[发明专利]一种1,3,5‑三嗪类衍生物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，特别涉及一种三嗪类衍生物的合成方法。

背景技术

三嗪类衍生物的研究始于20世纪50年代中期，当时开发出第一个三嗪类除草剂西玛津使农作物获得了大规模的收成。此后国外已开发出数十种该类的三嗪类化合物，主要用于除草、杀虫、杀菌和抗病毒等，如三嗪氟草胺、1,3,5-三嗪-2,4-二酮、扑草净和特丁津等。这类化合物毒性低，残留短，作用机制独特，近年来更是受到国内外研究人员的广泛关注。此外，三嗪化合物环张力较小，稳定性很好，氮含量极高(51.83％)，具有较高的生成焓，而且该类化合物具有高密度、热稳定性好等优点，因此可以作为气体发生剂、固体推进剂燃料以及烟火剂。如2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(TCT)、2,4,6-三叠氮基-1,3,5-三嗪(TAT)和2,4,6-三硝基-1,3,5-三嗪(TNTA)等都是良好的含能材料。因此，探索1,3,5-三嗪类衍生物的合成、生物活性是有机化学中最具生命力的研究课题之一。

文献中报道过的合成三嗪类化合物的方法主要有以下几种：

(一)以异硫氰酸酯类化合物与脒在微波下反应得到1,3,5-三嗪类化合物。

这种方法使用了微波条件，且用到的碱是NaOH等强碱，产率不高，工业上实施较困难。

(二)以异硫氰酸酯类化合物与N,N-二乙基脒类化合物在THF溶剂中室温下反应24h得到中间产物，再以HgCl₂为催化剂，三乙醇胺为碱，与脒的盐酸盐在室温下反应4h得到1,3,5-三嗪类衍生物。

该方法虽然在室温下进行，但是用到HgCl2这种剧毒类物质做催化剂，且得到的产物产率均不太理想。

(三)利用Ru配合物做催化剂，脒跟醇反应得到1,3,5-三嗪。

该反应是以贵金属Ru配合物做催化剂，且用到的碱为Cs₂CO₃，反应成本高，不利于工业大规模生产。

(四)以脒的盐酸盐与DMF反应得到1,3,5-三嗪类化合物。

该方法使用了吡啶做配体，且需要1atm的O₂条件，反应较为苛刻，而且底物的适用性不高，产率也不理想。

(五)以1,2,4-三唑与氰胺和原甲酸三乙酯进行三组分反应得到含有1,3,5-三嗪结构的物质。

该反应使用了微波反应，反应温度较高，且产率一般，不利于工业生产。

(六)利用对硝基苯基碳酸酯树脂进行多步反应得到1,3,5-三嗪类衍生物。

(i)S-甲基异硫脲硫酸盐(6equiv,0.1M)，Cs₂CO₃(12equiv,0.2M)，DMF,室温，48h。(ii)R¹NCO(6equiv,0.1M)，DCM，室温，一夜。(iii)R²NH₂(6equiv,0.1M)，THF，50℃，一夜。(iv)KOEt(3equiv,0.1M)，EtOH，60℃，一夜。(v)TFA/DCM(1:1)，1h。该方法为多步反应，这也决定了最终产物产率不高。

现有技术合成1,3,5-三嗪类化合物的方法很多，但是这些方法有些需要经过复杂的合成步骤，副反应较多，且大部分产率比较低；有些使用高毒性的底物或有机溶剂易造成环境污染，有些使用稀土金属等为催化剂，成本较为昂贵，不适用于工业生产。因此，提供一种合成1,3,5-三嗪类化合物的新型的绿色合成方法很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种1,3,5-三嗪类衍生物的合成方法，本发明利用空气为氧化剂，醋酸铜催化脒和醇直接反应，本发明合成方法成本低，原料易得，效率高，使用范围广，适合多种底物反应。

本发明采用的技术方案是：

一种1,3,5-三嗪衍生物的合成方法，步骤包括：

A、将脒的盐酸盐、醇与一水合醋酸铜、碳酸钠混合后，加入溶剂，在110℃-120℃的条件下空气中反应12h-24h；

B、将产物纯化，经萃取、干燥、浓缩后通过柱层析分离得到1,3,5-三嗪类衍生物。

所述脒的盐酸盐的结构式为：

其中R为H、Br、CH₃；

所述醇的结构式为：