CN101723910B - 1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法,为了解决1,3,5-三取代六氢均三嗪收率不高的问题。本发明包括以下步骤:将缩甲醛、有机腈和30mL~100mL 1,2-二氯乙烷以及0.1g~5g催化剂,加入三口瓶中,其中有机腈与缩甲醛的摩尔比为3.5~5∶1;在搅拌下加热至反应液回流,持续搅拌2h~20h,停止加热,反应结束。趁热过滤反应液分离出催化剂后,滤液减压除溶剂,室温静置10h~12h,过滤得1,3,5-三取代六氢均三嗪。本发明主要用于1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成。
Description
技术领域
本发明涉及一种1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法。
技术背景
1,3,5-三取代六氢均三嗪是重要的化学中间体,主要用于高分子增强助剂、杀菌剂、火炸药等领域。
目前1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法是以有机腈和三聚甲醛为原料,在酸性催化剂浓硫酸存在下进行反应。例如US3736320公开了一种1,3,5-三烯丙酰基六氢均三嗪的合成方法,该方法以丙烯腈和三聚甲醛为原料,乙酸酐为除水剂,浓硫酸为催化剂,苯为溶剂,加热至回流,反应3h,经后处理步骤得到1,3,5-三烯丙酰基六氢均三嗪,其收率为68%。但该方法的1,3,5-三烯丙酰基六氢均三嗪收率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的不足,提供一种收率较高的1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法。
本发明的合成路线为:
R1为原料缩甲醛中的甲基、乙基或丙基。
本发明的1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法,其结构式如(I)所示:
其中R为碳数1~5直链烷基、苯基或苄基;以有机腈为原料,有机腈分子结构式如(II)所示,R与结构式(I)中R相同;该方法包括以下步骤:
将缩甲醛、有机腈、1,2-二氯乙烷和催化剂,分别加入反应瓶,在搅拌下加热至回流,反应2h~20h,停止加热,过滤除催化剂,滤液减压蒸馏除1,2-二氯乙烷,室温静置10h~12h,过滤,得1,3,5-三取代六氢均三嗪。其中有机腈与缩甲醛的摩尔比为3.5~5∶1,催化剂为苯基磺酸官能化硅基材料,用量为0.1g~5g,缩甲醛为甲醇缩甲醛、乙醇缩甲醛或丙醇缩甲醛。
本发明优选的1,3,5-三取代六氢均三嗪合成方法,包括以下步骤:
将苯乙腈0.3mol,甲醇缩甲醛0.075mol,1,2-二氯乙烷70mL和催化剂0.9g分别加入反应瓶,搅拌下加热至回流,反应6h,停止加热,过滤除催化剂后,滤液减压蒸馏除1,2-二氯乙烷,室温静置11h,过滤,得1,3,5-三苯乙酰基六氢均三嗪。
本发明的催化剂也可以是二氧化硅负载硫酸,硫酸或磷酸改性的结晶硅铝酸盐及其混合物,还可以为杂多酸改性的固体超强酸。
本发明的优点:
本发明收率高,本发明得1,3,5-三取代六氢均三嗪,收率可达98.4%;而对比文件中1,3,5-三烯丙酰基六氢均三嗪合成方法的收率为68%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明采用的催化剂为苯基磺酸官能化硅基材料,其制备方法为:
a.载体的制备
将0.20mol苯基三甲氧基硅烷、0.80mol四乙氧硅烷混合后,加入280mL乙醇,在60℃激烈搅拌4h。再向上述混合液中加入135mL环己烷,280mL水和0.01mol十二烷基胺,充分混合后,置于80℃陈化3天,反应液出现白色沉淀,过滤,滤出固体,在真空条件下80℃干燥10h,350℃焙烧4h,得键合苯基的聚硅氧烷材料。
b磺酸基的引入
键合苯基的聚硅氧烷材料在四氯乙烷溶液中浸泡过夜后,加入15%三氧化硫的四氯乙烷溶液,在温度120℃,搅拌5h后,自然冷却至室温。过滤,洗涤至pH为6~7,于120℃干燥8h,得催化剂苯基磺酸官能化硅基材料。
实施例1
1,3,5-三苯乙酰基六氢均三嗪的合成
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的三口瓶中,加入苯乙腈0.3mol,甲醇缩甲醛0.075mol,有机溶剂1,2-二氯乙烷70mL,催化剂0.9g,搅拌下加热至回流,持续搅拌反应6h,停止加热,反应结束。反应溶液趁热过滤,分离出固体催化剂后,滤液减压蒸馏除去有机溶剂1,2-二氯乙烷,冷却至室温,静置11h,过滤,得1,3,5-三苯乙酰基六氢均三嗪,收率为98.4%。
结构鉴定
分子式:C27H27N3O3
元素分析:理论值:C 73.45 H 6.160 N 9.52;
实测值:C 73.49 H 6.153 N 9.48。
核磁共振氢谱:δ:3.85(s,6H),5.33(s,6H),7.01~7.46(m,15H);
红外光谱:IR(KBr),v/cm-1:3034,3058,1670,1649,1601,721,697。
质谱:MS(m/z):440(M+-1)。
