苯甲腈是一種重要的有機合成中間體,廣泛應(yīng)用于苯甲酸、芐胺、苯甲酰胺及各類農(nóng)藥和染料的合成中。
苯甲腈合成的經(jīng)典方法有:鹵代苯氰化反應(yīng)、鹵代甲苯與氨反應(yīng)、苯甲酸與尿素反應(yīng)、苯甲醛的氰化反應(yīng)等方法。其中,以苯甲醛和鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)為原料制備苯甲腈,反應(yīng)條件溫和,生產(chǎn)成本低,具有工業(yè)化應(yīng)用前景,是最具優(yōu)勢的方法之一。
綠色制備方法的研究
在合成的研究過程中表明,雖然以苯甲醛和NH2OH·HCl為原料可以有效制備苯甲腈,但存在反應(yīng)時間長、使用金屬鹽催化劑、后處理不方便等諸多問題。此外,NH2OH·HCl的使用會釋放HCl,設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染問題也隨之而來?;诖爽F(xiàn)狀,有相關(guān)研究人員使用離子液體(ILs)替代傳統(tǒng)無機酸羥胺鹽,形成綠色羥胺離子液體鹽((NH2OH)2·ILs)以避免環(huán)境污染。在苯甲腈的合成基礎(chǔ)上,以ILs為共溶劑、催化劑、相分離劑和回收劑,開發(fā)了一條綠色高效、一鍋法直接合成苯甲腈的反應(yīng)路線。
研究人員通過討論溶劑、溫度、時間、及不同羥胺鹽對合成苯甲腈的影響,得出反應(yīng)的條件為:120 °C下反應(yīng)2 h、苯甲醛:羥胺1-磺基吡啶硫氫酸鹽((NH2OH)2·[HSO3-b-Py]·HSO4)的合適摩爾比為1:1.5、對二甲苯:IL([HSO3-b-Py]·HSO4)的合適體積比為2:1。在反應(yīng)條件下,苯甲醛轉(zhuǎn)化率和苯甲腈收率均為100 %。
新合成路線的優(yōu)勢
使用(NH2OH)2·ILs替代NH2OH·HCl后,新的合成路線具有以下優(yōu)點:
(1)不添加金屬鹽催化劑,不釋放無機酸,綠色環(huán)保;
(2)反應(yīng)完成后,產(chǎn)物自動分為有機相和水相,水相離子液體易于回收;
(3)回收的離子液體不僅可以作為共溶劑和催化劑,還可以作為制備(NH2OH)2·ILs的羥胺穩(wěn)定劑。這充分實現(xiàn)了離子液體的共溶劑、催化和相分離等多重作用。且具有易回收、可直接回收的特點。此外,該新路線適用于各種芳香族、異芳香族和脂肪族腈類的綠色高收率合成。