3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法
1.本发明属于有机合成技术领域，为芳香族中间体的合成，具体涉及3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法。
背景技术：
2.最近几年随着化学在制药、农业领域的大规模应用，含氰基的芳香族中间体显示出巨大的增长潜力，其用途可以用作医药、染料中间体、食品添加剂、饲料添加剂、农药等，但多基团的氰基化合物制备成本较高，且收率较低。
技术实现要素：
3.为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种芳香族中间体3-硝基-5-氰基三氟甲基苯合成新方法，以3-三氟甲基硝基苯为初始原料，经过溴代、氰化两步反应合成3-硝基-5-氰基三氟甲基苯。该方法便捷、收率高。
4.本发明以3-三氟甲基硝基苯为起始原料，在硫酸条件下，用二溴海因和/或溴素上溴，然后将溴氰化得到目标化合物3-硝基-5-氰基三氟甲苯。
5.反应式如下：
[0006][0007]
本发明3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法，按照以下步骤进行：
[0008]
(1)原料3-三氟甲基硝基苯与硫酸混合，在5～10℃下慢慢加入二溴海因和/或溴素，反应7-8h，将反应液倒入冰水中，用乙烷萃取，分层取有机相，取亚硫酸钠水溶液，分批次洗上述有机层，直到洗到水层无，干燥旋干有机层得到中间体1；
[0009]
(2)在反应瓶中加入dmso(一般dmso用5～6倍体积的量)，升温到12～130℃搅拌分散(一般10min)，再加入cucn搅拌充分溶解(一般搅拌5min左右)，再向其中加入0.2eq cu(cn)2，加热到160～180℃左右，滴加中间体1，滴加完后充分反应(反应时间一般2h)，将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用乙酸乙酯萃取，分层取有机相，旋干有机层得到粗品，甲醇重结晶得到3-硝基-5-氰基三氟甲基苯纯品。
[0010]
进一步的，步骤(1)中3-三氟甲基硝基苯：二溴海因：溴素的摩尔比为1：0.3～0.4：0.3～0.4，其中二溴海因：溴素的摩尔比为1：1，反应温度在5～10℃。
[0011]
和/或，步骤(2)中的cucn一般为1.2～1.3eq，并且要向其中加入0.2eq cu(cn)2，反应温度160～175℃，最佳反应温度为170℃左右，160℃原料反应不完，180℃时dmso开始分解。
[0012]
与现有技术相比，本发明提供的是一种新的3-硝基-5-氰基三氟甲基苯的合成方法，该方法简单，原材料价格低，产率稳定。
具体实施方式
[0013]
本发明下面结合实施例作进一步详述：
[0014]
实施例1
[0015]
溴代反应(二溴海因+溴素)
[0016]
在三口烧瓶中加入1l硫酸，将430g的3-三氟甲基硝基苯(2.25mol)加入其中，5～10℃搅拌，分批加入250g二溴海因(0.87mol)和140g(0.87mol)溴素，反应6h，反应结束后将反应液倒入5kg冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用1l乙烷萃取，分层取有机相，再用0.5l乙烷萃取水相，合并有机相。再取200g亚硫酸钠，配成水溶液，分批次洗上述有机层，直到洗到水层无，然后用清水洗一边，干燥旋干得粗品575g。精馏得到530g中间体1，纯度为99.1％。摩尔收率为87.5％。
[0017]
氰化(170℃反应)
[0018]
在反应瓶中加入2.5l的dmso，升温到120～130℃左右搅拌10min，加入195gcucn(2.17mol)和46g cu(cn)2(0.4mol)搅拌5min，加热到170℃，滴加530g中间体1(1.97mol)，滴加完后反应2h。将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，抽滤的时候最后加硅藻土，取滤液，用1.5l乙酸乙酯萃取，分层取有机相，再用0.5l乙酸乙酯萃取水相，合并有机相，旋干有机层，得产品430g，纯度为92％。用甲醇重结晶，得纯品380g，纯度为99.2％，摩尔收率为89.5％。总摩尔收率为78％。产品性状为淡黄粉末。
[0019]
实施例2
[0020]
溴代反应(溴素)
[0021]
在三口烧瓶中加入1l硫酸，将430g的3-三氟甲基硝基苯(2.25mol)加入其中，5～10℃搅拌，分批加入430g溴素(2.7mol)，反应7h，反应结束后将反应液倒入5kg冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用1.5l乙烷萃取，分层取有机相，再用0.5l乙烷萃取水相，合并有机相。再取200g亚硫酸钠，配成水溶液，分批次洗上述有机层，直到洗到水层无，然后用清水洗一遍，干燥旋干得粗品476g。精馏得到440g中间体1，纯度为98.7％，摩尔收率为72.7％。
[0022]
氰化(170℃反应)
[0023]
在反应瓶中加入2.5l的dmso，升温到120℃左右搅拌10min，加入180gcucn(2.0mol)搅拌5min，加热到170℃，滴加440g中间体1(1.63mol)，滴加完后反应2h。将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，抽滤的时候最后加硅藻土，取滤液，用1.5l乙酸乙酯萃取，分层取有机相，再用0.5l乙酸乙酯萃取水相，合并有机相，旋干有机层，得产品345g，纯度为86％。甲醇重结晶，得纯品280g，纯度为98.5％，摩尔收率为79.6％。总摩尔收率为57.8％。产品性状为淡黄粉末。
