三嗪衍生物的合成研究

羅海榮，方巖雄，謝凱宏，鄭雄楓

(1 廣東工業(yè)大學(xué)，廣東　廣州　510006；2 大亞灣環(huán)保局，廣東　惠州　516083)

?

三嗪衍生物的合成研究

羅海榮1，方巖雄1，謝凱宏1，鄭雄楓2

(1 廣東工業(yè)大學(xué)，廣東廣州510006；2 大亞灣環(huán)保局，廣東惠州516083)

為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本及減少環(huán)境污染，以三聚氯氰、氫氧化鈉及對羥基苯甲醛為原料在水溶液中通過取代反應(yīng)合成出三嗪衍生物2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪，產(chǎn)品經(jīng)洗滌提純處理后獲得的收率在70%以上，同時(shí)為了確定該樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使用了紅外光譜、核磁共振進(jìn)行了表征，表征結(jié)果證實(shí)合成出來的樣品為目標(biāo)產(chǎn)物2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪。

三聚氯腈；合成；表征

三聚氯腈是由氮雜環(huán)構(gòu)成的六元環(huán)芳香體系，由于其分子結(jié)構(gòu)中連有三個(gè)活潑性很高的氯原子，因此很容易被其它官能團(tuán)取代而轉(zhuǎn)變成具有特殊作用的功能材料，目前由三聚氯腈衍生出的三嗪衍生物在醫(yī)藥、塑料、農(nóng)藥、有機(jī)光電材料等行業(yè)有著重要的應(yīng)用[1-6]。其中2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪是眾多三嗪衍生物中一類較為重要的有機(jī)中間體，其最早由Deborah C等人合成[7]。本研究使用水作為反應(yīng)溶劑，成功制備出2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，其合成路線如圖1所示。

圖1　2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的合成路線

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1主要試劑及儀器

三聚氯腈(工業(yè)品)，湖北巨勝科技有限公司；去離子水；其余試劑均為分析純。

AG80型核磁共振儀。布魯克公司；紅外光譜儀，布魯克公司。

1.2實(shí)驗(yàn)步驟

在裝有回流冷凝管、溫度計(jì)及攪拌裝置的500 mL四口燒瓶中加入300 mL去離子水，冰浴降溫至10 ℃后加入18.44 g三聚氯腈及39.08 g對羥基苯甲醛，開啟攪拌裝置攪拌均勻后滴加由20 g氫氧化鈉配制而成的溶液，滴加完后保持10 ℃反應(yīng)8 h，然后升溫至80 ℃保溫10 h。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓抽濾得到白色固體濾渣，然后水洗固體濾渣3次，最后放置在烘箱內(nèi)100 ℃烘干得到白色固體，收率為72.18%。

2　結(jié)果與討論

2.12,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪的合成

目前2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪傳統(tǒng)的制備方法都需要使用有機(jī)溶劑，這在生產(chǎn)過程中不僅污染環(huán)境，危害工人的身體健康，還大大的增加了產(chǎn)品成本。為解決這一問題，本研究使用純水作為反應(yīng)溶劑，但由于三聚氯腈分子結(jié)構(gòu)中連有三個(gè)活潑性很高的氯原子，很容易水解生成氰尿酸，因此本文分兩步反應(yīng)制備2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。在第一步反應(yīng)中，反應(yīng)溫度需控制在10 ℃以確保三聚氯腈分子結(jié)構(gòu)中的氯原子被對甲?；窖趸〈辉诘诙椒磻?yīng)中，反應(yīng)溫度需控制在75 ℃以上，這樣才能使三取代反應(yīng)順利進(jìn)行，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

2.22,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪的結(jié)構(gòu)表征

圖2　2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪紅外圖

從圖2可以看出:1700 cm-1處為醛基上的C=O特征吸收峰,2834 cm-1處為醛基上的 C-H特征吸收峰；1591 cm-1及1501 cm-1處為苯環(huán)的特征吸收峰；1568 cm-1、1373 cm-1及842 cm-1處為三嗪環(huán)的特征吸收峰,1211 cm-1處為C-O-C的特征吸收峰，這些特征吸收峰的位置與參考文獻(xiàn)[7]中紅外表征的結(jié)果一致,說明對羥基苯甲醛成功的連接在三嗪環(huán)上。

