恶唑的制备及其应用

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℃)。

 图1 恶唑的结构式。

合成

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。

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。

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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