一种超支化聚咪唑啉类化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超支化聚咪唑啉类化合物的制备方法，包括以下步骤：将三元异腈基化合物、二元磺酰亚胺基化合物和聚合催化剂在有机溶剂中进行聚合反应，得到超支化聚咪唑啉类化合物。本发明专利技术的方法实施过程工艺简单，反应原料易得，可直接购买或通过简单的反应制备；聚合反应条件温和，室温下就能聚合，节约能源；聚合效率高，反应1小时就能得到较高分子量的聚合物；聚合过程中无副产物生成，符合原子经济性。本发明专利技术还公开了一种超支化聚咪唑啉类化合物及其应用。本发明专利技术的超支化聚咪唑啉类化合物具有良好的可加工性、高的热稳定性，并且可在酸性或碱性环境下降解，环境友好。环境友好。环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚咪唑啉类化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及超支化聚合物领域，特别涉及一种超支化聚咪唑啉类化合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]超支化聚合物由于其含有大量高度支化的三维结构而表现出特殊的性质。相较于线形聚合物，超支化聚合物往往具有较低的粘度、较低的结晶度、较好的溶解性、易修饰等特点，因而获得了高分子科学家的广泛关注。现如今，超支化聚合物在涂料、药物释放、纳米科学等领域有着广泛的应用，因此，探索新的可制备超支化聚合物的聚合反应以及具有新型功能的超支化聚合物具有重要的研究意义。
[0003]异腈基乙酸酯类单体与磺酰亚胺单体制备线形聚咪唑啉的聚合反应已被成功报道，然而将该聚合反应用于制备超支化聚合物仍是空白。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种超支化聚咪唑啉类化合物，具有良好的可加工性、高的热稳定性、可降解性。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种超支化聚咪唑啉的制备方法，操作简单，反应高效。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供一种三元异腈基化合物的应用。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种超支化聚咪唑啉类化合物，具有如下结构：
[0009][0010]其中，R1表示烷基或芳基，R2表示烷基或芳基。
[0011]优选的，所述R1为(II
‑
1)～(II
‑
2)中的一种：
>[0012][0013]R2为(III
‑
1)～(III
‑
2)中的一种：
[0014][0015]其中*表示取代位置。
[0016]所述的超支化聚咪唑啉类化合物制备方法，包括以下步骤：
[0017]将三元异腈基化合物、二元磺酰亚胺基化合物和聚合催化剂在有机溶剂中，得到反应液，经过聚合反应，在甲醇中沉淀，过滤得到超支化聚磺酰亚胺类化合物；
[0018]其中，所述的三元异腈基化合物如式(II)所示：
[0019][0020]式(II)中，R1为(II
‑
1)～(II
‑
2)中的一种：
[0021][0022]其中，*表示取代位置。
[0023]优选的，所述二元磺酰亚胺基化合物的结构如式(III)所示：
[0024][0025]式(III)中，R2为(III
‑
1)～(III
‑
2)中的一种：
[0026][0027]其中，*表示取代位置。
[0028]优选的，所述三元异腈基化合物与所述的二元磺酰亚胺基化合物的摩尔比为1:
(0.8～1.2)。
[0029]优选的，所述聚合催化剂包含氯化亚铜、三苯基膦和三乙胺；其中所述氯化亚铜与三元异腈类化合物摩尔比为(8～10):100，三苯基膦与三元异腈类化合物摩尔比为(16～20):1，三乙胺与三元异腈类化合物摩尔比为(8～10):100。
[0030]优选的，所述反应液中三元异腈基化合物的浓度为0.05～0.2mol/L。
[0031]优选的，所述聚合反应的温度为0～40℃；反应时间为1～8小时。
[0032]优选的，所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0033]所述的超支化聚咪唑啉类化合物在可降解材料中的应用。
[0034]本专利技术合成了多种多元异腈基乙酸酯类单体，将其与二元磺酰亚胺单体反应制备了多种超支化聚噁咪唑啉；该聚合物结构明确，可溶于有机溶剂，具有良好的热稳定性，可加工性强。此外，该类型超支化聚合物可在碱性环境下高效降解，具有环境友好性。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0036](1)本专利技术的超支化聚咪唑啉化合物，将咪唑啉引入高分子主链，具有良好的可加工性、高的热稳定性、可降解性。
