CN107400058A - 2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及n,n,n-三酰化产物的合成方法 - Google Patents
2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及n,n,n-三酰化产物的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三胺以及N,N,N‑三酰化产物的合成方法，所述方法包括：步骤1、以具有结构式IV的均三甲苯为反应原料，在发烟硝酸和浓硫酸混合酸的条件下进行硝化反应，待所述硝化反应结束后，进行过滤和干燥处理，得到结构式为III的1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三硝基苯；步骤2、将所得的1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三硝基苯与还原剂水合肼进行氢化反应，使硝基还原为氨基，纯化处理后得到结构式为II的2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三胺；步骤3、将所得的2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三胺与酰化试剂进行酰化反应，得到结构式为I的N,N,N‑三酰基‑2,4,6‑三甲基苯‑1,3,5‑三胺。
Description
技术领域
本发明涉及化工和新材料领域，特别是涉及一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法。
背景技术
2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(CAS:4380-92-1)具有C3对称性的芳香三胺，在药物化学和材料科学领域有重要的应用前景。例如，它是合成抗痉挛药物三甲基间苯三酚(CAS:4463-03-0)的重要前体[Amiment.Pharmacol.Therap.,2007,25,1115.]；它可以用于构建结构新颖的含能化合物[Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,9881-9885]。同时由于其三官能度胺基的反应活性，在超分子科学研究[Supramolecular Chemistry,2012,24,127-134.]和共价有机骨架材料(COFs)的研究中扮演者重要的角色。N,N,N-三酰基2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺亦具有C3对称的分子结构，由于同一个苯环中六个取代基在空间上较为拥挤，使得酰胺基团与苯环不共面，因而形成了一定的组装体。宏观上，该类化合物显示了一些特殊的性能。例如，该类酰胺化合物具有高的熔点和高的热稳定性，本身为白色，因此作为一类高效的成核剂应用于等规聚丙烯的加工过程中[Macromol.Mater.Eng.2013,298,190–200；Macromol.Chem.Phys.2013,214,17-24]。该类化合物已用于构建超分子盘状液晶材料[Org.Lett.,2006,8,2221-2224.]，以及树形大分子[Org.Lett.,2010,12,3148-3158.]和杯形主体化材料。可见，2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺及其N,N,N-三酰基化产物性能优异，应用广泛。
但是，由于合成的难度，使得该类化合物价格昂贵，不能大量供应，一定程度上限制了相应领域的研究进程。因此，迫切需要发展高效、经济和环境友好的合成方法大量制备该类化合物。
2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的主要合成方法包括：(1)2,4,6-三硝基-1,3,5-三甲基苯的SnCl2还原[Chem.Ber.1985,118,4849-56；SupramolecularChemistry,2012,24,127-134.]；(2)2,4,6-三硝基-1,3,5-三甲基苯的催化氢化[J.Chem.Soc..Perkin Trans.2:1997,1445-1452.]；和(3)金属催化均三溴苯的氨化[J.Org.Chem.2012,77,6653-6656]。在上述合成方法中，使用化学计量的SnCl2/HCl,Fe/AcOH等还原方法，产生大量的废料，不符合原子经济性[Trost,B.M.Science,1991,254,1471-1477.]，使后处理困难[Anal.Chim.Phys.1854,42,186.]；目前主要使用的是催化氢化法，催化剂通常为贵金属Pd,Pt,Ru,Ni等，还原剂通常为化学计量的氢气，和硅烷，硼烷，NaBH4,铵盐，甲酸和水合肼等。从绿色化学的角度来说，氢气和水合肼最佳，但是氢气易燃易爆，存在安全隐患。因此，水合肼由于便宜易得，反应副产物仅为氮气，同时又比氢气更安全，因此受到了工业界的高度重视。
N,N,N-三酰基2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺是通过2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的N-酰基化反应制备。然而，该类化合物的合成目前存在以下问题：(1)2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的反应活性较低，导致N-酰化反应这一步产率低，耗时长；(2)已报道的方法均以酰氯为酰化试剂，而酰氯对空气敏感，不易长期储存，许多酰氯不能商业购买；(3)已报道的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的N-酰化反应条件苛刻，需要用到大量毒性大的溶剂如N-甲基吡咯烷酮(NMP)等[Macromol.Mater.Eng.2013,298,190–200；Macromol.Chem.Phys.2013,214,17-24]。
