2-甲氧基吩噻嗪的合成研究

论文摘要

吩噻嗪及其衍生物是重要的含N、S元素的有机化合物,具有很高的药理活性、生物活性及良好的光诱导转移反应特性,被广泛用于阻聚剂、润滑剂的抗氧剂、生物医药以及染料等工业。近年来,随着有机电致发光材料的开发,吩噻嗪类化合物在光敏材料制备中受到重视。2.甲氧基吩噻嗪是近年来新开发的一种吩噻嗪族衍生物,多用于电致发光材料的制备。本课题对2-甲氧基吩噻嗪的合成进行了探索,设计了合理新颖的合成路线,同时对各步反应进行了合理分析和条件优化,获得了较优的条件,为该化合物及具有类似性质的吩噻嗪衍生物的合成提供了较好的指导作用。具体的合成路线简述如下:以间苯二酚和苯胺为原料,在对甲苯磺酸类化合物催化下,合成3-羟基二苯胺,较优的工艺条件:反应温度190℃,催化剂对甲苯磺酸用量为间苯二酚的3%,苯胺与间苯二酚的投料摩尔比为1.2∶1,反应时间5小时,反应完毕后减压蒸出苯胺,得到的固体用水重结晶,得到红棕色固体,收率达92.4%;与常用催化剂磷酸相比,具有效率高、用量少、时间短的优点;采用减压蒸馏的方式回收过量的苯胺,回收率高、生产周期短;在3-甲氧基二苯胺的合成过程中,对甲基化过程中的关键参数如温度、原料摩尔配比、碱用量及硫酸二甲酯的滴加时间进行了考察,结果表明,在50℃下,NaOH用量为3-羟基二苯胺的1.2倍,硫酸二甲酯用量为3-羟基二苯胺的1.3倍,滴加时间1.5h,甲基化收率达90.5%,两步总收率为83.6%;采用一锅法合成了3-甲氧基二苯胺,省去了中间产品分离提纯的步骤,在相似的条件下,产品收率达到84.1%,比分步合成效果好,对提高工业化生产效率有利;在最终产品2-甲氧基吩噻嗪的合成过程中,采用了含多取代芳烃的混合溶剂作为溶剂,降低了操作难度,在相对较低的温度下提高了产品收率,操作简便,适于工业化;利用响应面实验设计法对温度、催化剂用量、原料配比等因素进行了优化,建立了产品收率对反应参数的二次模型,获得了最优的反应条件:反应温度162.5℃,催化剂用量为3-甲氧基二苯胺的1.1%（质量比）,硫磺与3-甲氧基二苯胺的摩尔比为2.22∶1,经实验验证在此条件下产品收率达到88.2%;产品总收率达74.2%;各步产品经熔点测定、GC、HPLC、GC-MS、FT-IR、1H NMR及13C NMR验证,结构正确。这种合成方法与文献报道工艺相比具有收率高、成本低、反应条件温和、操作简便、产品纯度较高及有利于清洁生产等优点,具备较好的实际生产价值。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 2 文献综述
• 2.1 课题背景
• 2.1.1 药物应用
• 2.1.2 聚合抑制剂
• 2.1.3 抗氧化剂
• 2.1.4 新材料应用
• 2.2 2-甲氧基吩噻嗪的结构和性质
• 2.3 吩噻嗪及其衍生物的合成方法概述
• 2.3.1 二苯胺类化合物环合
• 2.3.2 二苯硫醚类化合物环合
• 2.3.3 其他环合方法
• 2.3.4 吩噻嗪及其衍生物合成方法小结
• 2.4 3-甲氧基二苯胺的结构与性质
• 2.5 3-甲氧基二苯胺的合成方法概述
• 2.5.1 以卤代芳烃和芳胺为原料
• 2.5.2 以苯胺和间苯二酚为原料
• 2.5.3 以卤代芳烃和酰胺为原料
• 2.5.4 3-甲氧基二苯胺合成工艺总结
• 2.6 实验路线综合分析
• 3 3-羟基二苯胺的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料规格
• 3.2.2 实验器材
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 产品检测
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 催化剂的选择
• 3.3.2 温度对反应的影响
• 3.3.3 原料配比的选择及循环利用
• 3.3.4 反应时间的影响
• 3.3.5 苯胺回收套用的影响
• 3.4 本章小结
• 4 3-甲氧基二苯胺的合成
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料规格
• 4.2.2 实验器材
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.4 产品检测
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 碱的种类和用量的选择
• 4.3.2 温度的选择
• 4.4.3 原料配比的选择
• 4.3.4 滴加时间的影响
• 4.4 一锅法合成3-甲氧基二苯胺的研究
• 4.4.1 一锅法实验步骤
• 4.4.2 实验结果比较
• 4.5 本章小结
• 5 2-甲氧基吩噻嗪的合成
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料规格
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 实验步骤
• 5.2.4 产品检测
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 溶剂对反应的影响
• 5.3.2 催化体系的选择
• 5.3.3 反应温度的影响
• 5.3.4 原料配比对反应的影响
• 5.3.5 保护气对反应的影响
• 5.4 响应面实验优化
• 5.4.1 响应面实验设计简介
• 5.4.2 2-甲氧基吩噻嗪收率的响应面分析
• 5.4.3 最优化实验
• 5.6 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简介