噻吩-2,5-二羧酸作为一种重要的中间体,具有广泛的应用价值。本文将探讨噻吩-2,5-二羧酸在化学合成领域中的具体应用。
简述:噻吩-2,5-二羧酸是合成苯并恶唑类荧光增白剂的重要中间体,该类增白剂主要用于塑料、合成纤维及涂料等的增白,具有优良的应用性能。随着塑料和合成纤维用量不断增加,其用量越来越大,其应用范围也不断扩大。
应用:
1. 合成双席夫碱荧光探针
邢玉静等人以噻吩-2,5-二羧酸为原料,通过引入不同的识别基团,合成了一系列以噻吩羧酸为骨架的双席夫碱荧光探针。合成的探针分别为N'2,N'5-双((E)-4-(二乙基氨基)-2-羟基苄基)噻吩-2,5-二碳酰肼(T)、N'2,N' 5 -双((E)-2羟基苄基)噻吩-2,5-二碳酰肼(R)、N'5,N'7-双(E)-2-羟基亚苄 基-2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二恶氢-5,7-二羧酰肼(E)、N'2,N'5-双((E)-喹啉-2-亚甲基)噻吩-2,5-二碳酰肼(C)和N'5,N'7-双(E)-喹啉-2-亚甲基-2,3-二氢噻吩并[3,4 b][1,4]二恶氢-5,7-二羧酰肼(Q)。以化合物T的合成为例:
(1)噻吩-2,5-二羧酸二甲酯(1)的合成
将噻吩-2,5-二羧酸(1.0 g,5.8 mmol)溶于 100 mL甲醇,加入3滴浓硫酸作为催化剂;加热回流反应19小时,经过板层析检测,原料反应完全,有白色固体析出。真空抽滤,使用甲醇多次洗涤,得到1.001 g白色固体1,收率86.2%。
(2)噻吩-2,5-二碳酰肼(2)的合成
将化合物1(1.0 g,5.0 mmol)和水合肼(4 mL,80 mmol)溶于50 mL乙醇中,加热回流反应6小时。随反应进行,有黄色固体生成,经过板层析检测,反应完成。真空抽滤,使用乙醇多次洗涤,得到0.889 g淡黄色固体纯品2,收率88.8%。
(3)N'2,N' 5 -双((E)-4-(二乙基氨基)-2-羟基苄基)噻吩-2,5-二碳酰肼(T)的合成
将4-二乙基氨基水杨醛(139 mg,0.72 mmol)和化合物2(60 mg,0.3 mmol)在 30 mL乙醇中室温搅拌12小时。反应完成后,粗品真空过滤,乙醇洗涤,得到150 mg 橙色固体纯品T,收率88.9%。
2. 新型聚2,5-噻吩二羧酸乙二醇酯
2, 5-呋喃二羧酸已被认为是对苯二甲酸的替代品。然而, 对于结构相似的2, 5-噻吩二羧酸 (TDCA) 的研究和报道却不多, 尤其是其在聚酯合成方面的研究和报道几乎没有。TDCA主要用于制备荧光增白剂、高效农业杀菌剂和抗癌药物, 以及在金属配合物方面的应用。从结构上分析, TDCA的理化性质与FDCA和TPA相似, 而且TDCA也可以以糖类为原料合成, 即TDCA也属于一种可再生资源。因此, 对TDCA基聚酯的研究具有重要的探索和实际指导意义。
郑威等人通过直接酯化法,以2,5-噻吩二羧酸(TDCA)和乙二醇(EG)为原料,钛酸丁酯为催化剂,合成了新型的聚2,5-噻吩二羧酸乙二醇酯。合成具体步骤如下:
称取0.25mol TDCA, 0.45mol EG和钛酸丁酯, 加入到100mL的三口烧瓶中, 在氮气的保护下缓慢升温至170℃, 并不断搅拌, 常压反应2. 5h, 至出现清晰点和酯化反应产生的水接近理论值, 表示酯化反应结束。酯化反应结束后, 采用真空干燥箱在200℃低真空下继续反应1h, 预缩聚脱去多余的EG, 然后在225℃, 60Pa的真空下反应4h, 将反应物倒入冷水中, 切粒, 110℃真空干燥5h, 即制得聚2, 5-噻吩二羧酸乙二醇酯。
参考文献:
[1]邢玉静. 噻吩-2,5-二羧酸衍生物的合成及应用[D]. 济南大学, 2022. DOI:10.27166/d.cnki.gsdcc.2022.000339
[2]郑威,兰建武,杨琴等.新型聚2,5-噻吩二羧酸乙二醇酯的合成与表征[J].化工新型材料,2018,46(09):183-186.
[3]姜双英,陆海燕.噻吩-2,5-二羧酸的制备[J].化工时刊,2008,(05):40-41.DOI:10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2008.05.011