总之，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：提供一种简单、高效、安全、环境友好且低成本的方法来制备2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的实用方法。
依据本发明的一个方面，提供了一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法，所述方法包括：
步骤1、以具有结构式IV的均三甲苯为反应原料，在发烟硝酸和浓硫酸混合酸的条件下进行硝化反应，待所述硝化反应结束后，进行过滤和干燥处理，得到结构式为III的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯；
步骤2、将所得的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯与还原剂水合肼进行氢化反应，使硝基还原为氨基，纯化处理后得到结构式为II的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
步骤3、将所得的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺与酰化试剂进行酰化反应，得到结构式为I的N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
可选地，所述N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺中的R为异丙基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基、金刚烷基、苯基、对甲基苯基和对硝基苯基中的任意一种。
可选地，在所述步骤1中，所用的发烟硝酸和浓硫酸的体积比为1:1～1:3，反应的温度为-5～5℃，反应的时间为0.5～5h。
可选地，在所述步骤2中，所用的还原剂水合肼为水合肼水溶液，所述水合肼水溶液的质量分数为50％；
所述水合肼水溶液中的水合肼与所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔比为3:1～5:1。
可选地，在所述步骤2中，所述氢化反应在有机溶剂和水的混合溶剂中进行，所述有机溶剂为甲醇或乙醇，所述水来自质量分数为50％的水合肼水溶液，在所述氢化反应体系中，所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔浓度为0.123～0.255mol/L。
可选地，在所述步骤2中，所述纯化处理包括：
减压条件下进行浓缩处理，除去甲醇或乙醇，结晶析出产物，依次经过过滤、洗涤和干燥处理，得到结构式为II的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺。
可选地，在所述步骤3中，所用的酰化试剂为酰氯，由羧酸与草酰氯反应原位制备；
所述草酰氯与所述羧酸的摩尔比为1.3:1～3.3:1；
所述酰氯与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔比为3:1～6:1。
可选地，所述酰化反应的反应溶剂为二氯甲烷，另需加入N,N-二甲基甲酰胺作为催化剂；
所述N,N-二甲基甲酰胺与所述羧酸的摩尔比为1:14～1:29，所述羧酸的摩尔浓度为0.7～3mol/L。
可选地，所述羧酸为异丙基甲酸、异丁基甲酸、叔丁基甲酸、环戊基甲酸、环己基甲酸、金刚烷基甲酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸和对硝基苯甲酸中的任意一种。
可选地，所制备的酰氯与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺在碱性醇溶液中进行酰化反应，酰化反应结束后，依次经过过滤和洗涤，得到目标产物N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
所述碱性醇溶液为碱和醇的混合物；
所述碱与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔比为3:1～6:1；
在所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺和所述碱性醇溶液的混合物中，所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔浓度为0.13～0.49mol/L。
可选地，所述碱为三乙胺、二异丙基乙胺、N,N-二甲基对氨基吡啶、吡啶、NaOH、KOH、Na2CO3和K2CO3中的任意一种；
所述醇为甲醇或乙醇。
可选地，在所述步骤3中，所述酰化反应的反应温度为-5～100℃，反应时间为0.5～20h。
为了解决上述问题，本发明公开了一种基于水合肼水溶液为还原剂制备2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺，以及水相中制备N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的绿色化学方法，其中可以采用质量分数为50％的水合肼水溶液。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
(1)本发明中2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的制备采用水合肼为还原试剂，安全，成本低且环境友好。现有技术一般采用SnCl2等试剂，或者采用催化氢化方法。前者效率不高，且产生大量的废酸废碱，污染环境；后者需要用到Pd或Ni催化剂和氢气，增加成本和工艺的危险性。相比之下，本发明中使用水合肼为还原试剂，无需使用强酸强碱，同时避免使用贵金属催化剂和易燃易爆的氢气。
