[发明专利]单酰基二茂铁希夫碱胺基环三磷腈及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单酰基二茂铁希夫碱胺基环三磷腈及其合成方法。

背景技术

二茂铁基团具有芳香性、氧化还原性及低毒性，其希夫碱在聚合物、电化学、医学、催化剂等领域有着广泛的应用。将二茂铁基团引入不同的分子，以期得到新的，或具有特殊性能的化合物是近年来二茂铁化学研究的一个热点。聚磷腈是一系列由氮、磷原子单双键交替为主链，有机取代基为侧链的高分子总称，选择不同的侧链取代基可以制备各种性能不同的磷腈希夫碱，其性质介于无机化合物、有机化合物和高分子之间，有“无机橡胶”之称。近些年来，磷腈材料的研究相当活跃，其研究范围涉及阻燃材料、特种橡胶材料、生物材料、医学材料、固体电解质材料、液晶材料、光电材料等多个方面。

文献（J.Am.Chem.Soc.1984，106，2337～2347）报道二茂铁在低温条件下与有机锂反应制备二茂铁锂，二茂铁锂再与六氯环三磷腈反应或六氟环三磷腈亲核取代反应合成二茂铁环三磷腈衍生物，路线中所用原料不易制取；反应温度低，操作不便。所以人们一直在寻找简单、安全、成本低的合成路线。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法简单、安全、成本低的单酰基二茂铁希夫碱胺基环三磷腈及其合成方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：以二茂铁（C₅H₅FeC₅H₅）为原料制备单酰基二茂铁（C₅H₅FeC₅H₄C(R)=O），单酰基二茂铁与二元胺（H₂N-R^”-NH₂）反应生成含端氨基的二茂铁希夫碱（C₅H₅FeC₅H₄C(R)=N-R^”-NH₂），用五氯化磷（PCl₅）与氯化铵（NH₄Cl）所合成的六氯环三磷腈（N₃P₃Cl₆）继续与该含端氨基的二茂铁希夫碱反应，得目标产物单酰基二茂铁希夫碱胺基环三磷腈（N₃P₃ (NH-R^’’-N=C(R)C₅H₄FeC₅H₅) _nCl_6-n， n=1, 2, 3, 4, 5, 6）。

备注： 

本方案可用下述合成路线表示：

.

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案;

一种单酰基二茂铁希夫碱胺基环三磷腈，其特征在于该化合物的结构式为：

       该化合物的具体制备方法为：

在惰性溶剂中加入适量缚酸剂，在催化剂催化作用下五氯化磷与氯化铵反应，五氯化磷与氯化铵的摩尔比是1:（1～1.5），在100～180℃反应3～8h生成六氯环三磷腈（N₃P₃Cl₆）。

反应式为：

在惰性溶剂中，催化剂催化作用下二茂铁与酰化试剂反应，二茂铁与酰化试剂的摩尔比是1:（1～5），在0～100℃反应0～24h生成单酰基二茂铁（C₅H₅FeC₅H₄C(R)=O）。

反应式为：

在有机溶剂中，催化剂催化作用下单酰基二茂铁与二元胺反应，单酰基二茂铁与二元胺的摩尔比是1:（1～1.5），在40～150℃反应6～24h生成含端氨基的二茂铁希夫碱 （C₅H₅FeC₅H₄C(R)=N-R”-NH₂）。

反应式为：