4-Aminobenzonitriladalah perantara yang biasa digunakan dalam sintesis organik, dan juga boleh digunakan dalam sintesis bahan kristal cecair dan wangian. Kaedah sintetik biasa termasuk:
1. Sintesis melalui kaedah ammonolisis: 4-chlorobenzonitrile dihidrolisiskan pada suhu bilik untuk menghasilkan 4-aminobenzonitrile dengan menggunakan air ammonia dalam etanol untuk memangkinkan.
Langkah-langkah operasi adalah seperti berikut:
(1) Timbang 4-chlorobenzonitrile (10 g) dalam tiub takat lebur, dan tambah air ammonia (30 mL) dan etanol (100 mL).
(2) Kacau campuran, tambah natrium hidroksida (NaOH) (5 g), dan bertindak balas pada suhu bilik selama 24 jam.
(3) Selepas tindak balas, laraskan nilai pH kepada neutral dengan asid hidroklorik (HCl) untuk membentuk mendakan.
(4) Tapis mendakan dan basuh dengan air untuk mengumpul produk pepejal.
(5) Basuh produk pepejal dengan kloroform (CHCl3), tapis dan kumpulkan fasa organik.
(6) Keringkan fasa organik dengan asid natrium sulfurik kontang (Na2JADI4) dan penapis.
(7) Keluarkan pelarut fasa organik dengan penyejat berputar, dan kumpulkan 4-aminobenzonitril.
4-aminobenzonitril yang akhirnya diperoleh boleh digunakan selanjutnya dalam sintesis sebatian organik lain atau dalam penyelidikan dadah.
2. Sintesis melalui kaedah sianida: bertindak balas 4-klorobenzonitril dengan kalium sianida untuk menghasilkan 4-sianobenzonitril, dan kemudian menghidrolisiskannya dengan air ammonia untuk mendapatkan 4-aminobenzonitril. Teruskan seperti berikut:
(1) Larutkan 4-aminobenzena dalam asid hidroklorik kontang dan sejuk pada 0 darjah .
(2) Perlahan tambah asid nitrik pekat, suhu tindak balas tidak melebihi 5 darjah, sehingga nitrifikasi lengkap.
(3) Masukkan bahan tindak balas ke dalam air ais, tapis dan basuh dengan air untuk mendapatkan hasil bernitrat iaitu nitrobenzena.
(4) Tindak balas nitrobenzena dan asid hidrosianik dalam etanol, tambah asid sulfurik dan haba hingga 60-70 darjah selama 4-5 jam.
(5) Selepas tindak balas, sejuk ke suhu bilik, tambah sejumlah besar air, tapis dan basuh produk dengan air.
(6) Larutkan produk dalam larutan natrium klorida tepu beralkali, suling dan keringkan selepas pengekstrakan untuk mendapatkan produk sasaran 4-aminobenzonitril.
Langkah berjaga-berjaga:
Beri perhatian kepada keselamatan semasa proses operasi, dan reagen kimia adalah berbahaya.
Suhu dan masa tindak balas perlu dikawal dengan baik untuk mengelakkan tindak balas sampingan dan mengurangkan hasil.
Produk perlu dibasuh dan diekstrak sepenuhnya untuk memastikan produk tulen.
3. Sintesis melalui kaedah aminasi: 4-aminobenzonitrile dihasilkan dengan bertindak balas 4-chlorobenzonitrile dengan ethylenediamine pada suhu tinggi. Teruskan seperti berikut:
(1) Tambah 4-nitrobenzonitril kepada air ammonia, panaskan hingga mendidih dan bertindak balas selama 2 jam.
(2) Mendakan yang terhasil ditapis dan dibasuh dengan air untuk mendapatkan 4-aminobenzonitril.
(3) Larutkan 4-aminobenzonitrile dalam asid sulfurik pekat, panaskan hingga 80 darjah , dan bertindak balas selama 2 jam.
(4) Sejukkan larutan tindak balas, tambah larutan natrium hidroksida tepu, dan meneutralkan larutan tindak balas dengan natrium karbonat untuk menjadikannya berasid lemah.
(5) Ekstrak hasil tindak balas dengan kloroform, ulang 3 kali, dan gabungkan fasa organik.
(6) Fasa organik dicuci dengan larutan natrium klorida tepu dan dikeringkan di atas natrium sulfat kontang.
(7) Menggunakan eter petroleum sebagai pelarut, penghabluran semula produk untuk mendapatkan produk tulen 4-aminobenzonitril.
4. Sintesis tindak balas penggantian kedudukan orto: melalui tindak balas penggantian kedudukan orto, kumpulan amino diperkenalkan pada kedudukan orto 4-nitrobenzonitrile, dan 4-aminobenzonitrile dijana selepas rawatan pengurangan. Teruskan seperti berikut:
(1) Masukkan 4-aminobenzonitril bersama-sama sebatian aldehid dan pemangkin asid ke dalam cerek tindak balas, panaskannya pada suhu tindak balas (biasanya 100-150 darjah ), dan kacau semasa tindak balas.
