【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子合成和材料领域，具体涉及一种噁唑烷酮类聚合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、基于可再生物质制备新结构的聚合物材料具有重要的应用前景。二氧化碳作为一种丰富、廉价、无毒无害、绿色环保、可再生的c1资源越来越受到研究者们的关注。近年来，利用二氧化碳参与的聚合反应制备聚合物材料的报道也越来越多。大连理工大学吕小兵等人公布了一种由环己烯氧化物、苄基缩水甘油醚合成聚碳酸酯的方法(sci china chem.,2015,58,999-1004)。然而该方法需要三步反应才能获得最终产物，反应过程较繁琐。阿卜拉国王科技大学的yves gnanou等人公布了一种由碳酸铯催化的二氧化碳、二醇和二卤化物制备聚碳酸酯的方法(polym.chem.,2016,7,4944-4952)。然而该方法需要在高压条件下完成，反应条件比较苛刻。华南理工大学秦安军等人公布了一种由醋酸钯催化的常压条件下二氧化碳、炔丙醇和卤代芳烃合成环状碳酸酯基聚合物的方法(macromolecules,2019,52,5546-5554)。然而该方法需要用到贵金属催化剂，且内炔单体限制了该类聚合反应应用。长春应用化学研究所王献红等人公布了一种由聚合物卟啉催化的二氧化碳、环氧化合物共聚生成聚碳酸丙烷酯的方法(acs catal.,2022,12,481-490)。然而该方法所使用的催化剂无法商业购得，需要自己合成。因此，发展反应条件相对温和、操作步骤简单、反应成本低、单体和催化剂简单易得的聚合反应及制备新结构的聚合物材料具有重要的应用价值。近年来发展起来的合成功
2、传统的有机和聚合物发光材料在溶液中发光强烈，而在聚集态或固态下发光减弱或不发光，限制了该类材料在固态下的使用。2001年，香港科技大学唐本忠课题组报道了一种新颖的光物理现象，即聚集诱导发光(aie)：有机小分子噻咯衍生物在溶液中几乎观察不到发光，而一旦形成纳米粒子或者成膜后，荧光强度表现出显著增加(chem.commun.,2001,1740-1741)。拥有aie性质的材料已广泛应用于显示、化学检测及生物传感等领域(chem.rev.,2015,115,11718-11940)。相比小分子材料，aie活性的聚合物材料的报道较少(prog.polym.sci.,2020,100,101176)。基于新型聚合反应制备新结构的aie聚合物具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种噁唑烷酮类聚合物及其制备方法与应用，本专利技术以二元乙炔类单体、二元醛类单体、一元胺类单体以及二氧化碳为原料，在碘化亚铜以及极性非质子溶剂存在下，反应得到噁唑烷酮类聚合物，制备方法简单，具有广泛的底物适用性及良好的官能团兼容性，便于引入多种功能性基团，可通过高分子结构设计结合上述制备方法实现不同聚合物功能材料的制备，具有重要的科学意义和应用价值。
2、为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种噁唑烷酮类聚合物，所述聚合物具有如下所示的结构通式：
4、
5、其中，n为2-200的整数；
6、r1选自式1至式20所示基团中的任意一种，r2选自式1至式20所示基团中的任意一种，r3选自式21至式23所示基团中的任意一种；
7、上述式1至式23的结构如下所示：
8、
9、其中，m为1-18的任一整数，*为取代位置，x＝(f、cl、br、i)。
10、本专利技术第二方面提供了一种第一方面所述的噁唑烷酮类聚合物制备方法，式(i)所示的二元乙炔类单体、式(ii)所示的二元醛类单体、式(ⅲ)所示的一元胺与二氧化碳在碘化亚铜和极性非质子溶剂存在下反应，得到所述噁唑烷酮类聚合物；
11、所述式(i)、式(ii)、式(ⅲ)的结构如下所示：
12、
13、上述反应的反应通式如下：
14、
15、进一步地，所述二元乙炔类单体、二元醛类单体、一元胺类单体和碘化亚铜的投料摩尔比为1:1:4:0.1-0.8，最终选择为1:1:4:0.35。
16、进一步地，所述二元乙炔类单体与极性非质子溶剂的摩尔体积比为0.1～0.8mol:1l，最终选择为0.1-0.4mol:1l。
17、进一步地，所述极性非质子溶剂为1,2,4-三氯苯、邻二氯苯、氯苯、甲苯中的一种或多种。
18、进一步地，所述反应在二氧化碳气体氛围中进行。
19、进一步地，所述反应的反应温度为60-180℃，最终选择为80-160℃。
