三嗪衍生物的合成研究

罗海荣，方岩雄，谢凯宏，郑雄枫

(1 广东工业大学，广东　广州　510006；2 大亚湾环保局，广东　惠州　516083)



三嗪衍生物的合成研究

罗海荣1，方岩雄1，谢凯宏1，郑雄枫2

(1 广东工业大学，广东广州510006；2 大亚湾环保局，广东惠州516083)

为进一步降低生产成本及减少环境污染，以三聚氯氰、氢氧化钠及对羟基苯甲醛为原料在水溶液中通过取代反应合成出三嗪衍生物2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，产品经洗涤提纯处理后获得的收率在70%以上，同时为了确定该样品的化学结构，使用了红外光谱、核磁共振进行了表征，表征结果证实合成出来的样品为目标产物2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

三聚氯腈；合成；表征

三聚氯腈是由氮杂环构成的六元环芳香体系，由于其分子结构中连有三个活泼性很高的氯原子，因此很容易被其它官能团取代而转变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医药、塑料、农药、有机光电材料等行业有着重要的应用[1-6]。其中2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪是众多三嗪衍生物中一类较为重要的有机中间体，其最早由Deborah C等人合成[7]。本研究使用水作为反应溶剂，成功制备出2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，并对其结构进行了表征，其合成路线如图1所示。

图1　2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的合成路线

1　实　验

1.1主要试剂及仪器

三聚氯腈(工业品)，湖北巨胜科技有限公司；去离子水；其余试剂均为分析纯。

AG80型核磁共振仪。布鲁克公司；红外光谱仪，布鲁克公司。

1.2实验步骤

在装有回流冷凝管、温度计及搅拌装置的500 mL四口烧瓶中加入300 mL去离子水，冰浴降温至10 ℃后加入18.44 g三聚氯腈及39.08 g对羟基苯甲醛，开启搅拌装置搅拌均匀后滴加由20 g氢氧化钠配制而成的溶液，滴加完后保持10 ℃反应8 h，然后升温至80 ℃保温10 h。反应结束后经减压抽滤得到白色固体滤渣，然后水洗固体滤渣3次，最后放置在烘箱内100 ℃烘干得到白色固体，收率为72.18%。

2　结果与讨论

2.12,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的合成

目前2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪传统的制备方法都需要使用有机溶剂，这在生产过程中不仅污染环境，危害工人的身体健康，还大大的增加了产品成本。为解决这一问题，本研究使用纯水作为反应溶剂，但由于三聚氯腈分子结构中连有三个活泼性很高的氯原子，很容易水解生成氰尿酸，因此本文分两步反应制备2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。在第一步反应中，反应温度需控制在10 ℃以确保三聚氯腈分子结构中的氯原子被对甲酰基苯氧基取代；在第二步反应中，反应温度需控制在75 ℃以上，这样才能使三取代反应顺利进行，得到目标产物。

2.22,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的结构表征

图2　2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪红外图

从图2可以看出:1700 cm-1处为醛基上的C=O特征吸收峰,2834 cm-1处为醛基上的 C-H特征吸收峰；1591 cm-1及1501 cm-1处为苯环的特征吸收峰；1568 cm-1、1373 cm-1及842 cm-1处为三嗪环的特征吸收峰,1211 cm-1处为C-O-C的特征吸收峰，这些特征吸收峰的位置与参考文献[7]中红外表征的结果一致,说明对羟基苯甲醛成功的连接在三嗪环上。

图3　2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪13C-NMR图

从图3可以看出:190 ppm处为醛基上的碳的信号峰；173 ppm 处为三嗪环上碳的信号峰；155 ppm处为苯环上与氧相连碳的信号峰；134 ppm处为苯环上与醛基相连碳的信号峰；131 ppm处为苯环上离醛基较近碳的信号峰，122 ppm处为苯环上离醚键较近碳的信号峰，这些信号峰的位置与参考文献[7]中13C-NMR的表征结果一致,说明该样品为2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

图4　2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪1H-NMR图

从图4可以看出:10 ppm处为醛基上的氢的信号峰；7.9 ppm 处为苯环上离醛基较近氢的信号峰；7.3 ppm处为苯环上离醚键较近氢的信号峰，这些信号峰的位置与参考文献[7]中1H-NMR的表征结果一致,说明该样品为2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

3　结　论

以价格低廉的三聚氯腈、对羟基苯甲醛、氢氧化钠为主要原料在水溶液中通过取代反应合成了2,4,6-三(对甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，产物结构经红外光谱、核磁共振确证，同时解决了传统制备方法中需要用到有机溶剂的缺点，为进一步降低生产成本做出贡献。

[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]鲁建,刘柯,王玉忠.三嗪衍生物的合成及其用于ABS的阻燃研究[J].四川大学学报(自然科学版),2002,39(3):513-517.

[4]杨晓宇,曹成波,周晨.两性荧光增白剂的合成及其研究[J].山东大学学报(工业版),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

罗海荣(1987-)，男，主要从事精细化学品的合成研究。

TQ914.1

A

1001-9677(2016)010-0118-02