一种含吩嗪的功能性硅氧烷及其合成方法
【专利摘要】本发明公开一种含吩嗪的功能性硅氧烷及其合成方法，包括：（1）以吩嗪和连二亚硫酸钠为原料合成5,10-二氢吩嗪；（2）以5,10-二氢吩嗪和三光气为原料合成5,10-二氢吩嗪-5-氨基甲酰氯；（3）将上述氨基甲酰氯化合物与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应得到含吩嗪的功能性硅氧烷化合物，经红外光谱、1H-NMR测定证实为含吩嗪的功能性硅氧烷。该化合物结构中含有多个功能基团：硅氧烷、酰胺、脲基、吩嗪等。在药物缓释、分子印迹识别材料、稀土发光材料、白炭黑改性等方面有潜在应用价值。本发明的合成方法的生产效率高，合成路线短，制备工艺简单。
【专利说明】一种含吩嗪的功能性硅氧烷及其合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能性的有机硅化合物的制备领域，特别涉及一种含吩嗪的功能性硅氧烷及其合成方法。
【背景技术】
[0002]功能性有机硅氧烷是一类重要的有机硅化合物，它是针对某些特殊用途而发展起来的一类化合物，其分子中同时具有能和无机物化学结合的反应基团及与有机物化学结合的反应基团，其结构通式可以表示为(OR)3Si(CH2)nY, n=0~3:R为烷基，通常是甲基、乙基等；Y为有机官能团，通常是乙烯基、氣基、环氧基、疏基或服基等。功能性有机硅氧烷主要应用于无机材料表面处理、高分子材料改性及金属材料的表面防护等方面，常用功能性有机硅氧烷有ΚΗ-550、ΚΗ-560、ΚΗ-570、ΚΗ-590等系列产品，这些产品大都能工业化生产并大量应用到相关领域。如ΚΗ-550为3-氨丙基三乙氧基硅烷，因结构中存在特殊硅氧烷基和碱性氨基，目前已大量用作酚醛、聚酯、聚酰胺、碳酸酯的矿物填充表面改性剂和聚氨酯、环氧粘结促进剂，此外ΚΗ-550在无机纳米材料领域广泛用于制备特殊形貌、结构的功能纳米材料。
[0003]尽管功能性有机硅氧烷在日常生活已得到广泛应用，但其存在结构单一、品种稀少、特殊功能针对性弱等缺点，这些问题都备受研究者关注。当前，新材料的开发对多功能提出要求，特别是在智能材料日益兴起的背景下，多功能化合物或材料成为大家研究的共同兴趣和目标，如分子印迹材料、药物缓释材料、发光材料和聚合物/无机物杂化材料等。设计和合成具有特殊功 能或多功能有机硅氧烷具有重要意义，如含脲基的有机硅氧烷用于特异识别性能分子印迹材料；含吩嗪的分子印迹材料用于吩嗪类的药物缓释和药物固载化合成；含酰胺的有机硅氧烷用于稀土发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]。本发明基于以上功能，设计一种含吩嗪的功能性有机硅氧烷，为多功能有机硅氧烷的制备提供可行方法，迄今为止，尚未发现有专利或文献报道本发明公开了的化合物。
【发明内容】
[0004]为克服功能性硅氧烷的特殊功能单一、品种稀少的缺点，本发明的目的是提供一种含吩嗪的新型多功能性硅氧烷及其合成方法。
[0005]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:本发明所述的含吩嗪的功能性硅氧烷，其结构式如下式(I):
【权利要求】
1.一种含吩嗪的功能性硅氧烷，其结构式如下:
2.一种含吩嗪的功能性硅氧烷的合成方法，其特征是:三步合成，具体合成线路如下:1)N2保护下，将连二亚硫酸钠的水溶液慢慢滴加至沸腾的吩嗪乙醇溶液中，常温下搅拌反应2.5飞h，反应结束后，过滤，滤饼用水冲洗，烘干，得到5，10- 二氢吩嗪；2)N2保护下，在反应容器中，将5，10-二氢吩嗪溶解在二氯甲烷中，加入敷酸剂，再加入高活性羰基化试剂，回流、搅拌，薄层跟踪检测反应；反应结束后，减压蒸馏除去二氯甲烷，粗品用柱色谱分离提纯，烘干，得到浅黄色固体中间体；3)N2保护下，在反应容器加入步骤2)合成的浅黄色固体中间体产物、3-氨丙基三烷氧基硅烷、敷酸剂和乙醚，室温下薄层跟踪检测反应；反应结束后将沉淀滤掉，滤液减压蒸馏除去乙醚，粗品用柱色谱分离提纯，得到淡黄色液体。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是:3_氨丙基三烷氧基硅烷中的烷氧基选自甲氧基或乙氧基。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是:高活性羰基化试剂选自三光气、光气、二(4-硝基苯)碳酸酯、羰 基苯并三唑、N，N’_羰基二咪唑、三氯乙酰氯、三溴乙酰氯、二碳酸二叔丁酯或碳酸二甲酯。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是:缚酸剂选自三乙胺、三丙胺、三丁胺、三异丁胺、A 二异丙基乙胺或吡啶。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的合成方法，其特征是:5，10-二氢吩嗪与羰基化试剂的摩尔比为1:1-1:6，最优比例为1:3;5，10-二氢吩嗪与敷酸剂摩尔比为1:1-1:8，最优比例为1:3。
7.根据权利要求2或3或4或5所述的合成方法，其特征是:中间体与3-氨丙基三烷氧基硅烷摩尔比的摩尔比为1:1-1:3，最优比例1:1.5，中间体与敷酸剂摩尔比为1:1-1:4，最优比例为1:2。
8.—种权利要求1所述的含吩嗪的功能性硅氧烷用于对吩嗪具有优异识别性的分子印迹聚合物的合成及分子印迹聚合物。
9.一种权利要求1所述的含吩嗪的功能性硅氧烷用于白炭黑改性的偶联剂和分散剂。
【文档编号】C07F7/18GK103694270SQ201310712453
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】童跃进, 李翔, 高勇, 关怀民, 戴宏, 邹行, 郭静 申请人:福建师范大学