20、进一步地，所述反应的反应时间为0.5-24h，最终选择为1-12h。
21、进一步地，反应完全后将产物经氯仿稀释后，滴入石油醚中，沉淀得到噁唑烷酮类聚合物。
22、本专利技术第三方面提供了一种第一方面所述的噁唑烷酮类聚合物作为荧光传感器在检测fe3+方面的应用。
23、进一步地，所述噁唑烷酮类聚合物具有aie性能。
24、进一步地，所述噁唑烷酮类聚合物的结构中包含式式15至式20所示基团中的一种或两种。
25、本专利技术第四方面提供了一种第一方面所述的噁唑烷酮类聚合物作为发光材料在防伪方面的应用。
26、进一步地，最终选择磷光寿命较长，量子产率较高的噁唑烷酮类聚合物应用于防伪。
27、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
28、1、本专利技术以二元的乙炔类单体、二元醛类单体、一元胺类单体以及二氧化碳为反应原料，在碘化亚铜介导作用下原位构筑噁唑烷酮类聚合物，直接合成含氮、氧杂环的聚合物。本专利技术制备的噁唑烷酮类聚合物具有良好的热稳定性，以及在氯仿、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲亚砜等有机溶剂中具有良好的溶解性，可加工性及成膜性好。此外，本专利技术制备的含有aie活性单元(例如四苯基乙烯等)的噁唑烷酮类聚合物具有aie性能，可作为荧光传感器用于fe3+的检测，在检测工业废水中的fe3+方面具有广泛的应用前景。此外，本专利技术制备的噁唑烷酮类聚合物与尼龙6(pa6)混合共热制成的薄膜在室温下具有磷光，可以应用于防伪方面。
29、2、本专利技术通过碘化亚铜介导的聚合反应，反应原料易得且无需使用贵金属催化剂，可以极大程度降低反应成本。此外，多组分聚合反应具有广泛的底物适用性和良好的官能团兼容性，便于引入多种功能性基团，有利于实现不同功能性聚合物材料的设计和制备。本专利技术所提供的聚合反应方法及利用该方法制备得到的噁唑烷酮类聚合物在聚合物合成以及材料科学领域具有重要的科学意义和应用价值。
30、3、本专利技术反应条件温和，在常压条件下二氧化碳就能与二元炔、二元醛、一元胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种噁唑烷酮类聚合物，其特征在于，所述噁唑烷酮类聚合物具有如下所示的结构通式：
2.一种权利要求1所述噁唑烷酮类聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二元乙炔类单体、二元醛类单体、一元胺类单体和碘化亚铜的投料摩尔比为1:1:4:0.1-0.8。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二元乙炔类单体与极性非质子溶剂的摩尔体积比为0.1-0.8mol/L。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂为1,2,4-三氯苯、邻二氯苯、氯苯和甲苯中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为60-180℃。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应的反应时间为0.5-24h。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应完全后将产物经氯仿稀释，滴入石油醚中，沉淀得到所述噁唑烷酮类聚合物。
9.权利要求1所述噁唑烷酮类聚合物作为荧光传感器在检测F
10.权利要求1所述的噁唑烷酮类聚合物在光学防伪材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种噁唑烷酮类聚合物，其特征在于，所述噁唑烷酮类聚合物具有如下所示的结构通式：
2.一种权利要求1所述噁唑烷酮类聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二元乙炔类单体、二元醛类单体、一元胺类单体和碘化亚铜的投料摩尔比为1:1:4:0.1-0.8。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二元乙炔类单体与极性非质子溶剂的摩尔体积比为0.1-0.8mol/l。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂为1,2,4-三氯苯、邻二氯苯、氯苯和甲苯中...
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