间三氟甲基苯腈的合成与应用在化学领域具有广泛的研究价值。本文旨在探讨间三氟甲基苯腈的有效合成方法以及其在相关领域中的应用。

背景：间、对三氟甲基苯腈是一种重要的医药、农药中间体。利用过渡金属（如Pd，Cu，Co，）的配位化合物，可以将芳香卤和氰化物转化为相应的芳香腈。

  近几十年来?用零价镍膦的配合物作为催化剂进行氰化反应引起了人们的兴趣，如用Ni（PФ3）3（Ф＝ C6H5）作为催化剂，可以在比较温和的条件下，将卤代三氟甲苯和氰化物（KCN?NaCN）转化为芳香腈。很多化学工作者在这一方面进行了探索。Davision在极性溶剂（如醇）中，用Ni（PФ3）3作为催化剂制备对三氟甲基苯腈；Cassar等人原位还原Ni（PФ3）2Cl2成Ni（PФ3）3作为催化剂，将对氯三氟甲苯转化为对三氟甲基苯腈。但是这些反应都有以下不足:（1）都需要昂贵的Ni（0）试剂或Ni（PФ3）2Cl2；（2）所用的镍膦配合物不易保存或操作，尤其是Ni（PФ3）3对空气中的氧气特别敏感；（3）芳香氯的转化率非常低；（4）利用醇作为溶剂生成大量的氢化去卤副产物。

根据以上不足，Maul等人对工艺进行了改进。利用NiCl2或NiCl2·6H2O在强极性溶剂（如异丙醇、叔丁醇、乙腈等）中，和至少2个当量PФ3原位还原形成干燥的Ni（PФ3）2Cl2再和至少1个当量的 PФ3用锌粉还原成催化剂Ni（PФ3）3，可以高产率的将对氯三氟甲苯转化为对三氟甲基苯腈，在叔丁醇中可达81％。

合成：

反应过程中必须用氮气保护。

在500 mL的三颈瓶中安装氮气保护装置、温度计和搅拌器，加入乙腈200 mL，三苯基膦6.6 g（25 mmol），无水氯化镍（用2.4 gNiCl2·6H2O在100℃真空干燥至呈黄色，约需6～9 h）10 mmol。在氮气保护下，用油浴加热至回流（80～82℃），搅拌反应10 min?溶液转变为墨绿色。降温至室温，加入锌粉4.3 g（60 mmol），反应直至产生橘黄色沉淀，然后升温到45℃，反应0.5 h后，加入间氯三氟甲苯122.4 g（0.68 mol），搅拌5 min?加入氰化钾44.2 g（0.68 mol），溶液马上转变为黄绿色。在此温度下继续搅拌反应，气相色谱监测15 h后，间氯三氟甲苯的转化率为87.0％,去卤化物三氟甲苯0.6％，联苯类产物3?3′-二三氟甲基联苯1.2％。加入无水碳酸钾搅拌5 min，过滤?滤液为桔红色溶液，减压蒸馏，得白色的对三 氟甲基苯腈晶体。

应用：对锂离子电池性能的影响。

张嘉玉等人以2-三氟甲基苯腈（2-TB）、3-三氟甲基苯腈（3-TB）、4-三氟甲基苯腈（4-TB）作为锂离子电池电解液添加剂，考察其取代基位置对电池性能的影响。首先，通过量子化学方法计算了3种添加剂的最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）；接着，测试了电池的电化学性能；最后，采用SEM、TEM及FTIR表征了钴酸锂电极的表面形貌及组成。结果表明，相对于不含添加剂的基础电解液，含有质量分数为0.5%添加剂的电解液可形成一层致密而稳定的正极电解液界面保护膜，从而提高电解液的电化学性能。其中，与2-TB和3-TB相比，4-TB可在首次充放电后形成15.0～40.0 nm的电极保护膜，将界面传输电阻降低至61.63?，循环30圈后的放电比容量提高至126.8 mA·h/g。不同取代基在苯环对位的电化学性能最佳，其次是邻位和间位。

参考文献：

[1]张嘉玉,雷英,李颜利. 氟代苯腈类添加剂对锂离子电池性能的影响 [J]. 精细化工, 2022, 39 (04): 783-789. DOI:10.13550/j.jxhg.20220099

[2]刘刚. 间,对三氟甲基苯腈的工艺改进 [J]. 中国科学院研究生院学报, 2003, (01): 103-106.

[3]尚雪亚,黄筱玲. 甲醛肟酰化法合成间-三氟甲基苯甲醛 [J]. 化学试剂, 2000, (05): 305-310. DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2000.05.018