恶唑的制备及其应用

2022/9/30 14:11:35

基本描述

恶唑的CAS号是288-42-6,分子式是C3H3NO,分子量是69.06。熔点是87-−84°C(lit.),沸点是69-70°C(lit.),密度是1.05g/mLat25°C(lit.),折射率是1.425(lit.),闪点属66°F,以及酸度系数(pKa)是0.8(at33℃)。

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 图1 恶唑的结构式。

合成

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图2 恶唑的合成路线[1]。

向溶于乙醇(3ml)中的芳族醛(1mmol)和2-氨基苯酚(1mmol)(2-芳基苯并恶唑的合成)或原酯(1mmol%)和2-氨苯酚(1mol)(2-烷基苯并[d]恶唑合成)的混合物中加入SnO2(1mol%)。将所得混合物在室温下搅拌适当时间。在通过TLC(正己烷/乙酸乙酯5∶2)监测的反应完成后,在减压下除去溶剂。将残留物溶解在乙醚(3 ml)中,并在30°C下加热5分钟。然后将混合物冷却至室温并过滤以除去催化剂。在减压下蒸发滤液以分离固体残余物,将其从乙醇-水(10∶1)中重结晶以提供纯产物恶唑。发现这些已知化合物的物理数据(M.p、IR、NMR)与文献中报道的相同。合成路线如图2所示。

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图3 恶唑的合成路线[2]。

将邻氨基苯酚1a-u(0.5毫摩尔)、异氰酸盐2a-i(0.6毫摩尔)和Pd(PPh3)4(5摩尔%,29.0毫克)在室温下在空气中的二恶烷(2毫升)中搅拌。搅拌适当时间后,将反应混合物冷却至室温,并使用乙酸乙酯和石油醚(5/1)的混合物作为洗脱剂通过硅胶短垫,得到分析纯形式的目标化合物恶唑,产率:15%。收率:56%。时间:2小时。温度:80℃。合成路线如图3所示。

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图4 恶唑的合成路线[3]。

4-甲基-6-(4-苯基哌啶-1-基)嘧啶(2o):在带有PTFE/硅酮隔膜和氮气鼓泡管的21x72 mm小瓶中加入10%的Pd/C(干粉,35.5 mg)、THF(3 ml)和4-甲基-2-(甲硫基)-6-(4-苯基哌啶-1-基)-嘧啶(1o)(500 mg,1.67 mmol)。将小瓶置于0°C浴中,用三乙基硅烷(800μl,5.01 mmol)处理,并在0°C下搅拌30分钟,然后在室温下搅拌4.5小时。通过45μM PTFE注射器过滤器过滤粗混合物,并将滤液浓缩成油。通过硅胶色谱纯化(20-100%EtOAc/庚烷,然后0-10%MeOH/EtOAc)得到标题化合物。将2-(甲硫基)苯并[d]恶唑(10)(500 mg,3.03 mmol)、10%Pd/C(64.4 mg,0.061 mmol)和三乙基硅烷(1.450 ml,9.08 mmol)在THF(3.0 ml)中的混合物在0℃搅拌30分钟,然后在室温下搅拌12小时。在硅胶(0-100%CH2Cl2/庚烷)上纯化。得到的恶唑为透明无色油状物,产率294.5mg,产率67%。合成路线如图4所示。

应用

恶唑经常被用作纤维合成材料的中间体,恶唑纤维的优异性及具有阻燃性、耐高温高压、抗老化和耐摩擦等性能,可广泛应用于航空航天、防火服等领域,在高技术纤维、热稳定非线性光学材料、光敏材料等方面也获得了应用[4-6]。尤其是恶唑纤维长丝可用于弹道导弹和复合材料的增强组分、纤维光缆的受拉件和光缆的保护膜;绳索和缆绳等高拉力材料、高温过滤用耐热过滤材料、导弹和子弹的防护设备、防弹背心、防弹头盔和高性能航行服、网球、快艇、赛艇等体育器材高级扩音器振动板、新型通讯、航空航天材料等[7-9]。恶唑纤维短切和浆粕可用于摩擦材料和密封垫片用补强纤维;各种树脂塑料的增强材料等。

总之,恶唑纤维具有优异的性能,如热稳定性和阻燃性,可用作防火服装[10];优良的卷曲、耐化学品、耐剪切、耐摩擦及耐高温磨擦性质,耐冲击性能,吸湿性小,能制成长丝、短纤等各种织物,可用作安全防护服和防弹材料等[11];很高的比强度和比模量,作为增强纤维可用于高性能的结构复合材料如发动机、宇宙空间器材;优异的耐烧蚀性能,可用于隔热烧蚀复合材料等。因此恶唑纤维在很多领域都有很大的用途,必将得到很大的发展。

参考文献

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