4-Aminobenzonitriladalah zat antara yang biasa digunakan dalam sintesis organik, dan juga dapat digunakan dalam sintesis bahan kristal cair dan wewangian. Metode sintetik umumnya meliputi:
1. Sintesis dengan metode ammonolisis: 4-klorobenzonitrile dihidrolisis pada suhu kamar untuk menghasilkan 4-aminobenzonitrile dengan menggunakan air amonia dalam etanol untuk mengkatalisasi.
Langkah-langkah pengoperasiannya adalah sebagai berikut:
(1) Timbang 4-klorobenzonitril (10 g) dalam tabung titik leleh, dan tambahkan air amonia (30 mL) dan etanol (100 mL).
(2) Aduk campuran, tambahkan natrium hidroksida (NaOH) (5 g), dan reaksikan pada suhu kamar selama 24 jam.
(3) Setelah reaksi, sesuaikan nilai pH menjadi netral dengan asam klorida (HCl) untuk membentuk endapan.
(4) Saring endapan dan cuci dengan air untuk mengumpulkan produk padat.
(5) Cuci produk padat dengan kloroform (CHCl3), menyaring dan mengumpulkan fase organik.
(6) Keringkan fasa organik dengan asam natrium sulfat anhidrat (Na2JADI4) dan menyaring.
(7) Keluarkan pelarut fase organik dengan rotary evaporator, dan kumpulkan 4-aminobenzonitrile.
4-aminobenzonitrile yang akhirnya diperoleh dapat digunakan lebih lanjut dalam sintesis senyawa organik lain atau dalam penelitian obat.
2. Sintesis dengan metode sianida: reaksikan 4-klorobenzonitril dengan kalium sianida untuk menghasilkan 4-sianobenzonitril, lalu hidrolisis dengan air amonia untuk mendapatkan 4-aminobenzonitrile. Lanjutkan sebagai berikut:
(1) Larutkan 4-aminobenzena dalam asam klorida anhidrat dan dinginkan pada 0 derajat .
(2) Perlahan tambahkan asam nitrat pekat, suhu reaksi tidak melebihi 5 derajat, sampai nitrifikasi sempurna.
(3) Tambahkan reaktan ke air es, saring dan cuci dengan air untuk mendapatkan produk nitrasi yaitu nitrobenzena.
(4) Reaksikan nitrobenzena dan asam hidrosianat dalam etanol, tambahkan asam sulfat, dan panaskan pada 60-70 derajat selama 4-5 jam.
(5) Setelah reaksi, dinginkan hingga suhu kamar, tambahkan air dalam jumlah besar, saring dan cuci produk dengan air.
(6) Larutkan produk dalam larutan natrium klorida jenuh basa, saring dan keringkan setelah ekstraksi untuk mendapatkan produk target 4-aminobenzonitrile.
Tindakan pencegahan:
Perhatikan keselamatan selama proses operasi, dan reagen kimia berbahaya.
Suhu dan waktu reaksi perlu dikontrol dengan baik untuk menghindari reaksi samping dan mengurangi hasil.
Produk harus sepenuhnya dicuci dan diekstraksi untuk memastikan produk murni.
3. Sintesis dengan metode aminasi: 4-aminobenzonitrile dihasilkan dengan mereaksikan 4-chlorobenzonitrile dengan ethylenediamine pada suhu tinggi. Lanjutkan sebagai berikut:
(1) Tambahkan 4-nitrobenzonitrile ke dalam air amonia, panaskan hingga mendidih, dan reaksikan selama 2 jam.
(2) Endapan yang dihasilkan disaring dan dicuci dengan air untuk mendapatkan 4-aminobenzonitrile.
(3) Larutkan 4-aminobenzonitrile dalam asam sulfat pekat, panaskan hingga 80 derajat , dan reaksikan selama 2 jam.
(4) Dinginkan larutan reaksi, tambahkan larutan natrium hidroksida jenuh, dan netralkan larutan reaksi dengan natrium karbonat untuk membuatnya menjadi asam lemah.
(5) Ekstrak produk reaksi dengan kloroform, ulangi 3 kali, dan gabungkan fase organik.
(6) Fase organik dicuci dengan larutan natrium klorida jenuh dan dikeringkan dengan natrium sulfat anhidrat.
(7) Menggunakan petroleum eter sebagai pelarut, rekristalisasi produk untuk mendapatkan produk murni 4-aminobenzonitrile.
