Введение
Ароматическое гетероциклическое соединение
Триазины — это класс гетероциклов, содержащих азот. Молекулярная формула родительских молекул — C3H3N3. Они существуют в трех изомерных формах, наиболее распространённой из которых является 1,3,5-триазин.
Структура
Триазины имеют плоское шестичленное кольцо, подобное бензольному, но с тремя атомами углерода, замененными атомами азота. Три изомера триазина различаются положением атомов азота и называются 1,2,3-триазином, 1,2,4-триазином и 1,3,5-триазином. Другими ароматическими азотсодержащими гетероциклами являются пиридины с одним атомом азота в кольце, диазины с двумя атомами азота в кольце, триазолы с тремя атомами азота в пятичленном кольце и тетразины с четырьмя атомами азота в кольце.
Меламин
Известным триазином является меламин (2,4,6-триамино-1,3,5-триазин). Благодаря трем аминогруппам, меламин служит предшественником для промышленных смол. Гуанамины тесно связаны с меламином, но отличаются от него наличием органической группы вместо одной аминогруппы. Это различие используется для регулирования плотности сшивания в меламиновых смолах с помощью гуанаминов. К важным промышленным гуаминам относятся бензогуанамин и ацетогуанамин.
хлорид цианура
Другим важным триазином является хлорид циануровой кислоты (2,4,6-трихлоро-1,3,5-триазин). Триазины, замещенные хлором, являются компонентами реактивных красителей. Эти соединения реагируют через хлорную группу с гидроксильными группами, присутствующими в целлюлозных волокнах, посредством нуклеофильного замещения, а другие позиции триазинового кольца содержат хромофоры. Соединения триазина часто используются в качестве основы для различных гербицидов.
Другое
Триазины также широко используются в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности в качестве нерегенерирующего агента для удаления сероводорода; они добавляются в потоки жидкостей для удаления сероводородного газа и меркаптанов, которые могут снижать качество переработанных углеводородов и наносить вред трубопроводам и инфраструктуре объектов, если их не удалить.
Синтез
Наиболее распространенные изомеры 1,3,5 получают путем тримеризации нитрилов и цианидов, хотя существуют и более специализированные методы. Синтез 1,2,3- и 1,2,4-триазинов осуществляется более специализированными методами. Первое семейство триазинов можно синтезировать путем термической перегруппировки 2-азидоциклопропенов. Изомер 1,2,4, представляющий в основном специализированный интерес, получают конденсацией 1,2-дикарбонильных соединений с амидразонами. Классическим методом также является синтез триазина по Бамбергеру.
Реакции
Хотя триазины являются ароматическими соединениями, их энергия резонанса значительно ниже, чем у бензола. Электрофильное ароматическое замещение затруднено, но нуклеофильное ароматическое замещение протекает легче, чем у типичных хлорированных бензолов. 2,4,6-Трихлор-1,3,5-триазин легко гидролизуется до циануровой кислоты при нагревании с водой. 2,4,6-Трис(фенокси)-1,3,5-триазин образуется при взаимодействии трихлорида с фенолом. При взаимодействии с аминами один или несколько атомов хлора замещаются. Оставшиеся атомы хлора реакционноспособны, и этот принцип лежит в основе широкой области реактивных красителей. Хлорид циануровой кислоты способствует амидированию карбоновых кислот. 1,2,4-Триазины могут реагировать с богатыми электронами диенофилами в реакции Дильса-Альдера с обратным электронным требованием. В результате образуется бициклический интермедиат, который обычно затем отщепляет молекулу азота с образованием ароматического кольца. Таким образом, 1,2,4-триазины могут реагировать с алкинами с образованием пиридиновых колец. Альтернативой использованию алкина является использование норборнадиена, который можно рассматривать как маскированный алкин. В 2007 году был разработан метод синтеза высокопористых полимеров на основе триазина, который оказался полезным (в сочетании с палладием) для селективного восстановления фенолов.
Лиганды
Серия производных 1,2,4-триазина, известных как бистриазинилбипиридины (BTP), рассматривается в качестве потенциальных экстрагентов для применения в передовых технологиях переработки ядерного топлива. BTP – это молекулы, содержащие пиридиновое кольцо, соединенное с двумя 1,2,4-триазин-3-ильными группами. Триазиновые лиганды использовались для связывания трех динуклеарных ареновых комплексов рутения (или осмия) с образованием металлопризм.