一種含吩嗪的功能性矽氧烷及其合成方法
2023-05-18 05:27:21 1
一種含吩嗪的功能性矽氧烷及其合成方法
【專利摘要】本發明公開一種含吩嗪的功能性矽氧烷及其合成方法，包括：（1）以吩嗪和連二亞硫酸鈉為原料合成5,10-二氫吩嗪；（2）以5,10-二氫吩嗪和三光氣為原料合成5,10-二氫吩嗪-5-氨基甲醯氯；（3）將上述氨基甲醯氯化合物與3-氨丙基三乙氧基矽烷反應得到含吩嗪的功能性矽氧烷化合物，經紅外光譜、1H-NMR測定證實為含吩嗪的功能性矽氧烷。該化合物結構中含有多個功能基團：矽氧烷、醯胺、脲基、吩嗪等。在藥物緩釋、分子印跡識別材料、稀土發光材料、白炭黑改性等方面有潛在應用價值。本發明的合成方法的生產效率高，合成路線短，製備工藝簡單。
【專利說明】一種含吩嗪的功能性矽氧烷及其合成方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於功能性的有機矽化合物的製備領域，特別涉及一種含吩嗪的功能性矽氧烷及其合成方法。
【背景技術】
[0002]功能性有機矽氧烷是一類重要的有機矽化合物，它是針對某些特殊用途而發展起來的一類化合物，其分子中同時具有能和無機物化學結合的反應基團及與有機物化學結合的反應基團，其結構通式可以表示為(OR)3Si(CH2)nY, n=0~3:R為烷基，通常是甲基、乙基等；Y為有機官能團，通常是乙烯基、氣基、環氧基、疏基或服基等。功能性有機矽氧烷主要應用於無機材料表面處理、高分子材料改性及金屬材料的表面防護等方面，常用功能性有機矽氧烷有ΚΗ-550、ΚΗ-560、ΚΗ-570、ΚΗ-590等系列產品，這些產品大都能工業化生產並大量應用到相關領域。如ΚΗ-550為3-氨丙基三乙氧基矽烷，因結構中存在特殊矽氧烷基和鹼性氨基，目前已大量用作酚醛、聚酯、聚醯胺、碳酸酯的礦物填充表面改性劑和聚氨酯、環氧粘結促進劑，此外ΚΗ-550在無機納米材料領域廣泛用於製備特殊形貌、結構的功能納米材料。
[0003]儘管功能性有機矽氧烷在日常生活已得到廣泛應用，但其存在結構單一、品種稀少、特殊功能針對性弱等缺點，這些問題都備受研究者關注。當前，新材料的開發對多功能提出要求，特別是在智能材料日益興起的背景下，多功能化合物或材料成為大家研究的共同興趣和目標，如分子印跡材料、藥物緩釋材料、發光材料和聚合物/無機物雜化材料等。設計和合成具有特殊功 能或多功能有機矽氧烷具有重要意義，如含脲基的有機矽氧烷用於特異識別性能分子印跡材料；含吩嗪的分子印跡材料用於吩嗪類的藥物緩釋和藥物固載化合成；含醯胺的有機矽氧烷用於稀土發光材料及白炭黑改性[Anal.Chem., 2002, 74
(2):458 - 467; Biomaterials 2007, 28:3741-3749 ；Environ.Sc1.Technol., 2012, 46
(16): 8653-8660 Materials Research Bulletin 2009，44:1334 - 1338]。本發明基於以上功能，設計一種含吩嗪的功能性有機矽氧烷，為多功能有機矽氧烷的製備提供可行方法，迄今為止，尚未發現有專利或文獻報導本發明公開了的化合物。
【發明內容】
[0004]為克服功能性矽氧烷的特殊功能單一、品種稀少的缺點，本發明的目的是提供一種含吩嗪的新型多功能性矽氧烷及其合成方法。
[0005]本發明為實現上述目的所採用的技術方案是:本發明所述的含吩嗪的功能性矽氧烷，其結構式如下式(I):
【權利要求】
1.一種含吩嗪的功能性矽氧烷，其結構式如下:
2.一種含吩嗪的功能性矽氧烷的合成方法，其特徵是:三步合成，具體合成線路如下:1)N2保護下，將連二亞硫酸鈉的水溶液慢慢滴加至沸騰的吩嗪乙醇溶液中，常溫下攪拌反應2.5飛h，反應結束後，過濾，濾餅用水衝洗，烘乾，得到5，10- 二氫吩嗪；2)N2保護下，在反應容器中，將5，10-二氫吩嗪溶解在二氯甲烷中，加入敷酸劑，再加入高活性羰基化試劑，回流、攪拌，薄層跟蹤檢測反應；反應結束後，減壓蒸餾除去二氯甲烷，粗品用柱色譜分離提純，烘乾，得到淺黃色固體中間體；3)N2保護下，在反應容器加入步驟2)合成的淺黃色固體中間體產物、3-氨丙基三烷氧基矽烷、敷酸劑和乙醚，室溫下薄層跟蹤檢測反應；反應結束後將沉澱濾掉，濾液減壓蒸餾除去乙醚，粗品用柱色譜分離提純，得到淡黃色液體。
3.根據權利要求2所述的合成方法，其特徵是:3_氨丙基三烷氧基矽烷中的烷氧基選自甲氧基或乙氧基。
4.根據權利要求2所述的合成方法，其特徵是:高活性羰基化試劑選自三光氣、光氣、二(4-硝基苯)碳酸酯、羰 基苯並三唑、N，N』_羰基二咪唑、三氯乙醯氯、三溴乙醯氯、二碳酸二叔丁酯或碳酸二甲酯。
5.根據權利要求2所述的合成方法，其特徵是:縛酸劑選自三乙胺、三丙胺、三丁胺、三異丁胺、A 二異丙基乙胺或吡啶。
6.根據權利要求2或3或4或5所述的合成方法，其特徵是:5，10-二氫吩嗪與羰基化試劑的摩爾比為1:1-1:6，最優比例為1:3;5，10-二氫吩嗪與敷酸劑摩爾比為1:1-1:8，最優比例為1:3。
7.根據權利要求2或3或4或5所述的合成方法，其特徵是:中間體與3-氨丙基三烷氧基矽烷摩爾比的摩爾比為1:1-1:3，最優比例1:1.5，中間體與敷酸劑摩爾比為1:1-1:4，最優比例為1:2。
8.—種權利要求1所述的含吩嗪的功能性矽氧烷用於對吩嗪具有優異識別性的分子印跡聚合物的合成及分子印跡聚合物。
9.一種權利要求1所述的含吩嗪的功能性矽氧烷用於白炭黑改性的偶聯劑和分散劑。
【文檔編號】C07F7/18GK103694270SQ201310712453
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】童躍進, 李翔, 高勇, 關懷民, 戴宏, 鄒行, 郭靜 申請人:福建師範大學