3-氰基苯甲酸甲酯是一種白色粉末固體,熔點為59~61℃,微溶于水,易溶于有機溶劑,是一種合成醫(yī)藥、農(nóng)藥的重要中間體,也是合成液晶材料的主要原料。隨著當前液晶材料市場需求的增加,3-氰基苯甲酸甲酯的應用前景非常廣闊。
3-氰基苯甲酸甲酯的合成方法主要有:1)3-氰基苯甲酸酯化法。該方法以3-氰基苯甲酸或3-氰基苯甲酰氯為原料,與甲醇或三甲基硅烷化重氮甲烷在適當條件下反應。該方法的收率最高可達97%,但反應條件苛刻,且3-氰基苯甲酸和3-氰基苯甲酰氯的來源少,價格貴,不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。2)鹵代苯甲酸甲酯的氰基化。該方法以3-氯苯甲酸甲酯或3-溴苯甲酸甲酯為原料,與Zn(CN)2,KCN,CuCN等金屬氰化物在催化劑作用下反應。該方法是目前工業(yè)生產(chǎn)含氰基芳香族化合物的主要方法,收率一般在70%左右。但該方法使用劇毒的金屬氰化物,在生產(chǎn)中存在很大隱患,同時反應產(chǎn)生的廢水較難治理,已不能適應當前的綠色化工的要求。
針對目前3-氰基苯甲酸甲酯合成中所存在的問題,在參考相關文獻后,本文提出了先以3-氯甲基苯甲酸甲酯為原料合成3-醛基苯甲酸甲酯,再以3-醛基苯甲酸甲酯為原料制得3-氰基苯甲酸甲酯的工藝。其中,3-醛基苯甲酸甲酯的合成工藝已在文獻中進行了討論。該兩步反應合成3-氰基苯甲酸甲酯的工藝路線原料價廉易得,操作簡單,反應條件溫和,總收率高,符合綠色化學合成的基本要求。
合成方法
室溫下,向裝有NaOH的四口燒瓶中加入鹽酸羥胺水溶液,攪拌均勻,然后邊攪拌邊滴加3-醛基苯甲酸甲酯的乙醇溶液,有固體析出,繼續(xù)攪拌反應。反應過程中每隔一段時間用液相色譜儀測定燒瓶中3-醛基苯甲酸甲酯的含量。當前后次試樣檢測的3-醛基苯甲酸甲酯的含量不變時,停止反應。去除料液中的溶劑得到粗產(chǎn)品,粗產(chǎn)品經(jīng)水洗、抽濾、干燥即得中間體3-甲氧羰基苯甲醛肟。
在裝有分水器和溫度計的三口燒瓶中,加人中間體3-甲氧羰基苯甲醛肟和脫水劑乙酸酐,加熱脫水得到油狀物,經(jīng)水洗、抽濾、干燥得3-氰基苯甲酸甲酯固體。用甲醇重結(jié)晶得到黃色砂狀晶體,熔點為59.4~60.3℃。經(jīng)HPLC分析,產(chǎn)品純度大于98%(w)。根據(jù)HPLC測得的3-氰基苯甲酸甲酯含量計算產(chǎn)品收率。
參考文獻
[1]阮華屹,張旺喜,徐保明,等. 3-氰基苯甲酸甲酯的綠色合成[J]. 石油化工,2013,42(1):59-63. DOI:10.3969/j.issn.1000-8144.2013.01.011.