[發明專利]一種離子液體催化劑及其在合成4-氰基苯乙腈的應用

在審

• 申請號: 201811243014.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109336785A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 杜尚威;田家樂;田云
• 申請（專利權）人: 徐州伯利恒生物科技有限公司
• 主分類號: C07C255/51
• 分類號: C07C255/51;C07C253/14;B01J31/02
• 代理公司: 徐州創榮知識產權代理事務所(普通合伙) 32353
• 代理人: 于浩

本發明公開了一種離子液體催化劑及其在合成4?氰基苯乙腈的應用，在均相離子液體催化劑作用下，4?氰基芐氯與氰化鈉發生親核取代反應生成4?氰基苯乙腈。催化劑[bmim][FSI]可以較好地促進反應進行，催化劑首先在水相中與氰化鈉交換CN^?陰離子，然后以離子對的形式轉移至有機相中，即油溶性的催化劑陽離子把CN^?陰離子帶入到有機相中，CN^?陰離子在有機相中的溶劑化程度大大減小，能迅速與4?氰基芐氯反應。隨后，催化劑陽離子締合鹵素陰離子返回水相，如此反復，使得反應快速進行。相較于傳統貴金屬催化劑，重復利用不僅降低了反應成本，而且保持了產物的較高的收率，簡化了后續的分離提純工藝。

技術領域

本發明涉及一種離子液體催化劑在合成4-氰基苯乙腈中的應用，屬于化工合成領域。

背景技術

4-氰基苯乙腈（4-(cyanomethyl)benzonitrile）CAS:876-31-3是合成殺蟲劑氰氟蟲腙等的重要中間體。近年來，報道的主要合成方法有:苯乙腈和乙腈反應生成4-氰基苯乙腈，同時會生成2-氰基苯乙腈和3-氰基苯乙腈，不易分離；芳鹵與異噁唑的衍生物反應生成4-氰基苯乙腈，反應需要昂貴的鈀催化劑；芐鹵與氰化試劑發生親核取代反應生成4-氰基苯乙腈，此方法收率較高，但是副產物復雜，給后期分離提純較為困難；因此開發一種能夠提高產物收率且產物分離容易的工藝具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離子液體催化劑在合成4-氰基苯乙腈中的應用，在優化條件下離子液體催化劑能催化4-氰基芐氯與氰化鈉發生親核取代反應,具有較高的產物收率；成本低，回收率高。

一種離子液體催化劑，制備方法如下：

步驟1、在250ml三口燒瓶中，磁力攪拌，加入乙腈，無水氟化鉀，水浴冷卻下滴加雙(氯磺酰)亞胺，滴加過程中，反應溫度不超過20℃；

步驟2、滴加結束后50℃反應15h，反應結束后，采用旋轉蒸發儀除去溶劑，得到固體產物；

步驟3、在上述固體中加入四氫呋喃，然后分三次提取雙氟磺酰亞胺鉀，過濾后，所得濾液濃縮，加入無水乙醇，析出雙(氟磺酰)亞胺鉀固體；

步驟4、先將離子液體1-丁基3-甲基咪唑溴鹽緩慢加熱至80℃，再將上述雙(氟磺酰)亞胺鉀等質量的緩慢加入到離子液體中，在氮氣條件下攪拌24h；

步驟5、將上述所得混合物用乙酸乙酯溶劑溶解，將沉淀KBr過濾分離，取濾液蒸干即可得到離子液體催化劑[bmim][FSI]。

所述一種離子液體催化劑在合成4-氰基苯乙腈中的應用。

有益效果：本發明提供了一種增塑劑N-丁基苯磺酰胺的合成方法，在均相離子液體催化劑[bmim][FSI]作用下，4-氰基芐氯與氰化鈉發生親核取代反應生成4-氰基苯乙腈。從反應結果來看均相催化劑[bmim][FSI]可以較好地促進反應進行，這是由于催化劑首先在水相中與氰化鈉交換CN^-陰離子，然后以離子對的形式轉移至有機相中，即油溶性的催化劑陽離子把CN^-陰離子帶入到有機相中，CN^-陰離子在有機相中的溶劑化程度大大減小，因而反應活性很高，能迅速與4-氰基芐氯反應。隨后，催化劑陽離子締合鹵素陰離子返回水相，如此反復，使得反應快速進行。相較于傳統貴金屬催化劑，重復利用不僅降低了反應成本，而且保持了產物的較高的收率，簡化了后續的分離提純工藝。

具體實施方式

實施例1

離子液體催化劑[bmim][FSI]制備方法如下：