一种制备高纯邻甲基苯腈及其衍生物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高纯邻甲基苯腈及其衍生物的制备，更具体地说，涉及中卤代苯 上腈基及纯化的方法。
【背景技术】
[0002] 邻甲基苯腈及其衍生物是重要的有机合成中间体，它广泛地应用于农药、医药、染 料及其它精细化工产品的制备，近年来随着涤纶荧光增白剂在国内的广泛使用，作为其重 要原料的邻甲基苯腈及其衍生物需求量也在不断增加。同时，邻甲基苯腈及其衍生物作为 列汀类糖尿病药物的重要中间体，伴随着糖尿病药物的广阔市场需求，邻甲基苯腈及其衍 生物的需求量也在不断增加。
[0003]目前，邻甲基苯腈及其衍生物的制备方法主要有： (1 )、Pongratz用CuCN与卤代芳经进行腈基化反应，制备芳香族腈基化合物（Chemical review1948. 42(2) :189-283 )。这种腈基化方法的优点是可以不用催化剂和配体，在合适 的溶剂中，高温反应即可。现在工业上生产生产芳香族腈基化合物仍然会采用这种方法，这 种方法的缺点是反应条件较苛刻，需要高温（150~250°C)，对设备要求高。
[0004] (2)、Buchwald小组用Cul为催化剂，DMDEA为配体，甲苯为反应介质，催化溴代 芳经制备芳香族腈基化合物，反应24h，芳香族腈基化合物的得率为70%~98%(Journalof AmericanChemicalSociety. 2003 125(10) :2890-2891)。该方法通过加入KI，经Cul/ DMEDA催化，与溴代芳烃发生卤素交换原位生成碘代芳烃，随后碘代芳烃与NaCN发生反应， 该方法采用了相对较廉价的Cul作为催化剂。以NaCN为腈基化试剂的腈基化反应方法产 率较好，其缺点是NaCN有剧毒。
[0005] (3)、Chatni等报道了以Me3SiCN为腈基化试剂，以Pd(PPh3)4为催化剂进行腈基化 反应（TheJournalofChemistry1986. 51(24) :4714_4716)。然而此反应体系只适用于碘 代芳烃。相应的产物得率在13%~98%。但是该方法使用的Me3SiCN容易吸潮，处理不方便， 价格较贵。
[0006] (4)、Be11er小组报道以K4[Fe(CN) 6]为腈基化试剂，在Pd催化下，对溴代芳烃进行 腈基化反应，相应产物得率在 66%~95%(ChemicalCommunication. 2004,（12) : 1388-1389)。
[0007]目前，现有技术主要存在反应时间长，一般24小时以上，后处理麻烦，要碱性的次 氯酸钠处理废液，三废污染严重，所得产物收率和纯度较低。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明的目的是提供一种反应时间合理、后处理简单、成本低、收率高、纯 度高、适于工业生产的邻甲基苯腈及其衍生物的制备方法，得到产物的收率为90%，纯度为 99. 75%〇
[0009] 申请人已经开发出一种方法，其借助本发明的方法可以达到前述目的，该方法将 在下文中进行详述。
[0010] 本发明涉及的邻甲基苯腈及其衍生物制备方法具有如下反应通式：
R为H、F，X为Cl、Br。
[0011] 本发明涉及一种邻甲基苯腈及其衍生物的制备方法，在该方法中，通过调整底物 与腈基化试剂的反应比例、催化剂使用的种类和剂量、配体使用种类和剂量等，得到粗产 物。然后，对其进行纯化处理，得到了纯度为99. 75%的产物。
[0012] 更确切地，本发明涉及一种制备高纯邻甲基苯腈及其衍生物的方法，其至少包括 以下步骤： (1 )、将无机碱和钯类催化剂加入到有机溶剂中，搅拌，加入配体，升温至100~14(TC，加 入邻甲基溴苯及其衍生物，再加入腈基化试剂，惰性气体保护，反应1〇~15个小时； (2)、将（1)中得到粗品进行纯化，得到纯品。
[0013] 在步骤（1)中，将占反应底物重量62%的无机碱和占反应底物重量0.05%的钯类 催化剂加入到底物重量2. 28倍体积的无水有机溶剂中，充分搅拌，随后再加入反应底物和 占底物摩尔量〇. 16~0. 25倍摩尔的腈基化试剂，在惰性气体保护下，反应10~15个小时后。 检测反应完全，用蒸馏水淬灭反应，正己烷萃取，分离有机层，用饱和NaCl水溶液洗涤，无 水硫酸钠或硫酸镁干燥有机相12个小时，减压蒸除溶剂，得到粗品。
[0014] 无机碱包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠等，优选地为碳酸钠。
[0015] 钯类催化剂包括醋酸钯，三苯基膦钯，氯化钯等，优选地为醋酸钯。
[0016] 无水的有机溶剂包括N，N-二甲基乙酰胺，N，N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮， 二甲基亚砜等，优选地为N-甲基吡咯烷酮。
[0017] 腈基化试剂包括亚铁氰化钾，亚铁氰化钾? 3H20等，优选地为亚铁氰化钾。
[0018] 邻甲基溴苯及其衍生物与腈基化试剂的摩尔比为1 : 0. 16~0.25,优选地为 1 : 0? 19〇
[0019] 在步骤（2)中，主要涉及到粗产品的纯化过程。由于得到的邻甲基苯腈及其衍生 物物理性状有差异，如4-氟-2-甲基苯腈在常温常压下为固体，而邻甲基苯腈在常温常压 下却为液体。因此，针对不同的性状需采取不同的纯化方式。主要有以下两种方式：1)、 重结晶：将粗品至于三颈瓶，加入醚类溶剂，升温至40°C左右，搅拌至完全溶解。缓慢冷却 至20°C，在该温度下搅拌2小时，随后冷却至0°C，搅拌、析晶，过滤，干燥，得纯品，纯度为 99. 83%。2)精馏：粗品至于单颈瓶中，搭建精馏装置，收集-0. 006MPa、100°C下的馏分，得纯 品，纯度为99. 75%。
[0020] 醚类试剂包括石油醚、甲基叔丁基醚中的一种或两种，优选地将二者按一定比例 对相应的产物进行重结晶。
[0021]重结晶溶剂的用量为粗品重量1. 2~2. 8倍的体积，优选地为2. 5倍。
【具体实施方式】
[0022] 现在使用以下实施例说明本发明，这些实施例对本发明和由所附的权利要求所定 义的范围没有限制。
[0023] 实施例1 将碳酸钠3g和醋酸钯0. 0025g加入到llmL无水N-甲基吡咯烷酮（NMP)中，搅拌，加入dppf(1，1双苯基磷二茂铁）0. 003g，升温至100°C，一次性加入2-溴-5-氟甲苯与碳酸钠 同摩尔量的克数，加入亚铁氰化钾（K4[Fe(CN) 6] )2g，氮气保护反应13个小时，用35mL水淬 灭，30mLX3正己烧萃取，30mLX3饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥12h，减压旋干溶剂得 粗品，取2g粗品于三颈烧瓶中，加入醚类(石油醚)或者石油醚与甲基叔丁醚的混合液5mL， 升温搅拌至40°C，粗品溶解，冷却至20°C，搅拌2h，后冰浴搅拌0. 5h，过滤，用冷的石油醚洗 涤滤饼，减压烘干滤饼得产品1. 7g。
[0024] 反应收率为：75%，所得产物纯度为：