4-אמינובנזוניטרילהוא תוצר ביניים נפוץ בסינתזה אורגנית, וניתן להשתמש בו גם בסינתזה של חומרים וניחוחות גבישים נוזליים. השיטות הסינתטיות הנפוצות שלה כוללות:
1. סינתזה בשיטת אמונוליזה: 4-כלורובנזוניטריל עובר הידרוליזה בטמפרטורת החדר ליצירת 4-אמינובנזוניטריל על ידי שימוש במי אמוניה באתנול כדי לזרז.
שלבי הפעולה הם כדלקמן:
(1) שקלו 4-כלורובנזוניטריל (10 גרם) בצינורית נקודת התכה, והוסיפו מי אמוניה (30 מ"ל) ואתנול (100 מ"ל).
(2) מערבבים את התערובת, מוסיפים נתרן הידרוקסיד (NaOH) (5 גרם), ומגיבים בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות.
(3) לאחר התגובה, כוונן את ערך ה-pH לנייטרלי עם חומצה הידרוכלורית (HCl) ליצירת משקעים.
(4) לסנן את המשקע ולשטוף במים כדי לאסוף את המוצר המוצק.
(5) שטפו את המוצר המוצק עם כלורופורם (CHCl3), מסננים ואוספים את השלב האורגני.
(6) יבש את הפאזה האורגנית עם חומצת נתרן גופרתית נטול מים (Na2כך4) ומסננים.
(7) הסר את ממס הפאזות האורגניות בעזרת מאייד סיבובי, ואסוף 4-אמינובנזוניטריל.
ניתן להשתמש ב-4-aminobenzonitrile שהושג לבסוף בסינתזה של תרכובות אורגניות אחרות או במחקר תרופות.
2. סינתזה בשיטת ציאניד: הגיבו 4-כלורובנזוניטריל עם ציאניד אשלגן כדי ליצור 4-ציאנובנזוניטריל, ולאחר מכן הידרוליזה עם מי אמוניה לקבלת 4-אמינובנזוניטריל. בצע את הפעולות הבאות:
(1) ממיסים 4-אמינו-בנזן בחומצה הידרוכלורית מיותרת ומצננים ב-0 מעלות.
(2) הוסף לאט חומצה חנקתית מרוכזת, טמפרטורת התגובה אינה עולה על 5 מעלות, עד לניטריפיקציה מלאה.
(3) הוסף את המגיב למי קרח, מסנן ושטוף במים כדי להשיג את המוצר הניטרציה, כלומר ניטרובנזן.
(4) הגיבו ניטרובנזן וחומצה הידרוציאנית באתנול, הוסיפו חומצה גופרתית וחממו ל-60-70 מעלות למשך 4-5 שעות.
(5) לאחר התגובה, מצננים לטמפרטורת החדר, מוסיפים כמות גדולה של מים, מסננים ושוטפים את המוצר במים.
(6) ממיסים את המוצר בתמיסת נתרן כלורי רוויה אלקלית, זקקו ויבשו לאחר מיצוי לקבלת תוצר היעד 4-aminobenzonitrile.
אמצעי זהירות:
שימו לב לבטיחות במהלך תהליך הפעולה, וריאגנטים כימיים מסוכנים.
יש לשלוט היטב על טמפרטורת התגובה והזמן כדי למנוע תגובות לוואי ולהפחית את התפוקה.
יש לשטוף ולחלץ את המוצר במלואו כדי להבטיח מוצר טהור.
3. סינתזה בשיטת אמינה: 4-אמינובנזוניטריל מיוצר על ידי תגובה של 4-כלורובנזוניטריל עם אתילנדיאמין בטמפרטורה גבוהה. בצע את הפעולות הבאות:
(1) הוסף 4-ניטרובנזוניטריל למי אמוניה, חממו לרתיחה והגיב במשך שעתיים.
(2) המשקע שהתקבל סונן ונשטף במים לקבלת 4-aminobenzonitrile.
(3) ממיסים 4-אמינו-בנזוניטריל בחומצה גופרתית מרוכזת, מחממים ל-80 מעלות ומגיבים במשך שעתיים.
(4) מצננים את תמיסת התגובה, מוסיפים תמיסת נתרן הידרוקסיד רוויה ומנטרלים את תמיסת התגובה עם נתרן קרבונט כדי להפוך אותה לחומצה חלשה.
(5) חלץ את תוצר התגובה עם כלורופורם, חזור 3 פעמים, ושלב את השלבים האורגניים.
(6) הפאזה האורגנית נשטפה בתמיסת נתרן כלורי רוויה וייבשה מעל נתרן גופרתי נטול מים.
(7) באמצעות אתר נפט כממס, גבשו מחדש את המוצר כדי לקבל את המוצר הטהור של 4-aminobenzonitrile.
