三嗪衍生物的合成研究

羅海榮，方巖雄，謝凱宏，鄭雄楓

(1 廣東工業大學，廣東　廣州　510006；2 大亞灣環保局，廣東　惠州　516083)

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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 廣東工業大學，廣東廣州510006；2 大亞灣環保局，廣東惠州516083)

為進一步降低生產成本及減少環境污染，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合成出三嗪衍生物2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，產品經洗滌提純處理后獲得的收率在70%以上，同時為了確定該樣品的化學結構，使用了紅外光譜、核磁共振進行了表征，表征結果證實合成出來的樣品為目標產物2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

三聚氯腈；合成；表征

三聚氯腈是由氮雜環構成的六元環芳香體系，由于其分子結構中連有三個活潑性很高的氯原子，因此很容易被其它官能團取代而轉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藥、塑料、農藥、有機光電材料等行業有著重要的應用[1-6]。其中2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪是眾多三嗪衍生物中一類較為重要的有機中間體，其最早由Deborah C等人合成[7]。本研究使用水作為反應溶劑，成功制備出2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，并對其結構進行了表征，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　驗

1.1主要試劑及儀器

三聚氯腈(工業品)，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實驗步驟

在裝有回流冷凝管、溫度計及攪拌裝置的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8 h，然后升溫至80 ℃保溫10 h。反應結束后經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100 ℃烘干得到白色固體，收率為72.18%。

2　結果與討論

2.12,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的合成

目前2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪傳統的制備方法都需要使用有機溶劑，這在生產過程中不僅污染環境，危害工人的身體健康，還大大的增加了產品成本。為解決這一問題，本研究使用純水作為反應溶劑，但由于三聚氯腈分子結構中連有三個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制備2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。在第一步反應中，反應溫度需控制在10 ℃以確保三聚氯腈分子結構中的氯原子被對甲酰基苯氧基取代；在第二步反應中，反應溫度需控制在75 ℃以上，這樣才能使三取代反應順利進行，得到目標產物。

2.22,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的結構表征

圖2　2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-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處為苯環的特征吸收峰；1568 cm-1、1373 cm-1及842 cm-1處為三嗪環的特征吸收峰,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[7]中紅外表征的結果一致,說明對羥基苯甲醛成功的連接在三嗪環上。

圖3　2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-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 處為三嗪環上碳的信號峰；155 ppm處為苯環上與氧相連碳的信號峰；134 ppm處為苯環上與醛基相連碳的信號峰；131 ppm處為苯環上離醛基較近碳的信號峰，122 ppm處為苯環上離醚鍵較近碳的信號峰，這些信號峰的位置與參考文獻[7]中13C-NMR的表征結果一致,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(對甲酰基苯氧基)-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 處為苯環上離醛基較近氫的信號峰；7.3 ppm處為苯環上離醚鍵較近氫的信號峰，這些信號峰的位置與參考文獻[7]中1H-NMR的表征結果一致,說明該樣品為2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪。

3　結　論

以價格低廉的三聚氯腈、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合成了2,4,6-三(對甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪，產物結構經紅外光譜、核磁共振確證，同時解決了傳統制備方法中需要用到有機溶劑的缺點，為進一步降低生產成本做出貢獻。

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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，主要從事精細化學品的合成研究。

TQ914.1

A

1001-9677(2016)010-0118-02