四(4-三唑苯基)季戊四醚的制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种四(4-三唑苯基)季戊四醚单晶及其制备方法，它是采用“一锅法”，即对溴苯基季戊四醚，三唑，碳酸钾和氧化铜加热来制备该有机化合物。本发明的制备方法具有工艺操作简单，生产成本低，环境污染小的特点，适合大规模的工业化生产。本发明制备的单晶可以应用在超分子化学及阻燃剂方面的研究领域。
【专利说明】四（4-三唑苯基）季戊四醚的制备方法与应用
[0001]本发明得到天津市自然科学基金重点项目（12JCZDJC34300)及天津师范大学开发 基金（52XKl3O8)资助。
【技术领域】
[0002] 本发明属于有机合成【技术领域】，涉及四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物及其单晶 以及它们的制备方法，四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物在超分子化学方面的应用。
【背景技术】
[0003] 1987年，Nobel化学奖授予超分子化学研究方面杰出的三位科学家：C.J. Pedersen、J. -M.Lehn和D.J.Cram,标志着化学的发展进入了一个新时代。超分子化学 是研究分子间协同作用形成复杂有序且具有特定功能的分子聚集体的科学，它主要研究 分子之间的非共价键的弱相互作用，如氢键、配位键、亲水/疏水相互作用及它们之间的协 同作用而生成的分子聚集体的组装、结构与功能。化学家们已创造了上千万种化合物，而 这些化合物在理论上都可以组成取决于组装体结构且具有特殊功能的超分子体系，这必 将开创新物质和新材料的无限发展空间。季戊四醇是一种重要的化工原料，可广泛应用于 树脂、涂料、油漆、炸药、增塑剂、非表面活性剂、医药和农药等的生产，以及多组分体系生 物活性调谐、类受体的产生等。由于季戊四醇的分子结构中含有四个羟基官能团，空间四 取向及结构对称，其衍生物的结构有利于在多个方向发生分子间的相互作用，故以此类分 子为核的衍生物在超分子化学领域中有广泛的用途，包括超分子网状结构、螺环冠醚、非 常规液晶、富勒烯衍生物、固相光催化反应、Janus树枝状分子等等。
[0004]迄今为止，尚未查到四（4-三唑苯基）季戊四醚这个化合物，更未检索到有关四 (4-三唑苯基）季戊四醚合成方法的文献报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的在于提供一种四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物及其制备方 法。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供一种四（4-三唑苯基）季戊四醚单晶及其制备方 法。
[0007] 本发明的再一个目的在于提供四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物及其单晶在制备 阻燃剂方面的应用。
[0008] 季戊四醇及其衍生物阻燃剂的研究进展：季戊四醇及其衍生物（如多季戊四醇） 因为高含碳量，多羟基官能团，在膨胀型阻燃体系中占据着重要的作用，成为无卤阻燃 剂开发的重要方向之一。随着社会的发展，人民生活水平的提高，人们对环境保护的要求与 日俱增，原有的卤系阻燃剂因为会产生有毒气体，大量浓烟已不再符合当今环保要求，人们 迫切需要一种燃烧过程中低毒、低烟、不产生腐蚀气体的高效阻燃剂，这大大促进了无卤阻 燃剂的开发。20世纪70年代中期发展起来的膨胀型阻燃技术集炭源、酸源、气源于一身， 是目前阻燃剂研究和开发的热门领域。它以其无卤、低烟、低毒和较低添加量而深受人们重 视，迎合当今保护生态环境的要求，已成为今后无卤、低烟、低毒阻燃剂的发展方向之一。
[0009] 含有这类阻燃剂的高聚物在受热时，表面能生成一层膨松且有封闭结构的炭质泡 沫层，该炭层具有隔热、隔氧、抑烟和防止产生液滴的四重功能，能有效地降低火灾，减少火 灾毒气中毒死亡事故，确保国家和人民的财产安全，具有重大的现实意义。目前，膨胀型阻 燃剂已被更多的人所认识，是一种很有发展前途的阻燃剂，国内外对膨胀型阻燃剂的应用 技术研究已有了显著的发展，被广泛地应用于塑料、合成纤维、橡胶、纸张和木材等领域。 [0010] 膨胀型阻燃剂主要是由炭源、酸源、气源三大部分组成，季戊四醇及其衍生物由于 其高含碳量，多官能团在膨胀阻燃系统中有广泛的应用。基于此，本发明主要研究高效、低 成本有机阻燃剂的设计与合成。季戊四醇衍生物是一类性能优良的阻燃剂，本发明即是选 用季戊四醇为基本骨架通过简单的有机反应，设计和合成新颖的季戊四醇类有机物。
[0011] 本发明人在试验中惊奇地发现：以对溴苯基季戊四醚，三唑，碳酸钾和氧化铜为主 要原材料，反应中以N，N-二甲基甲酰胺（DMF)为溶剂，控制温度在70-2KTC时，可以得到收 率高的四（4-三唑苯基）季戊四醚及其单晶。
[0012] 为此本发明人提供了如下的技术方案： 四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物具有如下的结构：
【权利要求】
1. 四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物具有如下的结构：
2. 四（4-三唑苯基）季戊四醚单晶，其特征在于该单晶结构采用APEX II CXD area detector,使用经过石墨单色化的Moka射线（I = 0.71073 A)为入射福射，以r 一·^<7扫 描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数，从差值Fourier电子密度图利用 SHELXL-97直接法解得单晶数据：
3. 权利要求1所述四（4-三唑苯基）季戊四醚化合物的制备方法，其特征在于在极 性溶剂采用"一锅法"，将化合物（I )，化合物（II )，碳酸钾和氧化铜在加热条件下反 应制备；其中对溴苯基季戊四醚：三唑：碳酸钾：氧化铜的摩尔比为2:15:30:1 ;反应温度 70-2KTC ,皮应时间24-120小时：
4. 权利要求2所述四（4-三唑苯基）季戊四醚单晶的制备方法，其特征在于在极性 溶剂中将对溴苯基季戊四醚，三唑，碳酸钾和氧化铜在加热条件下制备该单晶；其中对溴苯 基季戊四醚：三唑：碳酸钾：氧化铜的摩尔比为2:10:30:1 ;反应温度70-2KTC，反应时间 24-120 小时。
5. 权利要求3或4所述的制备方法，其中所述的极性溶剂为N，N-二甲基甲酰胺，所述 的碱为氢氧化钠。
6. 四（4-三唑苯基）季戊四醚单晶在超分子化学方面的应用。
7. 四（4-三唑苯基）季戊四醚单晶在制备阻燃剂方面的应用。
【文档编号】C07D249/08GK104262271SQ201410254567
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】刘巨艳, 王英, 韩森凯, 韩卿, 徐敏, 王茜, 王娜, 张鑫 申请人:天津师范大学