(2)本发明中2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的N,N,N-三酰化反应使用便宜易得的羧酸为原料，原位制备酰氯，并且在水相中实现N-酰化反应，制备条件温和，避免大量有毒有机溶剂的使用，绿色环保，成本降低，时间短，后处理简单。相比之下，现有方法往往使用酰氯为原料，成本高，不易保存，使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)等高沸点非质子有机溶剂，使用DMAP(4-二甲氨基吡啶)等有机碱，反应时间长，后处理繁琐。
总之，实施例以便宜易得的均三甲苯为起始原料，通过硝化反应、随后利用无金属催化的水合肼还原硝基，制备2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；以便宜易得的羧酸为原料，原位制备酰氯，通过碱性条件下氨基与酰氯进行酰胺化反应，制备N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺。本发明方法简单，成本低，效率高，为该类化合物材料的大量生产和后续研究提供坚实的基础。
附图说明
图1示出了本发明一个实施例的一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法实施例的的流程图；
图2示出了本发明一个实施例的一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成路线图；
图3示出了本发明实施例1的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的红外谱图；
图4示出了本发明实施例1的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的红外光谱图；
图5示出了本发明实施例1的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的核磁共振氢谱图；
图6示出了本发明实施例1的N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的红外光谱图；
图7示出了本发明实施例1的N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的核磁共振氢谱图；
图8示出了本发明实施例1的N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的高分辨率质谱图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例提供了一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法。参考图1，示出了本发明一个实施例的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法的流程图；图2示出了本发明一个实施例的一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成路线图。由图1和图2可知，所述方法包括以下步骤：
步骤101、以具有结构式IV的均三甲苯为反应原料，在发烟硝酸和浓硫酸混合酸的条件下进行硝化反应，待所述硝化反应结束后，进行过滤和干燥处理，得到结构式为III的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯。
优选地，所用的发烟硝酸和浓硫酸的体积比为1:1～1:3，反应的温度为-5～5℃，反应的时间可以为0.5～5h。
步骤102、将所得的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯与还原剂水合肼进行氢化反应，使硝基还原为氨基，纯化处理后得到结构式为II的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺。
优选地，所用的还原剂水合肼为水合肼水溶液，水合肼水溶液的质量分数为50％。水合肼水溶液中的水合肼与1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔比为3:1～5:1。
优选地，氢化反应在有机溶剂和水的混合溶剂中进行，有机溶剂为甲醇或乙醇，水来自质量分数为50％的水合肼水溶液，在所述氢化反应体系中，所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔浓度为0.123～0.255mol/L。
优选地，本步骤中的纯化处理可以包括以下步骤：减压条件下进行浓缩处理，除去甲醇或乙醇，结晶析出产物，依次经过过滤、洗涤和干燥处理，得到结构式为II的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺。
步骤103、将所得的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺与酰化试剂进行酰化反应，得到结构式为I的N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺。
优选地，在所述步骤3中，所用的酰化试剂为酰氯，由羧酸与草酰氯反应原位制备；
草酰氯与所述羧酸的摩尔比为1.3:1～3.3:1；
酰氯与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔比为3:1～6:1。
优选地，所述酰化反应的反应溶剂为二氯甲烷，另需加入N,N-二甲基甲酰胺作为催化剂；
N,N-二甲基甲酰胺与所述羧酸的摩尔比为1:14～1:29，所述羧酸的摩尔浓度为0.7～3mol/L。
优选地，羧酸为异丙基甲酸、异丁基甲酸、叔丁基甲酸、环戊基甲酸、环己基甲酸、金刚烷基甲酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸和对硝基苯甲酸中的任意一种。
优选地，所制备的酰氯与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺在碱性醇溶液中进行酰化反应，酰化反应结束后，依次经过过滤和洗涤，得到目标产物N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
所述碱性醇溶液为碱和醇的混合物；
