二胺的合成
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本文利用A.W.Williamson 反应合成分子主链中含有醚链的二胺单体。Williamson 反应通常是指由卤代烃和酚或醇反应生成醚的一类的反应,其反应机理是SN 2亲核取代反应,首先由生成的苯氧负离
子,进攻卤代烃,然后卤元素离去形成醚键,生成含有醚键的化合物。Williamson 反应的条件控制主要是在碱(KOH 、K 2CO 3等)催化下,非
质子性强极性溶剂中(DMF 、DMAc 、NMP 等)进行的。
聚酰亚胺独特的刚性骨架和较强分子链间相互作用力,使得其具有很高的熔点或软化温度,导致它在大多数有机溶剂中的溶解性较差,这些局限性限制了其在某些领域中的应用。为了克服这些不足,在设计和合成新单体时,一般在分子链上引入大的悬浮侧基、柔性的醚链、多氟烷氧基团,及其引入不对称结构单元等方法。 N Cl O 2N NO
2OH +DMF
2-氯-5-硝基吡啶4-硝基苯酚N NO 2O
O 2N 5-硝基-2-(4-硝基苯氧基)-吡啶(NNP )
Pb/C ,H
NNH H O
N NH2
O
H2N
5-氨基-2-(4-氨基苯氧基)-吡啶(AAP)
5-硝基-2-(4-硝基苯氧基)-吡啶(NNP):
在装有磁子、冷凝管、氮气导管和温度计的250 ml四口圆底烧瓶中,加入 6.32g(0.04mol)2-氯-5硝基吡啶、5.56g(0.04mol)4-硝基苯酚和5.56g碳酸钾和150mlDMF溶剂。开动搅拌,将混合物溶液加热到80℃并在此温度下反应4h。然后,将反应液冷却至室温。将此反应混合物倒入至足够量的冰水中过夜。收集产生的固体,用水清洗三遍,再用石油醚:乙酸乙酯=4:1混合溶剂作为淋洗液,用柱层析的方法分离粗产品得到淡黄色固体产物8.84g。产率为88%.
5-氨基-2-(4-氨基苯氧基)-吡啶(AAP):
在250 ml,装有磁力搅拌棒,冷凝管及温度计的四口圆底烧瓶中,加入0.03mol 5-硝基-2-(4-硝基苯氧基)-吡啶(NNP)、0.3g钯碳催化剂和100ml绝对无水乙醇,强烈搅拌,在氢气流下室温反应96小时,之后过滤除去固体,减压除去乙醇,得淡黄色固体,柱层析提纯,的AAP5.4g,产率91%.
O
CH
3O 2N +Br 2C O
CH 2Br O 2N BNAP
N S O 2N
N S NH
2ANPT
H 2N
N S
NH 2
AAPT
a- 溴代-4-硝基苯乙酮(BNAP):
在一个配有机械搅拌、滴液漏斗、回流冷凝管的250ml 三口圆底烧瓶中加入16.51g(0.1mol)4-硝基苯乙酮溶于 100mL 氯仿中,待反应物全溶后,将反应体系置于冰水浴中,滴加 5.10mL(0.1mol)液溴,搅拌反应1小时左右。待液溴滴加完毕,再于室温下反应2小时左右,蒸干多余溶剂,所得粗品黄色粉末经乙醇重结晶后得到19.5g 浅黄色晶体a-溴代-4-硝基苯乙酮(BNAP))。产率:80%,熔点:93-94℃。 2-胺基-5-(4-硝基苯基)-噻唑(ANPT ):
在一个配有磁力搅拌、回流冷凝管的250ml 三口瓶中加入
4.88g(0.02mol)(BNAP)和1.52g(0.02mol)硫脲溶于 100mL 绝对无水乙醇中。反应2小时左右至生成絮状固体,将反应液倒入 400mL 左右蒸馏水中,氨水中和后得到黄色粗品。抽滤,用水和乙醇洗涤后,经乙醇重结晶得到3.39黄色晶体。产率:75%,熔点:278-280℃。 2-胺基-5-(4-胺基苯基)-噻唑(AAPT ):
在一个配有电磁搅拌、回流冷凝管以及滴液漏斗的250ml三口瓶中加入硝基化合物 11.06g(0.05mol) 2-胺基-5-(4-硝基苯基)-噻唑和5%Pd/C(0.45g)溶于100mL乙醇中。将反应液加热回流后,滴加20mL(80%)水合脐反应0.5小时左右。滴加完毕,再反应4小时左右,将得到的透明澄清反应液趁热滤去Pd/C,蒸馏至少量反应液,倒入200mL蒸馏水中,析出黄色粗品。抽滤,用乙醇重结晶得到7.2g黄色晶体,产率:90%。熔点:177-179℃。