基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法技术

本申请涉及一种基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，该方法包括以下步骤：在保护性气氛下，通过一价铜催化剂的作用，将二炔类单体、二硫醇单体、磺酰基叠氮和碱在反应溶剂中进行多组分聚合反应，得到聚硫代亚胺酸酯，该方法操作简单、反应条件温和、原子经济性高、且仅生成氮气副产物，基团耐受性较强，可在单体中引入多种功能性基团，且聚硫代亚胺酸酯重均分子量范围为4000

【技术实现步骤摘要】
基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法


[0001]本专利技术涉及高分子聚合物制备领域，尤其涉及一种基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法。

技术介绍

[0002]多组分聚合是基于多组分反应开发的一类新型聚合反应，选用三个或者三个以上的反应单体，通过一锅法合成目标聚合物，且聚合物的基本结构单元中包含参与反应的所有单体。多组分聚合继承了多组分反应的优势，具有原子经济性高、反应条件温和及简单快捷等优势。铜催化的炔烃、磺酰基叠氮和亲核试剂的多组分聚合作为其中一类典型的多组分聚合反应，在室温条件下可高效地合成目标聚合物，且唯一的副产物是氮气，是一类绿色的聚合方法。基于这类铜催化的炔烃多组分聚合，可在聚合物的骨架中引入杂原子和功能性基团，且构建的聚合物已经在重金属离子吸附材料、光电材料和高分子药物载体等方面得到广泛应用。
[0003]在聚合物的主链或侧链引入不同的杂原子（O、N、S）可能赋予聚合物特殊的性能，其中含硫聚合物是其中一类典型的聚合物材料。目前，在聚合物链中引入硫元素已经制备了一系列的含硫聚合物，如聚硫醚、聚硫脲、聚硫代酰胺、聚硫酯、聚噻吩等。多种类型的含硫聚合物已经在药物缓释材料、光电高分子材料、动态交联材料、金属离子吸附材料等方面得到广泛应用。因此，为了有效地构建富含杂原子的聚合物，结合多组分聚合反应的优势，发展新型的铜催化的炔烃多组分聚合方法来高效地制备含硫聚合物具有重要的学术意义和工业价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，该方法简单快捷、反应条件温和、反应高效、原子经济性高且副产物少。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，包括以下步骤：在保护性气氛下，通过一价铜催化剂的作用，将二炔类单体、二硫醇单体、磺酰基叠氮和碱在反应溶剂中进行多组分聚合反应，得到聚硫代亚胺酸酯，反应式如下：其中，R1为芳香族衍生物或6碳脂肪链；R2为供电子取代基或吸电子取代基；R3为3
‑
6碳不等的脂肪链；聚合度n大于5；
所述保护性气氛为氮气或氩气；所述二炔类单体的结构通式为；所述磺酰基叠氮为苯基磺酰叠氮；所述二硫醇单体为脂肪族二硫醇；所述碱为有机碱或无机碱；所述反应溶剂为氯仿或二氯甲烷。
[0005]进一步地，所述二炔类单体、二硫醇单体、磺酰基叠氮、一价铜催化剂和碱的摩尔比为1：1：3：（0.05
‑
0.5）：（0.05
‑
0.5）；所述二炔类单体、二硫醇单体和磺酰基叠氮的浓度范围分别为0.1M
‑
0.4M。
[0006]进一步地，所述多组分聚合反应的温度为室温；所述多组分聚合反应的时间为6
‑
24 h。
[0007]进一步地，所述二炔类单体为芳香族二炔类单体或脂肪族二炔类单体。
[0008]进一步地，所述二炔类单体为以下结构化合物中一种：。
[0009]进一步地，所述二硫醇单体为以下结构化合物中一种：。
[0010]进一步地，所述苯基磺酰叠氮为以下结构化合物中一种：。
[0011]进一步地，所述一价铜催化剂为溴化亚铜、碘化亚铜、氯化亚铜、六氟磷酸四乙腈铜中的任一种。
[0012]进一步地，所述碱为三乙胺、二异丙胺、吡啶、4
‑
二甲氨基吡啶、碳酸钾、碳酸铯中的任一种。
[0013]本专利技术的有益效果在于：通过一价铜催化剂的作用，将二炔类单体、二硫醇单体和磺酰基叠氮在反应溶剂中进行多组分聚合反应，得到聚硫代亚胺酸酯，该方法操作简单、反应条件温和、原子经济性高、且仅生成氮气副产物，基团耐受性较强，可在单体中引入多种功能性基团，且聚硫代亚胺酸酯重均分子量范围为4000