(2) Selepas tempoh tindak balas, hentikan pemanasan, dan biarkan larutan tindak balas menyejuk ke suhu bilik.
(3) Tambah karbon teraktif ke dalam larutan tindak balas, kacau untuk satu tempoh masa, dan tapis untuk mengeluarkan karbon teraktif.
(4) Bersihkan produk tindak balas dengan mencuci dan penghabluran untuk mendapatkan produk diganti orto yang dikehendaki.
Langkah berjaga-berjaga:
Beri perhatian kepada keselamatan semasa proses tindak balas, dan reagen kimia adalah berbahaya.
Suhu dan masa tindak balas perlu dikawal dengan baik untuk mengelakkan tindak balas sampingan dan mengurangkan hasil.
Produk perlu dibasuh dan diekstrak sepenuhnya untuk memastikan produk tulen.
Menambah karbon teraktif dalam langkah 3 boleh membuang kekotoran warna dalam tindak balas dan meningkatkan ketulenan produk.
5. Sintesis tindak balas aminasi aromatik: 4-phenylacetophenone dihasilkan dengan bertindak balas terhadap asetofenon dan anilin di bawah pemangkinan kuprum, dan kemudian menjalani pengurangan hidrogen, amidasi dan hidrolisis untuk mendapatkan 4-aminobenzonitrile. Teruskan seperti berikut:
(1) Tambah 4-nitrobenzonitril dan agen penurun kepada air ammonia dan bertindak balas pada suhu bilik selama 2-3 jam.
(2) Tambah asid hidroklorik ke dalam larutan tindak balas, dan laraskan nilai pH kepada kira-kira 3.
(3) Ekstrak hasil tindak balas dengan kloroform, ulang 3 kali, dan gabungkan fasa organik.
(4) Fasa organik dicuci dengan larutan natrium klorida tepu dan dikeringkan di atas natrium sulfat kontang.
(5) Menggunakan eter petroleum sebagai pelarut, penghabluran semula produk untuk mendapatkan produk tulen 4-aminobenzonitril.
Langkah berjaga-berjaga:
Beri perhatian kepada keselamatan semasa proses tindak balas, dan reagen kimia adalah berbahaya.
Suhu dan masa tindak balas perlu dikawal dengan baik untuk mengelakkan tindak balas sampingan dan mengurangkan hasil.
Produk perlu dibasuh dan diekstrak sepenuhnya untuk memastikan produk tulen.
Melaraskan pH dalam langkah 2 boleh meningkatkan hasil tindak balas.
Penghabluran semula dalam langkah 5 boleh meningkatkan ketulenan produk.
6. Sintesis melalui tindak balas pengurangan penitratan: 4-aminobenzonitrile diperoleh melalui tindak balas pengurangan nitrosasi p-nitrobenzonitrile. Teruskan seperti berikut:
(1) Tambah benzaldehid, asid nitrik dan asid sulfurik ke dalam cerek tindak balas, dan kawal suhu tindak balas pada 0-5 darjah untuk tindak balas penitratan.
(2) Tambah sumber gas hidrogen dan mangkin hitam platinum untuk menjalankan tindak balas pengurangan. Suhu tindak balas dikawal pada suhu bilik, dan masa tindak balas adalah 1 jam.
(3) Tambah air ammonia ke dalam larutan tindak balas, dan laraskan nilai pH kepada kira-kira 8.
(4) Ekstrak produk tindak balas dengan kloroform, ulang 3 kali, dan gabungkan fasa organik.
(5) Fasa organik dibasuh dengan larutan natrium klorida tepu dan dikeringkan di atas natrium sulfat kontang.
(6) Menggunakan eter petroleum sebagai pelarut, penghabluran semula produk untuk mendapatkan produk tulen 4-aminobenzonitril.
Langkah berjaga-berjaga:
Beri perhatian kepada keselamatan semasa proses tindak balas, dan reagen kimia adalah berbahaya.
Suhu dan masa tindak balas perlu dikawal dengan baik untuk mengelakkan tindak balas sampingan dan mengurangkan hasil.
Produk perlu dibasuh dan diekstrak sepenuhnya untuk memastikan produk tulen.
Melaraskan pH dalam langkah 3 boleh meningkatkan hasil tindak balas.
Penghabluran semula dalam langkah 6 boleh meningkatkan ketulenan produk.
Kaedah sintesis yang dinyatakan di atas mempunyai kelebihan dan kekurangannya yang tersendiri, dan kaedah yang sesuai boleh dipilih untuk sintesis mengikut keperluan sebenar.