吖嗪是有机化合物的一类,呈环状结构,含有一个或几个氮原子。吖嗪化合物具有一定的
生物活性。
简介
名称
吖嗪,呈环状结构,含有一个或几个氮原子。
(1)含有一个氮原子的是
吡啶(pyridine)或氮(杂)苯。
(2)含有二个氮原子的是哒嗪(pyridazine)、
嘧啶(pyrimidine)——C4H4N2、吡嗪(pyrazine)或称二嗪或二氮(杂)苯。
(3)含有三个氮原子的三嗪(triazine)或三氮(杂)苯,含有四个氮原于的四嗪(tetrazine)或四氮(杂)苯,含有五个氮原子的五嗪(pentazine)或五氮(杂)苯。
(4)含有一个氮原子和一个氧原子的恶嗪(oxazine)或氧氮苯。
(5)含有一个硫原子和一个氮原子的噻嗪(thiazine)或硫氮苯。
作用
吖嗪是用途很广泛的化合物,如作染料、光敏物质 、聚合单体 、另外它们还是加成反应的母体化合物。
合成
常用合成吖嗪的方法是用过量的水合脐与醛酮反应。因为肼是有毒害物质, 反应时要采取必要的保护措施。近来有一些不以肼为原料的方法 , 但这些反应不具备有简便,高产, 通用性强的特点。缩氨脉在高温可分解生成吖嗪很早曾有报道 ,但这种反应得到的是混合物, 且产率低。产生了由芳香醛和盐酸氨基脉在
无水氯化锌催化下一步生成吖嗪的新反应,此方法具有简便, 高产,通用性强等特点。合成路线如图《合成吖嗪的新方法》:
举例
硼吖嗪
物理化学性质:熔点为-58℃,沸点55℃,密度0.898,易燃液体,与水反应生成可燃性硼烷,热分解排出有毒的氮氧化物,强刺激眼睛,皮肤和黏膜,存放光照可自行爆炸,库房通风低温干燥, 0℃以下存放;避光存放; 防水。
应用:硼吖嗪是一种重要的BN陶瓷先驱体,在常温下为液态,其分子式为B3N3H6,既可以用作PIP法制备BN基复合材料的先驱体,也可以用作CVD法制备BN涂层的先驱体。
合成方法:合成时所需要的时间为3~4h。所有装置在使用前必须充分干燥,并且通入
惰性气体(氩或氮)。市售的NaBH4可不必提纯直接使用。二甘醇二甲(基)醚(diglyme)与氢化钙一起回流8h,加入LiAlH4继续蒸馏。取市售品(C4H9)3N与乙酸酐回流,在101.325kPa压力下进行蒸馏。另外,2,4,6-三氯三聚硼吖嗪宜在高真空中经40℃下升华。
在2L
三口烧瓶上装有搅拌器、回流冷凝器(装有氢氧化钾干燥管)、750mL滴液漏斗(上面装有进气管及调节气压的支管)。在操作中,通过进气管缓缓通入干燥氮气流(或氩气流)。将77g NaBH4(过量25%)溶于600mL
二甘醇二甲醚中,并装进烧瓶内,烧瓶在冰水浴中冷却。在激烈搅拌下,加入380g(C4H9)3N(约过量25%)。然后将100g 2,4,6-三氯三聚硼吖嗪溶于250mL二甘醇二甲醚的溶液经1~2h滴入反应器内。添加完毕,进一步搅拌继续冷却30min。再将40cm的维德米尔(Widmer)管装在反应器上,与冷凝捕集器(用干冰甲醇冷却)和高真空系统(133Pa以下)连接起来。将反应器调至室温以后,再徐徐加热至40~50℃对生成物进行蒸馏。这时三聚硼吖嗪及某些副产物均凝聚在捕集器中。对粗三聚硼吖嗪,可在25cm的罩式塔(塔中充满不锈钢螺旋)中、在101.325kPa压力下的干燥氩气流中进行再蒸馏。接受器用冷冻剂(冰盐水)冷却。可制得约18~20g的三聚硼吖嗪。收率为41%~46%。
水杨醛吖嗪
物理化学性质:密度为1.172g/cm3,熔点为213℃,沸点399.078°C ,闪电256.058°C,保持容器密封,储存在阴凉,干燥的地方。常温常压下稳定,避免氧化物接触。对水是稍微有害的,不要让未稀释或大量的产品接触地下水,水道或者污水系统,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。
合成方法:在装有搅拌、温度计、
回流冷凝管及滴液漏斗的250ml 四口烧瓶中,加入38ml 水,20g 氢氧化钠当其完全溶解后(加28ml 水溶,留10 ml给苯酚。加NaOH 时一定要将NaOH 加到水中,不能加水加入到NaOH 中,因为NaOH 遇水剧烈放热,所以NaOH 一定要慢慢加,必须一定要等上次的NaOH 溶解后再加入),降至室温,搅拌下加入9.4g 苯酚(烧杯中加入10mL 水,然后将加入热的苯酚液体。苯酚熔点40度,常温下容易凝固,不事先溶在水中,会粘在杯壁,引起误差),完全溶解后加入0.16mL(3-6滴) 三乙胺(
相转移催化剂),水浴加热至60 ℃时,在强烈搅拌下,于30分钟内缓缓滴加16mL 氯仿(氯仿沸点61.1度,易挥发,恒压滴液漏斗要盖塞)。滴完后,继续搅拌回流1小时,同时升温到65 ℃左右,此时反应瓶内物料渐由红色变为棕色,并伴有悬浮着的黄色水杨醛钠盐。
回流完毕,将反应液冷至室温,以1: 1盐酸(值日生配制)酸化反应液至pH=2-3,静置,分出有机层(用125 mL梨形分液漏斗,每次最多2/3体积,可能要分2~3次萃取),水层以乙酸乙酯萃取之(氯仿比重大,1.47,一般产物是在下层),合并有机层,水浴蒸馏除去乙酸乙酯后,用加热套进行水汽蒸馏(加50mL 热水进行水蒸气蒸馏,不能蒸干,否则瓶子不好清洗。若蒸干,用热的NaOH 溶液清洗)至无油珠滴出为止,分出油层,水层以乙酸乙酯萃取2次,将油层合并后,加饱和亚硫酸氢钠溶液(20mL ,值日生配制)。大力振摇后,滤出水杨醛与亚硫酸氢钠的加成物,用10%硫酸(值日生配制)于热水浴上分解加成物,分出油层,以无水硫酸钠干燥之,吸滤后测体积算产率。
安全术语:不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见;穿戴适当的防护服、手套和护目镜或面具。