所述碱与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔比为3:1～6:1；
在所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺和所述碱性醇溶液的混合物中，所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔浓度为0.13～0.49mol/L。
优选地，所述碱为三乙胺、二异丙基乙胺、N,N-二甲基对氨基吡啶、吡啶、NaOH、KOH、Na2CO3和K2CO3中的任意一种；
所述醇为甲醇或乙醇。
优选地，在所述步骤3中，所述酰化反应的反应温度为-5～100℃，反应时间为0.5～20h。
需要说明的是，上述各物质的取值范围和各参数的取值范围仅是本发明的优选方案，本发明对取值并不做限定，凡是适用于本发明的取值范围均可行。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过多个具体的实施例来说明本发明合成2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的方法。
实施例1：
步骤1、1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的制备：
在0℃下，将均三甲苯(14ml,12.1g，0.1mol)逐滴加入到发烟硝酸(28ml)和浓硫酸(48ml)的混合溶液中，所得到反应混合物在冰浴条件继续搅拌2h。将整个混合液倒入冰水中，所产生的黄色固体产物经过滤，洗涤和干燥后，得到黄色固体即为1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯(24.2g，产率95％)。
参考图3，示出了本发明实施例1的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的红外谱图。
薄层色谱的保留值Rf＝0.70[(EtOAc)/V(Petroleum Ether)＝1/5]
红外谱图IR(KBr,cm-1):2887(w),1538(s),1399(m),1357(s),873(m),735(w),687(w),627(w).
熔点233～235℃。
Rf值为化合物的鉴定及化合物分离提供了重要的参考，红外光谱图可显示化合物中官能团的信息，核磁氢谱数据给出的H化学位移，积分及耦合常数是我们判断该化合物的重要基础，熔点为固体物质开始熔融的温度。
步骤2、2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的制备：
向1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯(17.8g，70mmol)的甲醇(350ml)悬浮液中加入质量分数为50％的水合肼水溶液(131mL，水合肼的物质的量为210mmol)，在所述氢化反应体系中，所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔浓度为0.125mol/L，所得混合液在油浴中加热回流1小时，冷却，浓缩，析出红色晶体，再依次进行过滤、洗涤和操作操作，得到2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(10.6g，产率92％)。
参考图4和图5，分别示出了本发明实施例1的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的红外光谱图和核磁共振氢谱图。
薄层色谱的保留值Rf＝0.05[EtOAc]。
熔点m.p.：102–103℃。
红外谱图IR(KBr,cm-1):3551(w),3477(s),3392(s),1635(s),1517(s),1471(m),1379(m),1146(w),617(w).
核磁共振氢谱图1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):3.66(br s,6H,NH2),1.98(s,9H,CH3)。
步骤3、N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的制备：
室温下，向装有异丙基甲酸(8.2g,93mmol)的二氯甲烷(30ml)溶液的烧瓶中，逐滴滴加草酰氯(17.9mL，213mmol)和催化剂DMF(0.5mL，6.5mmol)，其中所用羧酸的摩尔浓度为3mol/L。所得混合液在室温下搅拌0.5h，之后在真空下浓缩，除去二氯甲烷和过量的草酰氯，所得的油状物为酰氯(10ml,约为93mmol)，待用。
在另一个烧瓶中，将2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(5.2g，31mmol)和NaOH(1mol/L,100mL，100mmol)溶于乙醇(50ml)，在上述混合物中，2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔浓度为0.21mol/L，用冰水浴冷却，然后逐滴加入酰氯(10ml,93mmol)，酰化反应的反应温度为60℃，反应时间为10h。随着酰氯的滴加，产生了白色固体，将固体过滤除去，滤液在真空下浓缩直至析出固体。收集固体，并用乙醇洗涤，得到白色固体N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(10.5g,产率90％)。
参考图6、图7和图8，分别示出了本发明实施例1中N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的红外谱图、核磁共振氢谱图和高分辨率质谱图。
薄层色谱的保留值Rf＝0.42(EtOAc)。
熔点m.p.：400℃(decomp.)。
红外谱图IR(KBr,cm-1):3222(s),3022(m),2970(s),2934(m),2875(m),1656(s),1577(m),1530(s),1461(m),1378(s),1265(w),1225(s),1172(w),1103(m),948(m),861(w),771(w),696(w).
