農膜用轉光劑2，4，6—三（芴烯基）—1，3，5—均三嗪的合成

摘要：合成了一種新型的化合物，名稱為2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT），分別運用紅外光譜、紫外光譜和分子熒光光譜探討了這種化合物的光譜特征。結果表明，在325和380 nm的紫外光激發下，此化合物在固態和溶液中均能在410～500 nm范圍內發出較強的光，有望作為一種轉光劑應用到農膜中。

關鍵詞：農膜；合成；均三嗪；轉光劑

中圖分類號：O629.32 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）24-6560-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.24.059

陽光是植物進行光合作用的主要能量來源，近年人們已將其作為“光肥”加以研究和利用。農用薄膜是重要的農業生產資料，對其添加轉光劑使之具有轉光作用能夠極大的提高農作物對太陽光的利用，增加農業產量[1，2]；對農作物來講，葉片是植物的光合作用器官，當太陽光照射到葉子表面時，就會被植物體內的色素所吸收[2]；生態學研究表明，400～500 nm的藍紫光和630～680 nm的紅橙光有利于植物的光合作用，而能將日光中的紫外光（280～380 nm）和被作物莖葉大量反射掉的綠黃光（510～580 nm）轉換成藍光和紅橙光的物質則可用作農用轉光劑加入到塑料棚膜中，以改善光質，將這種轉光材料添加到農用塑料薄膜中應用到農業上，可以提高光的利用率，達到農作物增產增收，提高經濟效益的目的[3-9]。

1，3，5-均三嗪是一個非常重要的共軛雜環母體，其衍生物是一類應用十分廣泛的化合物。本研究以乙腈和乙醇為原料合成了 2，4，6-三甲基均三嗪，然后與芴酮反應得到一種新的轉光劑2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT），具體合成路線見圖1。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

紅外光譜測試采用美國PE Spectrum One型傅里葉紅外光譜儀（KBr壓片）；元素分析用美國PE 2400型元素分析儀；紫外光譜采用Shimadzu UV-265型紫外可見分光光度計測定；熒光光譜采用日本Shimadzu RF-5301 PC型熒光光譜儀，Varian Inova-400超導核磁共振儀（TMS為內標）；熔點由 Olympus BH-2型偏光顯微鏡觀察。

乙醇、乙腈、苯、二氯甲烷、無水碳酸鉀、冰乙酸、芴酮、甲醇均為分析純；乙醇、乙腈、苯、冰乙酸需要重蒸。

1.2 三甲基均三嗪的合成

取53 mL（1 mol）乙腈，58 mL（1 mol）無水乙醇，70 mL苯加到 500 mL三口瓶中，攪拌下通入HCl氣體，這一過程在18～20 ℃溫度下進行，然后保溫反應30 h，抽濾，得白色乙酰亞胺乙酯鹽酸鹽（EAM·HCl）結晶105 g。稱取43 g K2CO3溶于180 mL水中，與105 mL CH2Cl2溶液混合后，迅速加入52 g乙酰亞胺乙酯鹽酸鹽，攪拌10 min后，靜置，然后分出有機相，水相用60 mL CH2Cl2溶液萃取兩次。合并有機層，用無水K2CO3干燥過夜。蒸餾至42 ℃，殘留液中含有80%～90%的乙酰亞胺乙酯。然后在殘留液中加入占乙酰亞胺乙酯8%的冰乙酸，攪拌12 h后，蒸餾至75 ℃，殘留物用30 mL CH2Cl2溶液稀釋，抽濾，去掉白色脒類副產物，濾液蒸餾，收集145～150 ℃之間的餾分，得到白色固體5.2 g，即三甲基均三嗪，產率25.4%。三甲基均三嗪在CH2Cl2溶液或者乙醇中重結晶，得到白色針狀固體產物，1H NMR（CD3CD2OD）δ：2.37（s，9H）。

1.3 2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT）的合成

在50 mL的三口燒瓶中，加入0.9 g（5 mmol）芴酮、12 mL乙醇混合均勻，攪拌使其完全溶解，然后慢慢加入8 mL乙醇、1.4 mL 10%的KOH溶液、0.2 g（1.6 mmol）均三嗪的混合溶液，滴加完后在60 ℃下回流反應6 h后，然后在40 ℃回流反應86 h，冷卻，抽濾，得到黃色固體0.17 g，產率17.45%。用苯和乙醇的混合物為展開劑，以薄層層析硅膠為吸附劑，將所得固體進行薄層色譜分離。將所得產物溶于等體積混合的苯和氯仿中制成飽和溶液，室溫下緩慢揮發，可得到黃色結晶。分子式：C45H27N3 M=609 m.p：198～205 ℃。1H NMR（CDCl3），δ：7.43（6H，d）；7.36（6H，d）；7.20（6H，d）；7.17（6H，d）；6.78（3H，s）。

2 結果與分析

2.1 2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪的紅外光譜

從圖2看出，1 453～1 615 cm-1強的吸收峰為苯環骨架振動和均三嗪環狀結構的吸收，且為高度共軛結構，吸收峰向低波方向偏移，3 100～3 000 cm-1區弱的=C-H伸縮振動，876、735 cm-1的吸收說明有均三嗪三取代，1 720、2 830 cm-1處沒有吸收峰，說明沒有酮基存在，反應進行完全，與目標產物相符。

2.2 紫外可見光譜分析

溶劑為氯仿，濃度為1×10-6 g/L，測得此化合物（TFT）和原料芴酮、三甲基均三嗪（TMT）的紫外可見光譜，如圖3所示。從圖3可以看出，所得產物（TFT）的最大吸收波長為337 nm，比原料TMT（最大吸收波長為280 nm）、芴酮（最大吸收波長為252 nm）分別紅移了57、85 nm。這是因為新合成的化合物共軛程度增強，使得π-π*躍遷的最大吸收峰發生紅移，符合理論原理。

2.3 轉光劑的發光性能

入射光和發射光的狹縫寬分別為5 nm，以氯仿為溶劑，配制成濃度為1×10-6 g/L的溶液，在激發波長為380 nm的紫外光激發下，測得化合物2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT）在液態狀態下熒光發射（em）光譜，如圖4。狹縫寬度不變，在325 nm的紫外光激發下，測得化合物2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT）在固態狀態下的熒光發射（em）光譜，如圖5。由圖5可得，化合物在氯仿溶液中的最大發射波長為424 nm，化合物在固態時的最大發射波長為502 nm，不論是在液態或者固態時，該化合物的發射波長均可以起到改善光質的作用，把這種化合物添加到塑料大棚農膜中，改善太陽光照的強度，提高農作物光合作用效率，從而達到增產增收的效益。

3 結論

用乙腈、無水乙醇和芴酮為起始原料合成了2，4，6-三（芴烯基）-1，3，5-均三嗪（TFT），并且對這種化合物進行了表征。其紫外光譜最大吸收波長為337 nm，比原料芴酮紅移了85 nm；熒光光譜表明，此化合物在藍紫光范圍內發出較強的光，這種化合物如果應用到農用塑料大棚膜內，可以改善光質，增強太陽光照度，從而提高農作物光合作用效率，達到增產增收的效果，該化合物的合成及其表征為后續轉光劑的研究奠定了基礎。

參考文獻：

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