圖3　2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪13C-NMR圖

從圖3可以看出:190 ppm處為醛基上的碳的信號峰；173 ppm 處為三嗪環(huán)上碳的信號峰；155 ppm處為苯環(huán)上與氧相連碳的信號峰；134 ppm處為苯環(huán)上與醛基相連碳的信號峰；131 ppm處為苯環(huán)上離醛基較近碳的信號峰，122 ppm處為苯環(huán)上離醚鍵較近碳的信號峰，這些信號峰的位置與參考文獻(xiàn)[7]中13C-NMR的表征結(jié)果一致,說明該樣品為2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

圖4　2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪1H-NMR圖

從圖4可以看出:10 ppm處為醛基上的氫的信號峰；7.9 ppm 處為苯環(huán)上離醛基較近氫的信號峰；7.3 ppm處為苯環(huán)上離醚鍵較近氫的信號峰，這些信號峰的位置與參考文獻(xiàn)[7]中1H-NMR的表征結(jié)果一致,說明該樣品為2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

3　結(jié)　論

以價(jià)格低廉的三聚氯腈、對羥基苯甲醛、氫氧化鈉為主要原料在水溶液中通過取代反應(yīng)合成了2,4,6-三(對甲?；窖趸?-1,3,5-三嗪，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)紅外光譜、核磁共振確證，同時(shí)解決了傳統(tǒng)制備方法中需要用到有機(jī)溶劑的缺點(diǎn)，為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本做出貢獻(xiàn)。

[1]Blotny G.Recent applications of 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine and its derivatives in organic synthesis[J]. Tetrahedron, 2006, 62(41): 9507-9522.

[2]Kim C,Kim J S.Dendritic hyperbranched polyethynylence with the 1,3,5-s-triazine moiety[J]. Macromolecules,1996,29(19):6353-6355.

[3]魯建,劉柯,王玉忠.三嗪衍生物的合成及其用于ABS的阻燃研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,39(3):513-517.

[4]楊曉宇,曹成波,周晨.兩性熒光增白劑的合成及其研究[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工業(yè)版),2010,40(4):108-112.

[5]Vikas S Padalkar,N Sekar.Synthesis and photo-physical properties of fluorescent 1,3,5-triazine styryl derivatives[J].Chemistry Central Journal,2011(5):11.

[6]Han GU,Shu chuan LIANG.A novel water-soluble fluorescent probe for the determination of methylamine[J].Fresenius J Anal Chem,2001(371):570-573.

[7]Deborah C,Tahmassebi,Tomikazu Sasaki.Synthesis of a new trialdehyde template for molecular imprinting[J].Journal of Organic Chemistry,1994(59):679-681.

Synthesis and Research of Triazine Derivatives

LUOHai-rong1,FANGYan-xiong1,XIEKai-hong1,ZHENGXiong-feng2

(1 Guangdong University of Technology, Guangdong Guangzhou 510006；2 Dayawan Environmental Protection Agency, Guangdong Huizhou 516083, China)

In order to reduce production costs and reduce environmental pollution, 2,4,6-tris(p-formylphenoxy)-1,3,5-triazine was synthesized from cyanuric chloride, sodium hydroxide and p-hydroxybenzaldehyde in water solution by substitution reaction. The product was purificated by washing and the yield above 70%. The structure of the product was confirmed by FTIR and NMR. The product confirmed 2,4,6-tris(p-formylphenoxy)-1,3,5-triazine from the characterization results.

cyanuric chloride; synthesis; characterization

羅海榮(1987-)，男，主要從事精細(xì)化學(xué)品的合成研究。

TQ914.1

A

1001-9677(2016)010-0118-02