一种含吡嗪结构的二胺单体及其制备方法和一种含吡嗪结构的聚酰亚胺及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有式Ⅰ所示结构的含吡嗪结构的二胺单体，以其为单体制备得到的聚酰亚胺中由于含氮芳环的存在可以增加电子亲和力，进而改善电子传输性质，使聚酰亚胺分子间及分子内电荷转移相互作用减弱，增强了聚酰亚胺的紫外可见光透过率；同时，向所属含吡嗪结构的二胺单体中引入侧基，可以在不损害聚酰亚胺力学性能和热学性质的同时，有效的降低聚酰亚胺的分子链密堆积，增强聚酰亚胺在有机溶剂中的溶解性。根据实施例的记载，本发明专利技术所述的由含吡嗪结构的二胺单体制备得到的聚酰亚胺具有良好的热稳定性、机械强度，同时还具有较高的光透过性和良好的溶解性，在光电领域有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种含吡嗪结构的二胺单体及其制备方法和一种含吡嗪结构的聚酰亚胺及其制备方法
本专利技术涉及高分子合成
，尤其涉及一种含吡嗪结构的二胺单体及其制备方法和一种含吡嗪结构的聚酰亚胺及其制备方法。
技术介绍
芳杂环类高分子聚合物诸如吡啶、吡嗪、嘧啶等由于具有某些特殊的性质而广泛应用于药物合成、聚集诱导发光材料的制备等。基于吡嗪的聚合物在具有较稳定的热学性能和较高的机械强度的同时，还具有特殊的光学性质，使其在电荷耦合元件和直接数字式频率合成器中有较好的应用。但所述基于吡嗪的聚合物作为透明的光学材料的报道较少。含有吡嗪结构的聚酰亚胺便是基于吡嗪的聚合物中的一种，由于其具有较高的机械强度、高玻璃转变温度及耐腐蚀性等广泛应用于机车、船舶、宇航等领域，但由于受所述基于吡嗪的聚合物紫外可见光吸收强的限制，很难将其应用于透明的光学材料中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于透明的光学材料中的含吡嗪结构的二胺单体及其制备方法和利用所述含吡嗪结构的二胺单体制备得到的含吡嗪结构的聚酰亚胺。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种含吡嗪结构的二胺单体，具有式Ⅰ所示结构：式Ⅰ中，Ar为Ar1为优选的，所述含吡嗪结构的二胺单体包括2,6-二(4-胺基苯氧基)吡嗪、2,2'-二(2-甲基-4-胺基苯氧基)联二吡嗪、2,7-二(3-甲基-4-硝基苯氧基)喹啉、2,6-二(2-三氟甲基-4-胺基苯氧基)吡嗪或2,2'-二(3-三氟甲基-4-胺基苯氧基)联二吡嗪。本专利技术还提供了所述的含吡嗪结构的二胺单体的制备方法，包括以下步骤：将氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体混合，发生亲核取代反应，得到二硝基化合物；将所述二硝基化合物、磷钨酸、锌粉和有机溶剂混合，发生还原反应，得到含有吡嗪结构的二胺单体；其中，所述氯代吡嗪为所述含硝基苯酚为Ar1为优选的，所述亲核取代反应的温度为20～40℃，所述亲核取代反应的时间为5～8小时。优选的，所述还原反应的温度为160～190℃，所述还原反应的时间为3～6小时，所述还原反应的压力为0.3～0.5MPa。优选的，所述氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体的摩尔比为1：(2.0～2.3)：(20～25)。优选的，所述二硝基化合物、磷钨酸、锌粉和有机溶剂的摩尔比为(35～45)：1：(200～400)：(80～160)。本专利技术还提供了一种含吡嗪结构的聚酰亚胺，具有式Ⅱ所示结构：式Ⅱ中，n＝61～119；Ar为Ar1为Ar2为本专利技术还提供了所述含吡嗪结构的聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：将具有式Ⅰ所示结构的含吡嗪结构的二胺单体、二酐和N,N-二甲基乙酰胺混合，发生热亚胺化反应，得到含吡嗪结构的聚酰亚胺；所述二酐具有式Ⅲ所示结构：式Ⅲ中，Ar2为优选的，所述热亚胺化反应的温度为70～310℃，所述热亚胺化反应的时间为3～5小时。本专利技术提供了一种具有式Ⅰ所示结构的含吡嗪结构的二胺单体，以其为单体制备得到的聚酰亚胺中由于含氮芳环的存在可以增加电子亲和力，进而改善电子传输性质，使聚酰亚胺分子间及分子内电荷转移相互作用减弱，增强了聚酰亚胺的紫外可见光透过率；同时，向所属含吡嗪结构的二胺单体中引入侧基，可以在不损害聚酰亚胺力学性能和热学性质的同时，有效的降低聚酰亚胺的分子链密堆积，增强聚酰亚胺在有机溶剂中的溶解性。根据实施例的记载可知，本专利技术所述的由含吡嗪结构的二胺单体制备得到的聚酰亚胺具有良好的热稳定性、机械强度，同时还具有较高的光透过性和良好的溶解性，在光电领域有广泛的应用价值。附图说明图1为实施例1制备得到的2,6-二(4-胺基苯氧基)吡嗪的氢核磁谱图；图2为实施例1制备得到的2,6-二(4-胺基苯氧基)吡嗪的碳核磁谱图；图3为实施例1制备得到的2,6-二(4-硝基苯氧基)吡嗪和2,6-二(4-胺基苯氧基)吡嗪的红外谱图；图4为实施例6制备得到的聚酰亚胺薄膜的氢核磁共振谱图；图5为实施例6制备得到的所述聚酰亚胺的红外谱图；图6为实施例6～8制备得到的聚酰亚胺薄膜的紫外-可见光谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种含吡嗪结构的二胺单体，具有式Ⅰ所示结构：式Ⅰ中，Ar为Ar1为在本专利技术中，所述含吡嗪结构的二胺单体优选包括2,6-二(4-胺基苯氧基)吡嗪、2,2'-二(2-甲基-4-胺基苯氧基)联二吡嗪、2,7-二(3-甲基-4-硝基苯氧基)喹啉、2,6-二(2-三氟甲基-4-胺基苯氧基)吡嗪或2,2'-二(3-三氟甲基-4-胺基苯氧基)联二吡嗪。