4. Sintesis reaksi substitusi posisi-orto: melalui reaksi substitusi posisi-orto, gugus amino dimasukkan pada posisi-orto 4-nitrobenzonitrile, dan 4-aminobenzonitrile dihasilkan setelah perlakuan reduksi. Lanjutkan sebagai berikut:
(1) Masukkan 4-aminobenzonitril bersama dengan senyawa aldehida dan katalis asam ke dalam ketel reaksi, panaskan ke suhu reaksi (biasanya 100-150 derajat ), dan aduk selama reaksi.
(2) Setelah periode reaksi, hentikan pemanasan, dan biarkan larutan reaksi mendingin hingga suhu kamar.
(3) Tambahkan karbon aktif ke dalam larutan reaksi, aduk selama beberapa waktu, dan saring untuk menghilangkan karbon aktif.
(4) Purifikasi produk reaksi dengan pencucian dan kristalisasi untuk mendapatkan produk tersubstitusi orto yang diinginkan.
Tindakan pencegahan:
Perhatikan keamanan selama proses reaksi, dan reagen kimia berbahaya.
Suhu dan waktu reaksi perlu dikontrol dengan baik untuk menghindari reaksi samping dan mengurangi hasil.
Produk harus sepenuhnya dicuci dan diekstraksi untuk memastikan produk murni.
Menambahkan karbon aktif pada langkah 3 dapat menghilangkan pengotor warna dalam reaksi dan meningkatkan kemurnian produk.
5. Sintesis reaksi aminasi aromatik: 4-phenylacetophenone diproduksi dengan mereaksikan asetofenon dan anilin di bawah katalisis tembaga, dan kemudian mengalami reduksi hidrogen, amidasi, dan hidrolisis untuk mendapatkan 4-aminobenzonitrile. Lanjutkan sebagai berikut:
(1) Tambahkan 4-nitrobenzonitrile dan zat pereduksi ke air amonia dan bereaksi pada suhu kamar selama 2-3 jam.
(2) Tambahkan asam klorida ke larutan reaksi, dan sesuaikan nilai pH menjadi sekitar 3.
(3) Ekstrak produk reaksi dengan kloroform, ulangi 3 kali, dan gabungkan fase organik.
(4) Fase organik dicuci dengan larutan natrium klorida jenuh dan dikeringkan dengan natrium sulfat anhidrat.
(5) Menggunakan petroleum eter sebagai pelarut, rekristalisasi produk untuk mendapatkan produk murni 4-aminobenzonitrile.
Tindakan pencegahan:
Perhatikan keamanan selama proses reaksi, dan reagen kimia berbahaya.
Suhu dan waktu reaksi perlu dikontrol dengan baik untuk menghindari reaksi samping dan mengurangi hasil.
Produk harus sepenuhnya dicuci dan diekstraksi untuk memastikan produk murni.
Menyesuaikan pH pada langkah 2 dapat meningkatkan hasil reaksi.
Rekristalisasi pada langkah 5 dapat meningkatkan kemurnian produk.
6. Sintesis dengan reaksi reduksi nitrasi: 4-aminobenzonitril diperoleh melalui reaksi reduksi nitrosasi p-nitrobenzonitrile. Lanjutkan sebagai berikut:
(1) Tambahkan benzaldehida, asam nitrat, dan asam sulfat ke dalam ketel reaksi, dan kendalikan suhu reaksi pada 0-5 derajat untuk reaksi nitrasi.
(2) Tambahkan sumber gas hidrogen dan katalis hitam platina untuk melakukan reaksi reduksi. Suhu reaksi dikontrol pada suhu kamar, dan waktu reaksi adalah 1 jam.
(3) Tambahkan air amonia ke larutan reaksi, dan sesuaikan nilai pH menjadi sekitar 8.
(4) Ekstrak produk reaksi dengan kloroform, ulangi 3 kali, dan gabungkan fase organik.
(5) Fase organik dicuci dengan larutan natrium klorida jenuh dan dikeringkan dengan natrium sulfat anhidrat.
(6) Menggunakan petroleum eter sebagai pelarut, rekristalisasi produk untuk mendapatkan produk murni 4-aminobenzonitrile.
Tindakan pencegahan:
Perhatikan keamanan selama proses reaksi, dan reagen kimia berbahaya.
Suhu dan waktu reaksi perlu dikontrol dengan baik untuk menghindari reaksi samping dan mengurangi hasil.
Produk harus sepenuhnya dicuci dan diekstraksi untuk memastikan produk murni.
Menyesuaikan pH pada langkah 3 dapat meningkatkan hasil reaksi.
Rekristalisasi pada langkah 6 dapat meningkatkan kemurnian produk.
Metode sintesis yang disebutkan di atas memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing, dan metode sintesis yang tepat dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan aktual.