2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的制备方法与流程

本发明涉及除草剂领域，具体涉及一种2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的制备方法。

背景技术：

1、异噁唑草酮(isoxaflutole)、磺酰草吡唑(pyrasulfotole)等苯甲酰异噁唑类除草剂是一类广谱性除草剂，是一种羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶抑制剂，通过抑制对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶的合成，导致酪氨酸的积累，使质体醌和生育酚的生物合成受阻，进而影响到类胡萝卜素的生物合成。

2、2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈是合成异噁唑类除草剂的重要中间体之一。

3、目前合成2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的方法主要是以2-硝基-4-(三氟甲基)氯苯为原料，与氰化物直接进行氰化反应一步制备得到产品。但是上述反应需要使用催化剂并在高温下进行，高温的反应过程中易发生氰化物中毒事故，严重危害生产人员生命安全，并且在高温下极易产生焦油，后处理难度大。并且由于催化剂的使用，导致制备成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈制备过程中容易引发氰化物中毒事故、后处理难度大等问题，提供一种2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的制备方法。该方法反应条件温和，无需在高温条件下进行，且无需使用催化剂，在保证生产安全性的同时还可以大幅降低生产成本并获得较高的收率和纯度。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的制备方法，该方法包括以下步骤：

3、1)在第一溶剂存在下，使式ⅰ所示化合物与氨化试剂在氨化反应条件下进行氨化反应，得到式ⅱ所示化合物，式ⅰ中，x代表卤素；

4、

5、2)在第二溶剂存在下，使式ⅱ所示化合物与重氮化试剂在重氮化反应条件下进行重氮化反应，得到重氮化反应产物；

6、3)在碱存在下，使步骤2)所得的重氮化反应产物与氰化物在氰化反应条件下进行氰化反应。

7、优选地，式ⅰ所示化合物通过以下方法制备得到：

8、在酸的存在下，使卤代对三氟甲苯与硝化剂在硝化反应条件下进行硝化反应。

9、优选地，所述酸为硫酸、磷酸和乙酸中的一种或多种，更优选为硫酸。

10、优选地，所述卤代对三氟甲苯为对氟三氟甲苯、对氯三氟甲苯和对溴三氟甲苯中的一种或多种，更优选为对氯三氟甲苯。

11、优选地，所述硝化剂为硝酸、硝酸钠和硝酸钾中的一种或多种，更优选为硝酸。

12、优选地，所述卤代对三氟甲苯与所述硝化剂的摩尔比为1：1-1.5，更优选为1：1-1.05。

13、优选地，所述酸与所述硝化剂的摩尔比为1-5:1，更优选为1-3:1。

14、优选地，所述硝化反应条件包括：反应温度为0-80℃，更优选为10-50℃，进一步优选为20-25℃；反应时间为1-5h，更优选为1-3h，进一步优选为1-2h。

15、优选地，步骤1)中，所述第一溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种，优选为甲醇和/或乙醇。

16、优选地，所述氨化试剂为氨气和/或氨水，更优选为氨水。

17、优选地，步骤1)中，式ⅰ所示化合物与所述氨化试剂的摩尔比为1：1-10，更优选为1：1-5。

18、优选地，相对于1mol式ⅰ所示化合物，所述第一溶剂的用量为100-400ml，更优选为200-300ml。

19、优选地，所述氨化反应条件包括：反应温度为0-100℃，更优选为10-50℃，进一步优选为20-30℃；反应时间为1-10h，更优选为2-6h；进一步优选为3-5h。

20、优选地，步骤2)中，所述第二溶剂为甲醇、乙醇、乙酸和硫酸中的一种或多种，更优选为乙酸。

21、优选地，所述重氮化试剂为亚硝基硫酸、亚硝酸钠、亚硝酸丁酯和亚硝酸异戊酯中的一种或多种；更优选为亚硝基硫酸和/或亚硝酸钠；进一步优选为亚硝基硫酸。

22、优选地，步骤2)中，式ⅱ所示化合物与所述重氮化试剂的摩尔比为1：0.5-1.5；更优选为1：1-1.1。

23、优选地，相对于1mol式ⅱ所示化合物，所述第二溶剂的用量为100-500ml；更优选为200-400ml。

24、优选地，所述重氮化反应条件包括：反应温度为-10至50℃，更优选为0-30℃，进一步优选为10-15℃；反应时间为0.1-5h，更优选为0.5-3h，进一步优选为1-2h。

