农膜用转光剂2，4，6—三（芴烯基）—1，3，5—均三嗪的合成

罗桂林++田林锋++罗永清++陈兵兵++陈丽+解鹤

摘要：合成了一种新型的化合物，名称为2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT），分别运用红外光谱、紫外光谱和分子荧光光谱探讨了这种化合物的光谱特征。结果表明，在325和380 nm的紫外光激发下，此化合物在固态和溶液中均能在410～500 nm范围内发出较强的光，有望作为一种转光剂应用到农膜中。

关键词：农膜；合成；均三嗪；转光剂

中图分类号：O629.32 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）24-6560-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.24.059

陽光是植物进行光合作用的主要能量来源，近年人们已将其作为“光肥”加以研究和利用。农用薄膜是重要的农业生产资料，对其添加转光剂使之具有转光作用能够极大的提高农作物对太阳光的利用，增加农业产量[1，2]；对农作物来讲，叶片是植物的光合作用器官，当太阳光照射到叶子表面时，就会被植物体内的色素所吸收[2]；生态学研究表明，400～500 nm的蓝紫光和630～680 nm的红橙光有利于植物的光合作用，而能将日光中的紫外光（280～380 nm）和被作物茎叶大量反射掉的绿黄光（510～580 nm）转换成蓝光和红橙光的物质则可用作农用转光剂加入到塑料棚膜中，以改善光质，将这种转光材料添加到农用塑料薄膜中应用到农业上，可以提高光的利用率，达到农作物增产增收，提高经济效益的目的[3-9]。

1，3，5-均三嗪是一个非常重要的共轭杂环母体，其衍生物是一类应用十分广泛的化合物。本研究以乙腈和乙醇为原料合成了 2，4，6-三甲基均三嗪，然后与芴酮反应得到一种新的转光剂2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT），具体合成路线见图1。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

红外光谱测试采用美国PE Spectrum One型傅里叶红外光谱仪（KBr压片）；元素分析用美国PE 2400型元素分析仪；紫外光谱采用Shimadzu UV-265型紫外可见分光光度计测定；荧光光谱采用日本Shimadzu RF-5301 PC型荧光光谱仪，Varian Inova-400超导核磁共振仪（TMS为内标）；熔点由 Olympus BH-2型偏光显微镜观察。

乙醇、乙腈、苯、二氯甲烷、无水碳酸钾、冰乙酸、芴酮、甲醇均为分析纯；乙醇、乙腈、苯、冰乙酸需要重蒸。

1.2 三甲基均三嗪的合成

取53 mL（1 mol）乙腈，58 mL（1 mol）无水乙醇，70 mL苯加到 500 mL三口瓶中，搅拌下通入HCl气体，这一过程在18～20 ℃温度下进行，然后保温反应30 h，抽滤，得白色乙酰亚胺乙酯盐酸盐（EAM·HCl）结晶105 g。称取43 g K2CO3溶于180 mL水中，与105 mL CH2Cl2溶液混合后，迅速加入52 g乙酰亚胺乙酯盐酸盐，搅拌10 min后，静置，然后分出有机相，水相用60 mL CH2Cl2溶液萃取两次。合并有机层，用无水K2CO3干燥过夜。蒸馏至42 ℃，残留液中含有80%～90%的乙酰亚胺乙酯。然后在残留液中加入占乙酰亚胺乙酯8%的冰乙酸，搅拌12 h后，蒸馏至75 ℃，残留物用30 mL CH2Cl2溶液稀释，抽滤，去掉白色脒类副产物，滤液蒸馏，收集145～150 ℃之间的馏分，得到白色固体5.2 g，即三甲基均三嗪，产率25.4%。三甲基均三嗪在CH2Cl2溶液或者乙醇中重结晶，得到白色针状固体产物，1H NMR（CD3CD2OD）δ：2.37（s，9H）。

1.3 2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT）的合成

在50 mL的三口烧瓶中，加入0.9 g（5 mmol）芴酮、12 mL乙醇混合均匀，搅拌使其完全溶解，然后慢慢加入8 mL乙醇、1.4 mL 10%的KOH溶液、0.2 g（1.6 mmol）均三嗪的混合溶液，滴加完后在60 ℃下回流反应6 h后，然后在40 ℃回流反应86 h，冷却，抽滤，得到黄色固体0.17 g，产率17.45%。用苯和乙醇的混合物为展开剂，以薄层层析硅胶为吸附剂，将所得固体进行薄层色谱分离。将所得产物溶于等体积混合的苯和氯仿中制成饱和溶液，室温下缓慢挥发，可得到黄色结晶。分子式：C45H27N3 M=609 m.p：198～205 ℃。1H NMR（CDCl3），δ：7.43（6H，d）；7.36（6H，d）；7.20（6H，d）；7.17（6H，d）；6.78（3H，s）。