核磁共振氢谱图1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):9.47(b s,3H),2.68-2.63(m,3H),2.00(s,9H),1.14(d,J＝6.8Hz,18H)。
高分辨率质谱HR-MS(EI):m/z 398.2417[M+Na]+(found C21H33N3NaO3 +,required 398.2414)；414.2417[M+K]+(found C21H33N3KO3 +,required414.2154)。
实施例2
在-5℃下，将均三甲苯(14ml,12.1g，0.1mol)逐滴加入到发烟硝酸(35ml)和浓硫酸(35ml)的混合溶液中，所得到反应混合物在搅拌条件下反应5h。将整个混合液倒入冰水中，所产生的黄色固体产物经过滤，洗涤和干燥后，得到黄色固体1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯(23.4g，产率92％)。
向1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯(17.8g，70mmol)的乙醇(350ml)悬浮液中加入质量分数为50％的水合肼水溶液(218.3mL，水合肼的物质的量为350mmol)，在所述氢化反应体系中，所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔浓度为0.123mol/L，所得混合液在油浴中加热回流1h，冷却，浓缩，析出红色晶体2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(10.6g，产率92％)。
冰水浴下，向装有异丙基甲酸(12.3g,140mmol)的二氯甲烷(200ml)溶液的烧瓶中，逐滴滴加草酰氯(39mL，467mmol)和催化剂DMF(0.5mL，6.5mmol)，其中所用羧酸的摩尔浓度为0.7mol/L。所得混合液在室温下搅拌1h，之后在真空下浓缩，除去二氯甲烷和过量的草酰氯，所得的油状物为酰氯(13ml,约为140mmol)，待用。
在另一个烧瓶中，将2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(5.2g，31mmol)和KOH(1mol/L,186mL，186mmol)溶于甲醇(50ml)，在上述混合物中，2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔浓度为0.13mol/L，并用冰水浴冷却，然后逐滴加入酰氯(13ml,140mmol)，酰化反应的反应温度为100℃，反应时间为0.5h。随着酰氯的滴加，产生了白色固体,将固体过滤除去，滤液在真空下浓缩直至析出固体。收集固体，并用乙醇洗涤，得到白色固体N,N,N-三异丙酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(10.0g,产率85％)。
实施例3
在5℃下，将均三甲苯(14ml,12.1g，0.1mol)逐滴加入到发烟硝酸(20ml)和浓硫酸(60ml)的混合溶液中，所得到反应混合物在搅拌条件下反应0.5h。将整个混合液倒入冰水中，所产生的黄色固体产物经过滤，洗涤和干燥后，得到黄色固体1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯(23.2g，产率91％)。
向1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯(17.8g，70mmol)的甲醇(100ml)悬浮液中加入质量分数为50％的水合肼水溶液(174.7mL，水合肼的物质的量为280mmol)，在所述氢化反应体系中，所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔浓度为0.255mol/L，所得混合液在油浴中加热回流1h，冷却，浓缩，析出红色晶体2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(9.4g，产率80％)。
室温下，向装有环己基甲酸(21.2g,186mmol)的二氯甲烷(200ml)溶液的烧瓶中，逐滴滴加草酰氯(20.2mL，241.4mmol)和DMF(0.5mL，6.5mmol)，其中所用羧酸的摩尔浓度为0.9mol/L。所得混合液在室温下搅拌0.5h，之后在真空下浓缩，除去二氯甲烷和过量的草酰氯，所得的油状物为酰氯(20ml,约为186mmol)，待用。
在另一个烧瓶中，将2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(5.2g，31mmol)和三乙胺(13mL，93mmol)溶于乙醇(50ml)，在上述混合物中，2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔浓度为0.49mol/L，然后逐滴加入酰氯(约20ml,186mmol)，在酰化反应的反应温度为-5℃，反应时间为20h。随着酰氯的滴加，产生了白色固体,将固体过滤除去，滤液在真空下浓缩直至析出固体。收集固体，并用乙醇洗涤，得到白色固体N,N,N-三环戊基甲酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺(11.5g,产率82％)。
薄层色谱的保留值Rf＝0.40(EtOAc)。
1H-NMR(DMSO-d6):δ＝1.55–1.98(m,33H)；2.71–2.88(m,3H)；9.15(s,3H).