[0037](2)本专利技术的超支化聚咪唑啉的制备方法，聚合反应具有良好的官能团耐受性，可以引入多种功能性基团。
[0038](3)本专利技术的超支化聚咪唑啉类化合物的制备方法，聚合反应实施过程工艺简单，反应原料易得，可直接购买或通过简单的反应制备；聚合反应条件温和，室温下就能聚合，节约能源；聚合效率高，反应1小时就能得到较高分子量的聚合物；聚合过程中无副产物生成，符合原子经济性。
[0039](4)本专利技术的超支化聚咪唑啉类化合物的制备方法，使用的催化剂氯化亚铜和三苯基膦，相比于其他金属催化剂体系，具有便宜易得的特点。
附图说明
[0040]图1是聚合物P1a2a与其相应单体的红外吸收谱图。
[0041]图2是聚合物P1a2a与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振氢谱对比图。
[0042]图3是聚合物P1a2a与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振碳谱对比图。
[0043]图4是聚合物P1a2b与其相应单体的红外吸收谱图。
[0044]图5是聚合物P1a2b与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振氢谱对比图。
[0045]图6是聚合物P1a2b与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振碳谱对比图。
[0046]图7是聚合物P1b2a与其相应单体的红外吸收谱图。
[0047]图8是聚合物P1b2a与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振氢谱对比图。
[0048]图9是聚合物P1b2a与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振碳谱对比图。
[0049]图10是聚合物P1b2b与其相应单体的红外吸收谱图。
[0050]图11是聚合物P1b2b与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振氢谱对比图。
[0051]图12是聚合物P1b2b与其相应单体在DMSO
‑
d6中的核磁共振碳谱对比图。
[0052]图13是聚合物P1a2b在酸性和碱性介质下的降解曲线。
具体实施方式
[0053]下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0054]实施例1
[0055](1)第一单体三元异腈基化合物1a的合成方法如下：在250mL的两口烧瓶中依次加入磁子、化合物1(2.513g，6.3mmol)和化合物2(2.436g，20mmol)。用橡胶塞塞住两口烧瓶侧口，中间口接通冷凝回流管，冷凝回流管上接氮气双排管。在严格按照Schlenk line(双排管操作技术)重复三次抽真空通氮气后，用注射器通过侧口的橡胶塞加入约60mL DMF，于60℃下搅拌反应8小时。反应结束后，体系呈奶茶色混浊状，使其自然恢复至室温。用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取三次，以去除体系中的DMF。往收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚咪唑啉类化合物，其特征在于，具有如下结构：其中，R1表示烷基或芳基，R2表示烷基或芳基。2.根据权利要求1所述的超支化聚咪唑啉类化合物，其特征在于，所述R1为(II
‑
1)～(II
‑
2)中的一种：R2为(III
‑
1)～(III
‑
2)中的一种：其中*表示取代位置。3.权利要求1～2任一项所述的超支化聚咪唑啉类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将三元异腈基化合物、二元磺酰亚胺基化合物和聚合催化剂在有机溶剂中，得到反应液，经过聚合反应，在甲醇中沉淀，过滤得到超支化聚磺酰亚胺类化合物；其中，所述的三元异腈基化合物如式(II)所示：式(II)中，R1为(II
‑
1)～(II
‑
2)中的一种：
其中，*表示取代位置。4.根据权利要求3所述的超支化聚咪唑啉类化合物的制备方法，其特征在于，所述二元磺酰亚胺基化合物的结构如式(III)所示：式(III)中，R2为(III
‑
1)～(III
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，秦安军，程天宇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：