2 结果与分析

2.1 2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪的红外光谱

从图2看出，1 453～1 615 cm-1强的吸收峰为苯环骨架振动和均三嗪环状结构的吸收，且为高度共轭结构，吸收峰向低波方向偏移，3 100～3 000 cm-1区弱的=C-H伸缩振动，876、735 cm-1的吸收说明有均三嗪三取代，1 720、2 830 cm-1处没有吸收峰，说明没有酮基存在，反应进行完全，与目标产物相符。

2.2 紫外可见光谱分析

溶剂为氯仿，浓度为1×10-6 g/L，测得此化合物（TFT）和原料芴酮、三甲基均三嗪（TMT）的紫外可见光谱，如图3所示。从图3可以看出，所得产物（TFT）的最大吸收波长为337 nm，比原料TMT（最大吸收波长为280 nm）、芴酮（最大吸收波长为252 nm）分别红移了57、85 nm。这是因为新合成的化合物共轭程度增强，使得π-π*跃迁的最大吸收峰发生红移，符合理论原理。

2.3 转光剂的发光性能

入射光和发射光的狭缝宽分别为5 nm，以氯仿为溶剂，配制成浓度为1×10-6 g/L的溶液，在激发波长为380 nm的紫外光激发下，测得化合物2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT）在液态状态下荧光发射（em）光谱，如图4。狭缝宽度不变，在325 nm的紫外光激发下，测得化合物2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT）在固态状态下的荧光发射（em）光谱，如图5。由图5可得，化合物在氯仿溶液中的最大发射波长为424 nm，化合物在固态时的最大发射波长为502 nm，不论是在液态或者固态时，该化合物的发射波长均可以起到改善光质的作用，把这种化合物添加到塑料大棚农膜中，改善太阳光照的强度，提高农作物光合作用效率，从而达到增产增收的效益。

3 结论

用乙腈、无水乙醇和芴酮为起始原料合成了2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT），并且对这种化合物进行了表征。其紫外光谱最大吸收波长为337 nm，比原料芴酮红移了85 nm；荧光光谱表明，此化合物在蓝紫光范围内发出较强的光，这种化合物如果应用到农用塑料大棚膜内，可以改善光质，增强太阳光照度，从而提高农作物光合作用效率，达到增产增收的效果，该化合物的合成及其表征为后续转光剂的研究奠定了基础。

参考文献：

[1] 何飞刚.农膜转光剂的研究进展[J].化工时刊，2009，23（2）：57-58.

[2] 张颂培，李建宇，陈 娟，等.我国农用转光膜的研究进展[J].中国塑料，2003，17（11）：19-23.

[3] 张培专，康 军.农膜荧光转光技术进展[J].现代塑料加工应用，1998，11（1）：58-61.

[4] 肖尊宏，谭松庭，王霞瑜，等.一种新型稀土光转换剂的合成及其与塑料相容性研究[J].光谱学与光谱分析，2005，25（1）：145-148.

[5] 肖尊宏，马宇平，李国政.一种新型稀土光转换剂的合成及其对烤烟光合作用的影响[J].烟草科技，2004（11）：40-42.

[6] 肖尊宏，罗桂林.2，4，6-三（对甲氧基苯乙烯基）-1，3，5-均三嗪转光剂的合成[J].化学研究，2013，24（2）：155-158.

[7] 罗桂林，张 林，肖尊宏.蓝光转光剂对小白菜产量和营养品质的影响[J].湖北农业科学，2011，50（4）：749-750.

[8] 罗桂林，肖尊宏，张 林.新型光转换剂2，4，6-三（1-苯基-1，3-丁二烯基）-1，3，5-均三嗪的合成与表征[J].化学试剂，2011， 35（5）：451-452.

[9] 罗桂林，肖尊宏，谭冠华.农膜用新型蓝光转光剂2-戊烯4，6-二（（1-苯基）-1，3-丁二烯基）-1，3，5-均三嗪的合成及表征[J].贵州师范大学学报，2010，28（3）：93-95.