上述鉴定数据证实该方法所得化合物是1,3,5-三苯乙酰基六氢均三嗪
实施例2
1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪的合成
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的三口瓶中,加入乙腈0.5mol,乙醇缩甲醛0.1mol,有机溶剂1,2-二氯乙烷80mL,催化剂0.3g,搅拌下加热至回流,持续搅拌10h,停止加热,反应结束。反应溶液趁热过滤,分离出固体催化剂后,滤液减压除溶剂,冷却至室温,静置10h,过滤析出固体,得目的产物1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪,收率为96.3%。
结构鉴定
分子式:C9H15N3O3
元素分析:理论值:C 50.70 H 7.042 N 19.72;
实测值:C 50.61 H 7.031 N 19.61。
核磁共振氢谱:δ:2.15(s,9H)5.23(s,6H)。
红外光谱:IR(KBr),v/cm-1:2970,1635,2943,2881,1464,1369,1650。
质谱:MS(m/z):213(M+),43(100)。
上述鉴定数据证实该方法所得化合物是1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪
实施例3
1,3,5-三正丙酰基六氢均三嗪的合成
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的三口瓶中,加入正丙腈0.4mol,甲醇缩甲醛0.1mol,有机溶剂1,2-二氯乙烷70mL,催化剂3g,搅拌下加热至回流,持续搅拌6h,停止加热,反应结束。反应溶液趁热过滤,分离出固体催化剂后,滤液减压除溶剂,冷却至室温,静置10h,过滤析出固体,得目的产物1,3,5-三正丙酰基六氢均三嗪,收率为91.2%。
结构鉴定
分子式:C12H21N3O3
元素分析:理论值:C 56.47H 8.235N 16.47;
实测值:C 56.51H 8.231N 16.41。
核磁共振氢谱:δ:0.96~0.99(t,9H)2.45~2.51(q,6H)5.23(s,6H)。
红外光谱:IR(KBr),v/cm-1:2985,2943,2881,1464,1369,1650。
质谱:MS(m/z):255(M+),57(100)。
上述鉴定数据证实该方法所得化合物是1,3,5-三正丙酰基六氢均三嗪
实施例4
1,3,5-三正丁酰基六氢均三嗪的合成
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的三口瓶中,加入正丁腈0.5mol,丙醇缩甲醛0.1mol,有机溶剂1,2-二氯乙烷80mL,催化剂5g,搅拌下加热至回流,持续搅拌4h,停止加热,反应结束。反应溶液趁热过滤,分离出固体催化剂后,滤液减压除溶剂,冷却至室温,静置10h,过滤析出固体,得1,3,5-三丁酰基六氢均三嗪,收率为94.1%。
结构鉴定
分子式:C15H27N3O3
元素分析:理论值:C 60.61 H 9.091 N 14.14;
实测值:C 60.54 H 9.085 N 14.09。
核磁共振氢谱:δ:0.94~0.97(t,9H),1.61~1.69(m,6H),2.49~2.52(t,6H),5.28(s,6H)。
红外光谱:IR(KBr),v/cm-1:2960,2934,2873,1466,1649。
质谱:MS(m/z):297(M+),43(100)。
上述鉴定数据证实该方法所得化合物是1,3,5-三正丁酰基六氢均三嗪
实施例5
1,3,5-三苯甲酰基六氢均三嗪的合成
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的三口瓶中,加入苯甲腈0.3mol,乙醇缩甲醛0.09mol,有机溶剂1,2-二氯乙烷60mL,催化剂0.1g,搅拌下加热至回流,持续搅拌4h,停止加热,反应结束。反应溶液趁热过滤,分离出固体催化剂后,滤液减压除溶剂,冷却至室温,静置10h,过滤析出固体,得1,3,5-三苯甲酰基六氢均三嗪,收率为98.2%。
结构鉴定
分子式:C24H21N3O3
元素分析:理论值:C 72.18 H 5.263 N 10.53;
实测值:C 72.25 H 5.252 N 10.42。
核磁共振氢谱:δ:5.33(s,6H),7.36~7.42(m,15H)。
红外光谱:IR(KBr),v/cm-1:3034,3058,1670,1649,1601,721,697。
质谱:MS(m/z):398(M+-1),105(100)。
上述鉴定数据证实该方法所得化合物是1,3,5-三苯甲酰基六氢均三嗪
Claims (2)
2.根据权利要求1所述1,3,5-三取代六氢均三嗪的合成方法,包括以下步骤:将苯乙腈0.3mol,甲醇缩甲醛0.075mol,1,2-二氯乙烷70mL和催化剂0.9g分别加入反应瓶,搅拌下加热至回流,反应6h,停止加热,过滤除催化剂后,滤液减压蒸馏除1,2-二氯乙烷,室温静置11h,过滤,得1,3,5-三苯乙酰基六氢均三嗪。
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