本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法。

背景技術(shù)：

2-硝基-4-三氟甲基苯腈是一種特殊的芳香族氟化合物，是醫(yī)藥、農(nóng)藥等多種化合物的中間體。在醫(yī)藥方面，是合成治療血糖過(guò)低、止痛、降血壓等藥物的中間體；WO2011106414，WO2005075425，WO2011112731，WO2010055005，WO2010030785，WO2003101985，US4307113，WO2003080578，WO2002066469，WO2011106414。在農(nóng)藥方面，屬高效、低毒、低用量農(nóng)藥中間體，2-硝基-4-三氟甲基苯腈可用于制備烯醇衍生物用作除草劑(異惡唑草酮，磺酰草吡唑等)，對(duì)具有抗藥性的雜草的防治效果特別優(yōu)良；在芳香環(huán)中引入三氟甲基合成的除草劑，為荷爾蒙型選擇性芽后除草劑，專門用于防治闊葉性雜草，是當(dāng)前除草劑領(lǐng)域開發(fā)研究的主要方向。Murray Hauptschein等J.Am.Chem.Soc.1954,76,1051-1054；US 4781750，US 4868333，US 5474998A，US 6635780B1。

目前2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈的制備基本都是由4-鹵代-3-硝基三氟甲苯與氰化試劑在催化劑的存在下反應(yīng)合成。CN1359372A中采用4-氟-3-硝基三氟甲苯為原料制備2-硝基-4-三氟甲基苯甲腈，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，選擇性，產(chǎn)率都很差，原料價(jià)格昂貴，根本不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

以4-溴-3-硝基三氟甲苯為原料，反應(yīng)的選擇性及產(chǎn)率都較高，但是原料市場(chǎng)供應(yīng)稀少，價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本也比較高。以4-氯-3-硝基三氟甲苯為原料，原料廉價(jià)易得，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化與選擇性都不高，產(chǎn)率很低，也不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

CN101585783A采用了溴化鎳為催化劑，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與選擇性達(dá)到了95％以上。但是溴化鎳價(jià)格昂貴(RMB40萬(wàn)/噸)，使得工藝成本仍然很高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

此外，這些方法都使用了高毒的氰化試劑作為氰化劑，比如：氰化亞銅、氰化鉀和氰化鈉等，或者它們的混合試劑，并且其中因氰化亞銅的效果理想而優(yōu)選氰化亞銅。但氰化亞銅不僅價(jià)格昂貴，而且作為一種劇毒試劑，對(duì)操作者和環(huán)境都存在較大的危險(xiǎn)性，工業(yè)化相對(duì)困難。

因此，提供新的2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法，該制備方法以3-硝基-4-氯三氟甲苯和氰化試劑為原料，在金屬溴化物和氰化亞銅的作用下反應(yīng)，即得所述2-硝基-4-三氟甲基苯腈。

上述反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：

優(yōu)選地，所述氰化試劑為亞鐵氰化鹽，進(jìn)一步優(yōu)選為亞鐵氰化鉀、亞鐵氫化鈉中的至少一種。

優(yōu)選地，所述氰化試劑與3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩爾比為(0.11-0.2)：1。

優(yōu)選地，所述金屬溴化物選自溴化鈉、溴化鉀中的至少一種。

優(yōu)選地，所述金屬溴化物與3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩爾比為(0.05-0.3)：1。

優(yōu)選地，氰化亞銅與3-硝基-4-氯三氟甲苯的摩爾比為(0.01-0.5)：1。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為110-200℃，進(jìn)一步優(yōu)選為150-170℃。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑選自二甲苯，苯甲腈，N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、二甲砜、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇中的至少一種。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述制備方法還包括對(duì)反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)行后處理的步驟，所述后處理具體為：過(guò)濾反應(yīng)液回收金屬溴化物和氰化亞銅，減壓蒸餾所得濾液，收集目標(biāo)產(chǎn)物即得2-硝基-4-三氟甲基苯腈純品。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法為：惰性氣體保護(hù)下，將3-硝基-4-氯三氟甲苯、氰化亞銅、金屬溴化物、亞鐵氰化鹽加入到反應(yīng)溶劑中，于150-170℃反應(yīng)至原料消耗完全，減壓蒸餾收集目標(biāo)產(chǎn)物，即得。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可以相互組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明涉及到的原料和試劑均可市購(gòu)獲得。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

