4-氰基聯(lián)苯是一種重要的液晶材料中間體,可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、染料等領(lǐng)域。
制備方法
有關(guān)4-氰基聯(lián)苯的制備方法,國(guó)外公開(kāi)了一種制備方法:用液溴將聯(lián)苯溴化,得到4-溴聯(lián)苯及副產(chǎn)物4,4-二溴聯(lián)苯的混合物,減壓蒸餾得到4-溴聯(lián)苯,再將4-溴聯(lián)苯與氰化銅反應(yīng),制得4-氰基聯(lián)苯。該方法所用到的液溴對(duì)人體具有極強(qiáng)的毒害性及腐蝕性,且易揮發(fā),制備過(guò)程的密封要求很嚴(yán)格,一旦造成泄漏,就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,如果被人體吸入,則會(huì)刺激粘膜,引起咳嗽、頭痛、鼻出血等癥狀,濃度較高時(shí)還會(huì)引起窒息,對(duì)工人的健康造成危害,且液溴不易儲(chǔ)存,既要按腐蝕性試劑又要按氧化性試劑要求處理;反應(yīng)中所用到的氰化銅也有劇毒;綜上所述該方法不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
國(guó)外公開(kāi)的另一種4-氰基聯(lián)苯的制備方法,其主要是采用聯(lián)苯、氯化氰及無(wú)水三氯化鋁反應(yīng)制得4-氰基聯(lián)苯。其主要原料氯化氰有劇毒,對(duì)眼和呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用,低濃度對(duì)呼吸道及眼即有強(qiáng)刺激作用,高濃度時(shí),引起眩暈、惡心、大量流淚、咳嗽、呼吸困難、肺水腫、甚至迅速死亡,所以制備過(guò)程中要嚴(yán)格密封,一但造成泄漏,就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,對(duì)人體造成危害;該方法不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
制備方法的優(yōu)化
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有制備4-氰基聯(lián)苯的方法存在原料毒害性大、反應(yīng)條件要求高、不適于工業(yè)化生產(chǎn)的問(wèn)題,而提供一種4-氰基聯(lián)苯的制備方法。
制備步驟如下:
a、將聯(lián)苯與氯苯或二氯苯的溶劑按質(zhì)量比1∶2~2.5混合并攪拌使聯(lián)苯完全溶解,加入聯(lián)苯摩爾數(shù)1~1.3倍的催化劑無(wú)水三氯化鋁,再滴加聯(lián)苯摩爾數(shù)0.9~1.3倍的酰氯化劑并使溶液的溫度保持為20~35℃,每隔20~30min取樣進(jìn)行液相色譜檢測(cè),當(dāng)反應(yīng)液中聯(lián)苯含量低于5%時(shí),將反應(yīng)液倒入冰水混合物中并攪拌,待分層后取有機(jī)相,再重復(fù)水洗2~3次,抽濾后得到黃色粉末;
b、將上述黃色粉末與氯苯或四氫呋喃的溶劑按質(zhì)量比1∶4~6混合并攪拌溶解,常溫下以0.035~0.092mol/min的速率向溶液中通入氨氣,每隔15~20min取樣進(jìn)行液相色譜檢測(cè),當(dāng)聯(lián)苯酰氯的含量低于3%時(shí)停止通入氨氣,溶液靜置3~5小時(shí),抽濾后得到白色粉末;
c、將上述白色粉末與氯苯或二氯乙烷的溶劑按質(zhì)量比1∶4~6混合并攪拌溶解,再加入聯(lián)苯酰胺質(zhì)量2~4倍的脫水劑,將溶液加熱升溫至70℃,恒溫回流14~16小時(shí),常壓下蒸餾蒸干反應(yīng)液,加入聯(lián)苯酰胺質(zhì)量8~10倍的石油醚及聯(lián)苯酰胺質(zhì)量3~5%的活性炭,加熱至90~120℃保持0.5~1小時(shí),熱過(guò)濾后攪拌冷卻,抽濾后得到類白色粉末。
本發(fā)明的步為聯(lián)苯酰氯的合成,其反應(yīng)物為聯(lián)苯及酰氯化劑,其中酰氯化劑為二氯乙酰氯或三氯乙酰氯,反應(yīng)中所用到的催化劑為無(wú)水三氯化鋁,該反應(yīng)生成的聯(lián)苯酰氯為二氯乙酰聯(lián)苯或三氯乙酰聯(lián)苯。反應(yīng)完成后,將反應(yīng)液用冰水混合物水洗3~4次,去除其中的三氯化鋁。
第二步為聯(lián)苯酰胺的制備,反應(yīng)物為氨氣及步反應(yīng)制得的聯(lián)苯酰氯,具體反應(yīng)方程式如下:
第三步為4-氰基聯(lián)苯的制備,反應(yīng)物為脫水劑及第二步反應(yīng)制得的聯(lián)苯酰胺,其中脫水劑為氯化亞砜或三氯氧磷,具體反應(yīng)方程式如下:
反應(yīng)完成后所制得的為4-氰基聯(lián)苯粗品,經(jīng)石油醚及活性炭去除其中的有色雜質(zhì)后,可得到純度99%以上的4-氰基聯(lián)苯純品。
本發(fā)明具有以下有益效果:所用到的聯(lián)苯、酰氯化劑及脫水劑等原料相對(duì)于液溴及氰化物來(lái)說(shuō),對(duì)人體的毒害性小、不易對(duì)環(huán)境造成污染及易于儲(chǔ)存;整個(gè)制備過(guò)程的溫度控制在120℃以內(nèi),生產(chǎn)所需的溫度條件易于達(dá)到;制備過(guò)程不要求嚴(yán)格的密封條件,制備過(guò)程易于控制;所制得的4-氰基聯(lián)苯的純度高,可達(dá)99%以上,適于工業(yè)化生產(chǎn)。