一種樹狀橋聯水楊醛亞胺配體的合成與表征*

李翠勤， 王 俊， 陳 帥， 張 鵬

(東北石油大學 化學化工學院，黑龍江 大慶 163318)

近年來，樹狀化合物的研究主要集中在將功能化的組分連接到樹狀化合物的骨架上，以期獲得具有獨特性質的新化合物[1～3]。樹狀大分子聚丙烯亞胺和聚酰胺-胺是目前相對比較成熟并已實現商業化的樹狀大分子，大部分的催化功能修飾主要以這兩類樹狀大分子為主。Mapolie等[4]采用第一代聚丙烯亞胺與吡啶-2-甲醛反應合成了樹狀吡啶亞胺配體，并與氯化鈀進行絡合反應合成鈀金屬樹狀大分子催化劑。趙春賓等[5]以乙醇為溶劑，采用整代聚酰胺-胺(1)與水楊醛(2)反應合成了樹狀水楊醛配體。該方法反應時間長、反應溫度高、產品提純復雜，不利于工業化生產。

本文對文獻[5]方法進行改進，以溶劑化效應比較強的甲醇為溶劑，將具有配合能力的2通過Schiff堿縮合反應接枝到1骨架上，合成了具有多個配位能力的樹狀橋聯水楊醛亞胺配體(L， Scheme 1),其結構經1H NMR， IR和元素分析表征。對合成L的工藝進行了優化。

改進后的工藝具有反應時間短、反應溫度較低、產品提純工藝簡單等優點，易實現工業化生產。

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Varian NOVA 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；TENSOR 27型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)；FISONS型元素分析儀。

1，自制；2，分析純，上海達瑞精細化學品有限公司；其余所用試劑均為市售分析純，其中甲醇用前經干燥處理。

1．2 L的合成

氮氣保護。在Schlenk管中依次加入甲醇30 mL， 1 2.064 g(4 mmol)，攪拌下緩慢滴加2 2.93 mL(24 mmol)，滴畢，回流反應5 h。降溫至0 ℃靜置6 h，負壓過濾得桔黃色固體，用甲醇重結晶得黃色晶體L,收率91.4%, m.p.150.3 ℃～151.8 ℃;1H NMRδ： 2．23(s， 8H, 2-H)， 2．37(s， 4H, NCH2)， 2.55～2.57(m, 8H, 3-H)， 3.46～3.51(m, 8H, 5-H), 3.66～3.69(m, 8H, 6-H), 6.84～6.91(m, 8H, 8,8′-H), 7.20～7.26(m, 8H, 9,9′-H), 7.30(s, 4H, 4-H), 13.67(s, 4H, 10-H); Anal.calcd for L： C 64．38， H 6．87， N 15．02， O 13．73； found C 64．30， H 6．70， N 15．06， O 13．95。

2 結果與討論

2．1 表征

L的IR譜圖見圖1。由圖1可見，在L中，酚羥基很容易與亞胺形成分子內氫鍵，導致在3 300 cm-1處和1 281 cm-1處出現強而尖的酚羥基特征吸收峰，在3 200 cm-1(-NH2)和1 730 cm-1附近(醛基)的特征峰消失,而相對應在3 063 cm-1處出現了亞胺(-C=N-)的特征吸收峰。在 1 640 cm-1和1 550 cm-1處出現了-CONH-(Ⅰ)和-CONH-(Ⅱ)的伸縮和彎曲振動吸收峰。在2 800 cm-1和2 900 cm-1附近出現亞甲基的吸收峰。在指紋區(780 cm-1, 740 cm-1)出現了一組強而尖的特征峰，該峰表明苯環上發生鄰位的二元取代。這些特征峰的出現與消失表明了2與樹狀大分子1發生了Schiff堿縮合反應生成了樹狀橋聯水楊醛亞胺配體L。

ν/cm-1

根據1H NMR譜計算出10種H的峰面積之比為H1∶H2∶H3∶H4∶H5∶H6∶H7∶H8∶H9∶H10≈1∶2 ∶2∶1∶2∶2∶1∶2∶2∶1，這與樹狀橋聯水楊醛亞胺配體理論結構中氫質子的個數基本完全一致。

