroformilla, toista 3 kertaa ja yhdistä orgaaniset faasit.
(6) Orgaaninen faasi pestiin kylläisellä natriumkloridiliuoksella ja kuivattiin vedettömällä natriumsulfaatilla.
(7) Käytä petrolieetteriä liuottimena, kiteytä tuote uudelleen saadaksesi 4-aminobentsonitriilin puhtaan tuotteen.
4. Orto-aseman substituutioreaktion synteesi: orto-aseman substituutioreaktion kautta aminoryhmä lisätään 4-nitrobentsonitriilin orto-asemaan ja 4-aminobentsonitriili syntyy pelkistyskäsittelyn jälkeen. Toimi seuraavasti:
(1) Laita 4-aminobentsonitriili yhdessä aldehydiyhdisteiden ja happokatalyyttien kanssa reaktiokattilaan, kuumenna se reaktiolämpötilaan (yleensä 100-150 astetta) ja sekoita reaktion aikana.
(2) Reaktiojakson jälkeen lopeta kuumennus ja anna reaktioliuoksen jäähtyä huoneenlämpötilaan.
(3) Lisää aktiivihiiltä reaktioliuokseen, sekoita jonkin aikaa ja suodata aktiivihiilen poistamiseksi.
(4) Puhdista reaktiotuote pesemällä ja kiteyttämällä halutun ortosubstituoidun tuotteen saamiseksi.
Varotoimenpiteet:
Kiinnitä huomiota turvallisuuteen reaktioprosessin aikana, sillä kemialliset reagenssit ovat vaarallisia.
Reaktiolämpötilaa ja -aikaa on valvottava hyvin sivureaktioiden välttämiseksi ja saannon pienentämiseksi.
Tuote on pestävä ja uutettava kokonaan puhtaan tuotteen varmistamiseksi.
Aktiivihiilen lisääminen vaiheessa 3 voi poistaa väriepäpuhtaudet reaktiosta ja parantaa tuotteen puhtautta.
5. Aromaattinen aminointireaktio synteesi: 4-fenyyliasetofenonia valmistetaan saattamalla asetofenoni ja aniliini reagoimaan kuparikatalyysin alaisena, minkä jälkeen se läpikäy vetypelkistyksen, amidoinnin ja hydrolyysin, jolloin saadaan 4-aminobentsonitriili. Toimi seuraavasti:
(1) Lisää 4-nitrobentsonitriili ja pelkistysaine ammoniakkiveteen ja anna reagoida huoneenlämpötilassa 2-3 tuntia.
(2) Lisää reaktioliuokseen suolahappoa ja säädä pH-arvo noin 3:een.
(3) Uuta reaktiotuote kloroformilla, toista 3 kertaa ja yhdistä orgaaniset faasit.
(4) Orgaaninen faasi pestiin kylläisellä natriumkloridiliuoksella ja kuivattiin vedettömällä natriumsulfaatilla.
(5) Käytä petrolieetteriä liuottimena, kiteytä tuote uudelleen saadaksesi 4-aminobentsonitriilin puhtaan tuotteen.
Varotoimenpiteet:
Kiinnitä huomiota turvallisuuteen reaktioprosessin aikana, sillä kemialliset reagenssit ovat vaarallisia.
Reaktiolämpötilaa ja -aikaa on valvottava hyvin sivureaktioiden välttämiseksi ja saannon pienentämiseksi.
Tuote on pestävä ja uutettava kokonaan puhtaan tuotteen varmistamiseksi.
pH:n säätäminen vaiheessa 2 voi parantaa reaktion saantoa.
Uudelleenkiteyttäminen vaiheessa 5 voi parantaa tuotteen puhtautta.
6. Synteesi nitrauspelkistysreaktiolla: 4-aminobentsonitriiliä saadaan p-nitrobentsonitriilin nitrosaatiopelkistysreaktiolla. Toimi seuraavasti:
(1) Lisää bentsaldehydiä, typpihappoa ja rikkihappoa reaktiokattilaan ja säädä reaktiolämpötilaksi 0-5 astetta nitrausreaktiota varten.
(2) Lisää vetykaasulähde ja platinamustakatalyytti pelkistysreaktion suorittamiseksi. Reaktiolämpötila säädettiin huoneenlämpötilassa ja reaktioaika oli 1 tunti.
(3) Lisää ammoniakkivettä reaktioliuokseen ja säädä pH-arvo noin 8:aan.
(4) Uuta reaktiotuote kloroformilla, toista 3 kertaa ja yhdistä orgaaniset faasit.
(5) Orgaaninen faasi pestiin kylläisellä natriumkloridiliuoksella ja kuivattiin vedettömällä natriumsulfaatilla.
(6) Käytä petrolieetteriä liuottimena, kiteytä tuote uudelleen saadaksesi 4-aminobentsonitriilin puhdas tuote.
Varotoimenpiteet:
Kiinnitä huomiota turvallisuuteen reaktioprosessin aikana, sillä kemialliset reagenssit ovat vaarallisia.
Reaktiolämpötilaa ja -aikaa on valvottava hyvin sivureaktioiden välttämiseksi ja saannon pienentämiseksi.
Tuote on pestävä ja uutettava kokonaan puhtaan tuotteen varmistamiseksi.
pH:n säätäminen vaiheessa 3 voi parantaa reaktion saantoa.
Uudelleenkiteyttäminen vaiheessa 6 voi parantaa tuotteen puhtautta.
Edellä mainituilla synteesimenetelmillä on omat etunsa ja haittansa, ja synteesiin voidaan valita sopiva menetelmä todellisten tarpeiden mukaan.