4. סינתזת תגובת החלפה אורתו-פוזיציית: באמצעות תגובת החלפה אורתו-פוזיציית, קבוצת אמינו מוכנסת במיקום האורתו של 4-ניטרובנזוניטריל, ו4-אמינובנזוניטריל נוצרת לאחר טיפול בהפחתה. בצע את הפעולות הבאות:
(1) הכניסו את 4-אמינו-בנזוניטריל יחד עם תרכובות אלדהיד וזרזי חומצה לקומקום תגובה, חממו אותו לטמפרטורת התגובה (בדרך כלל 100-150 מעלות ), וערבבו במהלך התגובה.
(2) לאחר תקופה של תגובה, הפסק את החימום ותן לתמיסת התגובה להתקרר לטמפרטורת החדר.
(3) הוסיפו פחם פעיל לתמיסת התגובה, ערבבו למשך תקופה מסוימת, וסינונו כדי להסיר את הפחם הפעיל.
(4) טהר את תוצר התגובה על ידי שטיפה והתגבשות לקבלת המוצר הרצוי המוחלף באורטו.
אמצעי זהירות:
שימו לב לבטיחות במהלך תהליך התגובה, וריאגנטים כימיים מסוכנים.
יש לשלוט היטב על טמפרטורת התגובה והזמן כדי למנוע תגובות לוואי ולהפחית את התפוקה.
יש לשטוף ולחלץ את המוצר במלואו כדי להבטיח מוצר טהור.
הוספת פחם פעיל בשלב 3 יכולה להסיר זיהומי צבע בתגובה ולשפר את טוהר המוצר.
5. סינתזת תגובת אמינציה ארומטית: 4-פניל-אצטופנון מיוצר על ידי תגובה של אצטופנון ואנילין תחת קטליזה של נחושת, ולאחר מכן עובר הפחתת מימן, אמידציה והידרוליזה להשגת 4-אמינו-בנזוניטריל. בצע את הפעולות הבאות:
(1) הוסף 4-ניטרובנזוניטריל וחומר מפחית למי אמוניה והגיב בטמפרטורת החדר למשך 2-3 שעות.
(2) הוסף חומצה הידרוכלורית לתמיסת התגובה, והתאם את ערך ה-pH לכ-3.
(3) חלץ את תוצר התגובה עם כלורופורם, חזור 3 פעמים, ושלב את השלבים האורגניים.
(4) הפאזה האורגנית נשטפה בתמיסת נתרן כלורי רוויה וייבשה מעל נתרן גופרתי נטול מים.
(5) באמצעות אתר נפט כממס, גבשו מחדש את המוצר כדי לקבל את המוצר הטהור של 4-aminobenzonitrile.
אמצעי זהירות:
שימו לב לבטיחות במהלך תהליך התגובה, וריאגנטים כימיים מסוכנים.
יש לשלוט היטב על טמפרטורת התגובה והזמן כדי למנוע תגובות לוואי ולהפחית את התפוקה.
יש לשטוף ולחלץ את המוצר במלואו כדי להבטיח מוצר טהור.
התאמת ה-pH בשלב 2 יכולה לשפר את תפוקת התגובה.
התגבשות מחדש בשלב 5 יכולה לשפר את טוהר המוצר.
6. סינתזה על ידי תגובת הפחתת חנקה: 4-אמינובנזוניטריל מתקבל באמצעות תגובת הפחתת ניטרוזציה של p-ניטרובנזוניטריל. בצע את הפעולות הבאות:
(1) הוסף בנזלדהיד, חומצה חנקתית וחומצה גופרתית לקומקום התגובה, ושלוט בטמפרטורת התגובה ב-0-5 מעלות לתגובת חנקה.
(2) הוסף מקור גז מימן וזרז פלטינה שחור לביצוע תגובת הפחתה. טמפרטורת התגובה נשלטה בטמפרטורת החדר, וזמן התגובה היה שעה.
(3) הוסף מי אמוניה לתמיסת התגובה, והתאם את ערך ה-pH לכ-8.
(4) חלץ את תוצר התגובה עם כלורופורם, חזור 3 פעמים, ושלב את השלבים האורגניים.
(5) הפאזה האורגנית נשטפה בתמיסת נתרן כלורי רוויה וייבשה מעל נתרן גופרתי נטול מים.
(6) באמצעות אתר נפט כממס, גבשו מחדש את המוצר כדי לקבל את המוצר הטהור של 4-אמינו-בנזוניטריל.
אמצעי זהירות:
שימו לב לבטיחות במהלך תהליך התגובה, וריאגנטים כימיים מסוכנים.
יש לשלוט היטב על טמפרטורת התגובה והזמן כדי למנוע תגובות לוואי ולהפחית את התפוקה.
יש לשטוף ולחלץ את המוצר במלואו כדי להבטיח מוצר טהור.
התאמת ה-pH בשלב 3 יכולה לשפר את תפוקת התגובה.
התגבשות מחדש בשלב 6 יכולה לשפר את טוהר המוצר.
לשיטות הסינתזה שהוזכרו לעיל יש יתרונות וחסרונות משלהן, וניתן לבחור שיטה מתאימה לסינתזה בהתאם לצרכים בפועל.