‑
13000 g/moL，其对重金属镍离子（Ni
2+
）具有优异的选择吸附性能，在重金属离子的富集方面具有独特的应用价值。
[0014]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，
并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例一中制备的聚硫代亚胺酸酯P1a/2a/3a的核磁氢谱和核磁碳谱。
[0016]图2为本专利技术实施例二中制备的聚硫代亚胺酸酯P1d/2b/3a的核磁氢谱。
[0017]图3为本专利技术实施例三中制备的聚硫代亚胺酸酯P1a/2d/3a的核磁氢谱。
[0018]图4为本专利技术实施例一中聚硫代亚胺酸酯P1a/2a/3a对重金属离子镍的吸附量随时间变化关系图。
[0019]图5为本专利技术实施例一中聚硫代亚胺酸酯P1a/2a/3a对重金属离子镍的循环吸附性能图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0022]本申请所示的基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，包括以下步骤：在保护性气氛下，通过一价铜催化剂的作用，将二炔类单体、二硫醇单体、磺酰基叠氮和碱在反应溶剂中进行多组分聚合反应，得到聚硫代亚胺酸酯，反应式如下：其中，R1为芳香族衍生物或6碳脂肪链；R2为供电子取代基或吸电子取代基；R3为3
‑
6碳不等的脂肪链；关于R1、R2和R3的具体结构，在此不一一列举，可根据实际需要进行选择。
[0023]二炔类单体的结构通式为，二炔类单体为芳香族二炔类单体或脂肪族二炔类单体。具体的，二炔类单体为以下结构化合物中一种：。
[0024]关于二炔类单体的具体结构，在此不做具体限定。
[0025]二硫醇单体为脂肪族二硫醇，具体的，二硫醇单体为以下结构化合物中一种：
。
[0026]磺酰基叠氮为吸电子或给电子的苯基磺酰叠氮，具体的，苯基磺酰叠氮为以下结构化合物中一种：。
[0027]关于二硫醇单体和磺酰基叠氮的具体结构，在此不做具体限定。
[0028]反应溶剂为氯仿或二氯甲烷，但不仅限于此，反应溶剂还可以为其他有机溶剂，在此不一一列举。
[0029]一价铜催化剂为溴化亚铜、碘化亚铜、氯化亚铜、六氟磷酸四乙腈铜中的任一种，但不仅限于此，还可以为其他一价铜物质，在此不一一列举。在一较佳实施例中，一价铜催化剂为六氟磷酸四乙腈铜。
[0030]碱为有机碱或无机碱，具体的，碱为三乙胺、二异丙胺、吡啶、4
‑
二甲氨基吡啶、碳酸钾、碳酸铯中的任一种，但不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：在保护性气氛下，通过一价铜催化剂的作用，将二炔类单体、二硫醇单体、磺酰基叠氮和碱在反应溶剂中进行多组分聚合反应，得到聚硫代亚胺酸酯，反应式如下：其中，R1为芳香族衍生物或6碳脂肪链；R2为供电子取代基或吸电子取代基；R3为3
‑
6碳不等的脂肪链；聚合度n大于5；所述保护性气氛为氮气或氩气；所述二炔类单体的结构通式为；所述磺酰基叠氮为苯基磺酰叠氮；所述二硫醇单体为脂肪族二硫醇；所述碱为有机碱或无机碱；所述反应溶剂为氯仿或二氯甲烷。2.如权利要求1所述的基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，其特征在于，所述二炔类单体、二硫醇单体、磺酰基叠氮、一价铜催化剂和碱的摩尔比为1：1：3：（0.05
‑
0.5）：（0.05
‑
0.5）；所述二炔类单体、二硫醇单体和磺酰基叠氮的浓度范围分别为0.1M
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0.4M。3.如权利要求1所述的基于炔烃、磺酰基叠氮、硫醇的多组分聚合制备聚硫代亚胺酸酯的方法，其特征在于，所述多组分聚合反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建宇，郑楠，张跃宗，孔令蜜，王达伟，何俊男，万洪刚，詹雪琦，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：