1,3,5-三苯基苯的超聲快速有效合成研究

黃燕飛，羅冬冬

（中南民族大學 化學與材料科學學院，湖北 武漢430074）

超支化聚合物具有類似樹枝狀聚合物的空間結構特征，合成方法簡便，近來得到了長足的發展，目前，在生物醫學領域，催化劑，光功能材料等方面已經得到了相應的應用。作為一類新型的功能材料，可通過結構單元、核，連接單元和端基分別優化而得到綜合性能優良的材料[1]。發散合成法是合成樹枝狀大分子的主要方法之一，分子結構呈高度對稱的化合物——1，3，5-三苯基苯，可在外圍繼續安置不同種類的官能團，不斷向外重復支化生長而得到結構類似于樹枝狀的大分子，因此，可作為構筑樹枝狀大分子的核或中心骨架。以三苯基苯為核心，選擇合適結構單元與端基來合成具有特定性能的樹枝狀大分子，所得樹枝狀大分子鏈外圍末端，都可帶有不同反應活性的官能團，可以進一步制備不同的功能材料。以前，1，3，5-三苯基苯是由煤中提取[2]，目前報道的合成三苯基苯的方法包括使用稀土氯化物、強酸、SiCl4、AiCl3和二氯亞砜/乙醇體系[3]等來催化苯乙酮三分子縮合合成。但是，這些反應大都存在操作繁瑣，反應條件苛刻或者反應時間長等問題。

Cl2OS/乙醇體系能夠有效的催化合成三苯基苯，胡志國等傳統的回流法確定的最佳條件為反應時間 45～60min，產率為 80%～85%[4]，而本實驗改用超聲的方法，獲得同等產率時，反應時間縮短了20min。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

Varian Mercury 400核磁波普共振儀：以TMS為內標，CDCl3為溶劑；NEXUS 470 FT-IR傅立葉紅外光譜儀（KBr壓片）；KQ-300DE型數控超聲儀。

無水乙醇、苯乙酮、Cl2OS，以上試劑均為分析純。

1.2 1，3，5-三苯基苯的合成

在250mL三頸瓶中加入18 mL（0.15mol）新蒸苯乙酮，43.7mL（0.75mol）無水乙醇，空氣浴中劇烈攪拌，緩慢滴加 18.2mL（0.25mol）Cl2OS，并在漏斗上端安裝氣體吸收裝置。滴加完畢，在超聲條件下繼續反應，所得產物用飽和Na2CO3溶液中和至pH值為7,濾出產物，依次用水、乙醚、乙醇洗滌，真空干燥，得到淡黃色粉末。

2 結果與討論

以苯乙酮為原料，Cl2OS為催化劑，對超聲法合成三苯基苯的反應進行了系統的研究，證明了超聲對其合成確有影響，并探討了超聲功率和超聲時間等因素對反應的影響。

2.1 超聲時間對產率的影響

反應條件同1.2，分別設定超聲功率為60和70Hz,用 10，20，30，40，50，60min 6 個不同的時間超聲，目標物的產率見表1。

表1 超聲時間對產率的影響Tab.1 Effect of ultrasound times on yields

圖1 超聲時間對產率的影響Fig.1 Effect of ultrasound times on yields

結果表明，超聲時間為40min時，目標物的產率最高。

2.2 超聲功率對產率的影響

反應條件同第1.2節，設定超聲時間為40min，用 40，50，60，70，80Hz 5 個不同的功率超聲，目標物的產率見表2。結果表明，超聲功率在60Hz時，目標物產率最高。

表2 超聲功率對產率的影響Tab.2 Effect of ultrasound powers on yields

圖2 超聲功率對產率的影響Fig.2 Effect of ultrasound powers on yields

2.3 目標分子三苯基苯的結構確認

圖3 1,3,5-三苯基苯的1H-NMR譜圖Fig.31H NMR spectrum of 1,3,5-triphenyl benzene

在1H NMR譜圖中，有明顯的且全部為苯環上C-H的特征吸收峰，且譜圖中實測的氫的個數與理論值相符，說明三苯基苯已經生成。在IR譜圖中，苯環上C-H吸收峰和苯環骨架振動吸收峰都比較明顯：3031.9，1599.1，1494.4cm-1。綜合分析，表明合成的化合物為目標化合物。

由圖1、2可以看出，超聲對三苯基苯的合成確實產生了影響。筆者以三苯基苯的收率為評價指標，得到了超聲法合成三苯基苯的最佳反應條件為：超聲功率60Hz,超聲時間40min。此條件下三苯基苯的收率可達83%～86%，與胡志國等[4]常規的回流法相比，達到同等的產率，超聲法的反應時間縮短了20min，證明超聲法是一種確實可行、簡便安全、快速的合成三苯基苯的好方法。

［1］賀慶國，黃紅敏，等.具有空穴傳輸基團的超支化聚合物發光材料的結構與光譜性質［J］.發光學報，2003，24（5）：469-472.

［2］成克軍，吳世暉.三氯化稀土催化下二乙氧基縮苯乙酮與乙酰氯的反應［J］.化學報，1999，57：1162-1166.

［3］胡志國，劉軍，等.功能性 1，3，5- 三芳基苯的合成［J］.化學試劑，2004，26（6）:351-352.

［4］胡志國，劉軍，等.1,3,5-三苯基苯的簡便合成方法［J］.化學通報，2004,（9）：700-701.