[發明專利]三炔基單體1,3,5-三炔丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮的合成方法及其應用

有效

• 申請號: 201010533489.0
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102030717A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 史鐵鈞;楊兆攀
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C07D251/30
• 分類號: C07D251/30;C08G61/12
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種炔基有機單體的合成方法，具體地說是三炔基單體1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的合成方法及其應用。

二、背景技術

炔基樹脂是一類新型的熱固性樹脂，此類樹脂的反應活性高，在熱、輻射或者催化劑的條件下，炔基之間可以反應生成芳香環或共軛多烯的體型結構。該類樹脂具有與其他樹脂不同的優點，比如：固化過程沒有揮發性副產物產生，得到的是致密的固化產物；其固化產物具有良好的耐熱性能、力學性能等，能在比較惡劣的情況下保持材料的基本性能等，所以炔基樹脂一直是人們研究的熱點。近年來研究的重點在于在樹脂中引入多環結構或雜原子，如N、Si、O、S等，以此來提高炔基樹脂的使用性能或者賦予樹脂一些特殊的性能。炔基樹脂除了可以單獨使用之外，還可以以此為基體，制備許多高性能或具有特殊性能的復合材料。制備這類高性能樹脂的主要前提是合成炔基單體。1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮是一種重要的炔基單體，該炔基單體的主要特點在于化合物中具有雜原子N，并且含有三個炔基，這是一般炔基單體不具有的特點，這使得單體在交聯的過程中，能發生更多的交聯，產生更好的力學性能和耐熱性能。所以1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮在高性能樹脂的制備以及相關改性方面很有優勢。關于1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的制備，已有文獻記載可由氰酸鉀、溴丙炔在二甲基甲酰胺或二甲基亞砜的堿性鹽溶液中反應制得，但是該方法在溶劑二甲基亞砜中產率較低，反應使用的有機溶劑難于回收，對環境影響大，且相對成本較高，產品后處理工藝復雜，且引進了如苯等毒性較大的溶劑。

三、發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種操作簡單、安全性高、原料成本低、反應條件溫和，易于規模化生產的三炔基單體1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的合成方法及其應用。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明三炔基單體1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的合成方法的特點在于其反應式如下：

反應溫度為75-80℃，反應時間為15-20小時。

本發明三炔基單體1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的合成方法的特點也在于按如下過程進行：

將異氰尿酸、堿金屬氫氧化物、相轉移催化劑和水加入到燒瓶中，在攪拌下水浴加熱到反應溫度后向反應容器中滴加溴丙炔，反應結束后冷卻至室溫，靜置分層后分離得固體物，用無水乙醇洗滌所述固體物至白色后在55℃下真空干燥6小時即得到1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮；

所述相轉移催化劑為四丁基氯化銨、四丁基氯化磷、18-冠-6-醚或聚乙烯醇；

其中，異氰尿酸和溴丙炔的摩爾比為1∶6、1∶8或1∶10，異氰尿酸和堿金屬氫氧化物的摩爾比為1∶4，異氰尿酸和相轉移催化劑的摩爾比為1∶0.2，水的用量為100mL。

本發明三炔基單體1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的合成方法的特點也在于：所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

本發明一種聚1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的制備方法的特點是：取1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮置于陶瓷坩堝中，將所述陶瓷坩堝置于高溫爐中，通入氮氣后升溫固化得成品。

本發明一種聚1，3，5-三炔丙基-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的制備方法的特點也在于：所述升溫固化是：

先以5℃/min的升溫速率升溫至200℃，在200℃保溫2小時，再以1℃/min的升溫速率升溫至220℃，在220℃保溫1小時；之后將升溫速率控制在1℃/min分別升溫至240℃、260℃、280℃、300℃，并在此過程中，分別在240℃、260℃、280℃、300℃保溫1小時，最后以1℃/min的升溫速率升溫至310℃，保溫0.5小時后結束固化過程。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明所用異氰尿酸、溴丙炔、氫氧化鈉和四丁基氯化銨等都是廉價易得的原料，生產成本低。

2、本發明制備過程工藝簡單、操作簡便、反應條件溫和，易于實現工業化生產。

3、本發明以水為反應溶劑，成本低、污染小，符合綠色化學的要求。

4、本發明產品后處理工藝簡單，可以節約資源。

四、附圖說明