25、优选地，步骤3)中，所述碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或多种，更优选为碳酸钾和/或碳酸钠。

26、优选地，所述碱以所述碱的水溶液的形式使用。

27、优选地，所述氰化物为氰化钠、氰化钾和氰化亚铜中的一种或多种；更优选为氰化钠和氰化亚铜的混合物；进一步优选地，所述氰化钠与所述氰化亚铜的摩尔比为2-4：1。

28、优选地，步骤3)中，式ⅱ所示化合物与所述氰化物的摩尔比为1：1-5，更优选为1：1-3。

29、优选地，所述碱的用量使得反应体系的ph值为7-14，更优选为7-8.5，进一步优选为7-7.5。

30、优选地，所述氰化反应条件包括：反应温度为0-50℃，优选为10-50℃，更优选为30-40℃；反应时间为1-8h，优选为1-4h，更优选为1-2h。

31、通过上述技术方案，可以以卤代对三氟甲苯为起始反应原料制备2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈，反应原料廉价易得，反应步骤简便，由此能够大幅降低生产成本。

32、另外，本发明所述方法的反应条件十分温和，无需高温加热，因此杜绝了制备过程中可能产生的氰化物中毒问题，保障了生产人员的生命安全，大幅降低了生产事故发生的可能性。

33、其次，本发明提供的制备方法进行生产时，在生产过程中不会产生焦油等物质，后处理操作十分简便。

34、另一方面，本发明所述方法无需使用催化剂，显著降低了生产成本，且制备得到的2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的收率和纯度均较高，非常适合大规模的工业生产。

技术特征：

1.一种2-硝基-4-(三氟甲基)苯甲腈的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，式ⅰ所示化合物通过以下方法制备得到：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤1)中，所述第一溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种，优选为甲醇和/或乙醇；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤1)中，式ⅰ所示化合物与所述氨化试剂的摩尔比为1：1-10，优选为1：1-5；

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤2)中，所述第二溶剂为甲醇、乙醇、乙酸和硫酸中的一种或多种，优选为乙酸；

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤2)中，式ⅱ所示化合物与所述重氮化试剂的摩尔比为1：0.5-1.5，优选为1：1-1.1；

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤3)中，所述碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或多种，优选为碳酸钾和/或碳酸钠；

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤3)中，式ⅱ所示化合物与所述氰化物的摩尔比为1：1-5，优选为1：1-3；

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述酸为硫酸、磷酸和乙酸中的一种或多种，优选为硫酸；

10.根据权利要求2或9所述的方法，其中，所述卤代对三氟甲苯与所述硝化剂的摩尔比为1：1-1.5，更优选为1：1-1.05；

技术总结
本发明涉及除草剂领域，具体涉及一种2‑硝基‑4‑(三氟甲基)苯甲腈的制备方法。该方法包括以下步骤：1)在第一溶剂存在下，使式Ⅰ所示化合物与氨化试剂在氨化反应条件下进行氨化反应，得到式Ⅱ所示化合物，式Ⅰ中，X代表卤素；2)在第二溶剂存在下，使式Ⅱ所示化合物与重氮化试剂在重氮化反应条件下进行重氮化反应，得到重氮化反应产物；3)在碱存在下，使步骤2)所得的重氮化反应产物与氰化物在氰化反应条件下进行氰化反应。本发明所述方法反应条件温和，无需在高温条件下进行，且无需使用催化剂，大幅降低生产成本的同时还能够获得较高的产物收率和纯度。

技术研发人员：郭晓伟,吴坤,杨海舰,倪肖元,汪韬,石发胜
受保护的技术使用者：北京颖泰嘉和生物科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1