(1)該工藝操作簡(jiǎn)單，有助于工業(yè)化生產(chǎn)，且產(chǎn)品收率高于90％，產(chǎn)品純度高于97％。

(2)本發(fā)明以價(jià)廉易得的溴化鈉或溴化鉀為活化劑，氰化亞銅作為催化劑，能夠獲得與溴化鎳相同的催化產(chǎn)率，并且，活化劑與催化劑可回收套用，套用三次后產(chǎn)品的收率仍可達(dá)88％，純度可達(dá)97％；同時(shí)，溴化鈉或溴化鉀的價(jià)格只有溴化鎳的二十分之一，可顯著降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

(3)本發(fā)明使用亞鐵氰化鹽作為氰化試劑，一方面，亞鐵氰化鈉不論是單價(jià)還是單位氰根的耗費(fèi)都低于氰化鈉，經(jīng)過(guò)計(jì)算，使用亞鐵氰化鈉為氰化試劑時(shí)，平均每提供1摩爾的氰根需要耗費(fèi)0.7￥，而使用氰化鈉為氰化試劑時(shí)，平均每提供1摩爾的氰根需要耗費(fèi)1￥，即采用亞鐵氰化鈉為氰化試劑能夠降低企業(yè)成本；另一方面，亞鐵氰化鹽的毒性可以與氯化鈉相提并論，甚至亞鐵氰化鉀鹽可以作為食品添加劑使用，如添加到食鹽中作為拮抗劑。因此，使用亞鐵氰化鹽進(jìn)行氰化反應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)試劑的無(wú)毒化，降低的工藝成本，符合綠色環(huán)保的要求，有利于工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中涉及的操作如無(wú)特殊說(shuō)明，均為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)操作。

實(shí)施例1

2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法，包括如下步驟：

(1)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，取氰化亞銅(9g，0.1mol，0.1eq)，亞鐵氰化鈉(51g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)，溴化鈉(10.3g，0.1mol，0.1eq)于反應(yīng)瓶，加入400mL無(wú)水DMAC，升溫至內(nèi)溫160℃，攪拌反應(yīng)6小時(shí)，取樣進(jìn)行液相檢測(cè)，原料轉(zhuǎn)化率>99％，停止反應(yīng)，將反應(yīng)體系過(guò)濾，殘?jiān)苯舆M(jìn)行第二次套用；

(2)減壓蒸餾濾液，收集150-154℃/18mmHg下的餾分195g，收率為90.5％，純度為98.2％。

實(shí)施例2

2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法，包括如下步驟：

(1)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，直接向?qū)嵤├?中反應(yīng)后過(guò)濾固體中加入400mL無(wú)水DMAC，亞鐵氰化鈉(51g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)于反應(yīng)瓶中，升溫至內(nèi)溫160℃，攪拌反應(yīng)6小時(shí)，取樣進(jìn)行液相檢測(cè)，原料轉(zhuǎn)化率>99％，停止反應(yīng)，將反應(yīng)體系過(guò)濾，過(guò)濾殘?jiān)M(jìn)行第三次套用；

(2)減壓蒸餾濾液，收集150-154℃/18mmHg下的餾分193g，收率為90％，純度為97.5％。

實(shí)施例3

2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法，包括如下步驟：

(1)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，直接向?qū)嵤├?中反應(yīng)后過(guò)濾固體中加入400mL無(wú)水DMAC，亞鐵氰化鈉(51g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)于反應(yīng)瓶中，升溫至內(nèi)溫160℃，攪拌反應(yīng)6小時(shí)，取樣進(jìn)行液相檢測(cè)，原料轉(zhuǎn)化率>99％，停止反應(yīng)，將反應(yīng)體系過(guò)濾；

(2)減壓蒸餾濾液，收集150-154℃/18mmHg下的餾分190g，收率為88％，純度為97％。

實(shí)施例4

2-硝基-4-三氟甲基苯腈的制備方法，包括如下步驟：

(1)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，取氰化亞銅(18g，0.2mol，0.2eq)，亞鐵氰化鉀(72g，0.17mol，0.17eq)，4-氯-3-硝基三氟甲苯(225.6g，1mol，1eq)，溴化鈉(20.6g，0.2mol，0.2eq)于反應(yīng)瓶，加入400mL無(wú)水DMF，升溫至內(nèi)溫160℃，攪拌反應(yīng)6小時(shí)，取樣進(jìn)行液相檢測(cè)，原料轉(zhuǎn)化率>99％，停止反應(yīng)；

(2)減壓蒸餾上述反應(yīng)液，收集150-154℃/18mmHg下的餾分194g，收率為90％，純度為97.2％。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。