[0024]
实施例3
[0025]
溴代反应(二溴海因)
[0026]
在三口烧瓶中加入1l硫酸，将430g的3-三氟甲基硝基苯(2.25mol)加入其中，5～10℃搅拌，分批加入500g二溴海因(1.74mol)，反应7h，反应结束后将反应液倒入5kg冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用1.5l乙烷萃取，分层取有机相，再用0.5l乙烷萃取水相，合并有机相。再取200g亚硫酸钠，配成水溶液，分批次洗上述有机层，直到洗到水层无，然后用清水洗一遍，干燥旋干得粗品530g。精馏得到480g中间体1，纯度为98.9％，摩尔收率为79.5％。
[0027]
氰化(160℃反应)
[0028]
在反应瓶中加入2.5l的dmso，升温到120℃左右搅拌10min，加入193gcucn(2.14mol)搅拌5min，加热到160℃，滴加480g中间体1(1.78mol)，滴加完后反应2h。将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，抽滤的时候最后加硅藻土，取滤液，用1.5l乙酸乙酯萃取，分层取有机相，再用0.5l乙酸乙酯萃取水相，合并有机相，旋干有机层，得产品340g，纯度为85％。甲醇重结晶，得纯品250g，纯度为98.6％，摩尔收率为65％。总摩尔收率为52％。产品性状为淡黄粉末。
[0029]
实施例4
[0030]
溴代反应(二溴海因)
[0031]
在三口烧瓶中加入1l硫酸，将430g的3-三氟甲基硝基苯(2.25mol)加入其中，5～10℃搅拌，分批加入500g二溴海因(1.74mol)，反应7h，反应结束后将反应液倒入5kg冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用1.5l乙烷萃取，分层取有机相，再用0.5l乙烷萃取水相，合并有机相。再取200g亚硫酸钠，配成水溶液，分批次洗上述有机层，直到洗到水层无，然后用清水洗一遍，干燥旋干得粗品530g。精馏得到480g中间体1，纯度为98.9％，摩尔收率为79.5％。
[0032]
氰化(170℃反应)
[0033]
在反应瓶中加入2.5l的dmso，升温到120℃左右搅拌10min，加入193gcucn(2.14mol)搅拌5min，加热到170℃左右，滴加480g中间体1(1.78mol)，滴加完后反应2h。将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，抽滤的时候最后加硅藻土，取滤液，用1.5l乙酸乙酯萃取，分层取有机相，再用0.5l乙酸乙酯萃取水相，合并有机相，旋干有机层，得产品375g，纯度为84％。甲醇重结晶，得纯品291g，纯度为98.6％，摩尔收率为75.6％。总摩尔收率为60％。产品性状为淡黄粉末。
[0034]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
技术特征：
1.一种3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)原料3-三氟甲基硝基苯与硫酸混合，在5～10℃下慢慢加入二溴海因和/或溴素，反应7-8h，将反应液倒入冰水中，用乙烷萃取，分层取有机相，取亚硫酸钠水溶液，分批次洗上述有机层，直到洗到水层无，干燥旋干有机层得到中间体1；(2)在反应瓶中加入dmso，升温到12～130℃搅拌分散，再加入cucn搅拌充分溶解，再向其中加入0.2eq cu(cn)2，加热到160～180℃，滴加中间体1，滴加完后充分反应，将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用乙酸乙酯萃取，分层取有机相，旋干有机层得到粗品，甲醇重结晶得到3-硝基-5-氰基三氟甲基苯纯品。2.根据权利要求1所述的3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：步骤(1)中3-三氟甲基硝基苯：二溴海因：溴素的摩尔比为1：0.3～0.4：0.3～0.4，其中二溴海因：溴素的摩尔比为1：1，反应温度在5～10℃。3.根据权利要求1所述的3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：步骤(2)中的cucn添加量为1.2～1.3eq，反应温度160～175℃。4.根据权利要求1所述的3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：步骤(2)中的反应温度为170℃。
技术总结
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及3-硝基-5-氰基三氟甲苯的合成方法，包括如下步骤：(1)3-三氟甲基硝基苯与硫酸混合，在5～10℃下慢慢加入二溴海因和/或溴素，反应7-8h，提纯干燥得中间体1；(2)在反应瓶中加入DMSO，升温到12～130℃搅拌分散，再加入CuC搅拌充分溶解，再向其中加入0.2eq Cu(C)2，加热到160～180℃，滴加中间体1，滴加完后充分反应，将反应液倒入冰水中，搅拌后抽滤，取滤液，用乙酸乙酯萃取，分层取有机相，旋干有机层得到粗品，甲醇重结晶得到3-硝基-5-氰基三氟甲基苯纯品，该方法简单，原材料价格低，产率稳定。产率稳定。