本专利技术还提供了所述的含吡嗪结构的二胺单体的制备方法，包括以下步骤：将氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体混合，发生亲核取代反应，得到二硝基化合物；将所述二硝基化合物、磷钨酸、锌粉和有机溶剂混合，发生还原反应，得到含有吡嗪结构的二胺单体；其中，所述氯代吡嗪为所述含硝基苯酚为Ar1为在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员所熟知的市售产品。本专利技术将氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体混合，发生亲核取代反应，得到二硝基化合物。在本专利技术中，所述氯代吡嗪优选为2,6-二氯代吡嗪、2,2′-二氯联二吡嗪、2,7-二氯喹啉、2,6-二氯喹啉和2,2′-二氯联二吡嗪中的一种或几种；当所述氯代吡嗪为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的比例没有任何特殊的限定。在本专利技术中，所述含硝基苯酚优选为对硝基苯酚、2-羟基-5-硝基甲苯、5-羟基-2-硝基甲苯、2-羟基-5-硝基三氟甲苯和5-羟基-2-硝基三氟甲苯中的一种或几种；当所述含硝基苯酚为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质没有任何特殊的限定。本专利技术对所述碱性离子液体的种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的碱性离子液体即可。在本专利技术中可以具体选择为碱性离子液体[bmin]OH。在本专利技术中，所述氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体的摩尔比优选为1：(2.0～2.3)：(20～25)，更优选为1：(2.1～2.2)：(21～24)，最优选为1：(2.14～2.18)：(22～23)。本专利技术对所述氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体的混合顺序没有任何特殊的限定，可按任意顺序进行混合。在本专利技术中，所述亲核取代反应的温度优选为20～40℃，更优选为25～35℃，最优选为28～32℃；所述亲核取代反应的时间优选为5～8小时，更优选为5.5～7.5小时，最优选为6～7小时。在本专利技术中，所述亲核取代反应优选在搅拌和保护气氛下进行；本专利技术对提供所述保护气氛的保护气体种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的保护气体即可，在本专利技术中，所述保护气体可以具体为氮气；本专利技术对所述搅拌没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌条件进行搅拌即可。本专利技术对所述亲核取代反应的反应装置没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的装置即可，在本专利技术中具体的选择为三口烧瓶。亲核取代反应述完成后，本专利技术优选将得到的产物体系与水混合回收碱性离子液体[bmin]OH，抽滤，将所得固体依次进行洗涤、干燥和重结晶，得到二硝基化合物。在本专利技术中，所述水优选为去离子水；本专利技术对所述水的用量没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用水量能够充分分离回收碱性离子液体即可。在本专利技术中，所述产物体系与水混合后会析出目标产物，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含吡嗪结构的二胺单体，具有式Ⅰ所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种含吡嗪结构的二胺单体，具有式Ⅰ所示结构：式Ⅰ中，Ar为Ar1为2.如权利要求1所述的含吡嗪结构的二胺单体，其特征在于，所述含吡嗪结构的二胺单体包括2,6-二(4-胺基苯氧基)吡嗪、2,2'-二(2-甲基-4-胺基苯氧基)联二吡嗪、2,7-二(3-甲基-4-硝基苯氧基)喹啉、2,6-二(2-三氟甲基-4-胺基苯氧基)吡嗪或2,2'-二(3-三氟甲基-4-胺基苯氧基)联二吡嗪。3.权利要求1或2所述的含吡嗪结构的二胺单体的制备方法，包括以下步骤：将氯代吡嗪、含硝基苯酚和碱性离子液体混合，发生亲核取代反应，得到二硝基化合物；将所述二硝基化合物、磷钨酸、锌粉和有机溶剂混合，发生还原反应，得到含有吡嗪结构的二胺单体；其中，所述氯代吡嗪为所述含硝基苯酚为Ar1为4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述亲核取代反应的温度为20～40℃，所述亲核取代反应的时间为5～8小时。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春海，米智明，周宏伟，王小问，赵晓刚，王大明，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22