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明所提供的一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺以及N,N,N-三酰化产物的合成方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、以具有结构式IV的均三甲苯为反应原料，在发烟硝酸和浓硫酸混合酸的条件下进行硝化反应，待所述硝化反应结束后，进行过滤和干燥处理，得到结构式为III的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯；
步骤2、将所得的1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯与还原剂水合肼进行氢化反应，使硝基还原为氨基，纯化处理后得到结构式为II的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
步骤3、将所得的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺与酰化试剂进行酰化反应，得到结构式为I的N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺中的R为异丙基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基、金刚烷基、苯基、对甲基苯基和对硝基苯基中的任意一种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所用的发烟硝酸和浓硫酸的体积比为1:1～1:3，反应的温度为-5～5℃，反应的时间为0.5～5h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所用的还原剂水合肼为水合肼水溶液，所述水合肼水溶液的质量分数为50％；
所述水合肼水溶液中的水合肼与所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔比为3:1～5:1。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述氢化反应在有机溶剂和水的混合溶剂中进行，所述有机溶剂为甲醇或乙醇，所述水来自质量分数为50％的水合肼水溶液，在所述氢化反应体系中，所述1,3,5-三甲基-2,4,6-三硝基苯的摩尔浓度为0.123～0.255mol/L。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述纯化处理包括：
减压条件下进行浓缩处理，除去甲醇或乙醇，结晶析出产物，依次经过过滤、洗涤和干燥处理，得到结构式为II的2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所用的酰化试剂为酰氯，由羧酸与草酰氯反应原位制备；
所述草酰氯与所述羧酸的摩尔比为1.3:1～3.3:1；
所述酰氯与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔比为3:1～6:1。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酰化反应的反应溶剂为二氯甲烷，另需加入N,N-二甲基甲酰胺作为催化剂；
所述N,N-二甲基甲酰胺与所述羧酸的摩尔比为1:14～1:29，所述羧酸的摩尔浓度为0.7～3mol/L。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述羧酸为异丙基甲酸、异丁基甲酸、叔丁基甲酸、环戊基甲酸、环己基甲酸、金刚烷基甲酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸和对硝基苯甲酸中的任意一种。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所制备的酰氯与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺在碱性醇溶液中进行酰化反应，酰化反应结束后，依次经过过滤和洗涤，得到目标产物N,N,N-三酰基-2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺；
所述碱性醇溶液为碱和醇的混合物；
所述碱与所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔比为3:1～6:1；
在所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺和所述碱性醇溶液的混合物中，所述2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三胺的摩尔浓度为0.13～0.49mol/L。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述碱为三乙胺、二异丙基乙胺、N,N-二甲基对氨基吡啶、吡啶、NaOH、KOH、Na2CO3和K2CO3中的任意一种；
所述醇为甲醇或乙醇。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述酰化反应的反应温度为-5～100℃，反应时间为0.5～20h。
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