2．2 合成L的反應條件優化

(1) 溶劑

1 2.064 g(4 mmol)，n(1)∶n(2)=1∶6，溶劑30 mL,回流反應5 h,其余反應條件同1.2,考察溶劑對Schiff堿縮合反應的影響,結果見表1。由表1可見，用甲醇作溶劑，L的收率、狀態以及熔程均為最理想的也是最佳的。從表1還可見，三種溶劑下得L的元素分析與理論值具有一定的差值，但以甲醇為溶劑，其各元素差值最小。可能是用混合溶劑和用乙醇作溶劑時，Schiff堿縮合反應不完全，產物中存在兩個或三個接枝不完全的水楊醛亞胺配體，導致熔點較寬、元素分析中各元素差別較大。

綜合實驗結果，最佳溶劑為甲醇。

表 1 溶劑對合成L的影響*

*1 2.064 g(4 mmol)，n(1)∶n(2)=1∶6，溶劑30 mL,回流反應5 h,其余反應條件同1.2

(2) 原料比[r=n(1)∶n(2)]

以甲醇(30 mL)為溶劑，其余反應條件同2.2(1),考察r對Schiff堿縮合反應的影響，結果見表2。由表2可見，r=1∶6時，收率達90%以上，熔程很窄(1.3 ℃)；繼續增大r，收率和熔程變化不大，說明r=1∶6時，反應已經基本完全，即Schiff堿縮合反應比較徹底。

表 2 r對合成L的影響*

*甲醇(30 mL)為溶劑，其余反應條件同表1

表 3 反應時間對合成L的影響*

*甲醇(30 mL)為溶劑，其余反應條件同表1

表 4 反應溫度對合成L的影響*

*甲醇(30 mL)為溶劑，其余反應條件同表1

(3) 反應時間

甲醇(30 mL)為溶劑，其余反應條件同2．2(1)，考察反應時間對Schiff堿縮合反應的影響，結果見表3。實驗中發現，隨時間的延長，反應得到的固體越多，時間超過5 h時，再延長時間，固體量增加不是很明顯，L的熔程變化也不很明顯。從表3也可看出反應5 h時，反應已經基本完全[6]。

(4) 反應溫度

甲醇(30 mL)為溶劑，其余反應條件同2．2(1)，考察反應溫度對Schiff堿縮合反應的影響，結果見表4。由表4可見，隨反應溫度的升高，收率升高，熔程較窄。實驗中還考察了78 ℃以上的反應結果，發現與回流條件下差別不大。較佳的反應溫度為65 ℃(回流)。

綜上所述，合成L的最佳反應條件為：14 mmol,n(1)∶n(2)=1∶6，甲醇30 mL,于65 ℃反應5 h,產率在90%以上。

[1] Xinxin Zhao, Yaw-kai Yan, Chit-kay Chu. Synthesis and characterization of polyamidoamine dendrimers surfacefunctionalized with bromotricarbonylpyridyliminerhenium(Ⅰ) units[J].Journal of Organometallic Chemistry,2006,691:5540-5546.

[2] 趙春賓,張丹楓,袁蕎龍,等. 金屬樹枝狀大分子烯烴聚合催化劑的研究進展[J].高分子材料科學與工程,2006,22(6):14-17.

[3] 施澤華，舒鑫，諶東中． 樹枝狀大分子液晶的分子設計及其組織超結構[J]．化學進展，2009，21(8)：1534-1545.

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[5] 趙春賓,袁蕎龍,張丹楓,等. 聚(酰胺-胺)樹狀大分子負載鈦催化乙烯聚合[J].高分子學報,2007,9:810-814.

[6] Xinxin Zhao, Say Chye Joachim Loo, Peter Peng-Foo Lee,etal. Synthesis and cytotoxic activities of chloropyridylimine platinum(Ⅱ) and chloropyridyliminecopper(Ⅱ) surface-functionalized poly(amidoamine) dendrimers[J].Journal of Inorganic Biochemistry,2009,652:5680-5689.