一种吩噁嗪类化合物为光引发剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种吩噁嗪类化合物为光引发剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法，主要步骤如下：(1)将可进行自由基聚合的单体、原子转移自由基聚合引发剂、吩噁嗪类光引发剂、溶剂组成聚合反应体系；(2)在光照射下进行原子转移自由基聚合，得到具有活性特征的聚合物。本发明专利技术条件温和，且在聚合过程不适用金属催化剂，得到的聚合物没有金属离子污染，具有良好的工业前景。

【技术实现步骤摘要】
一种吩噁嗪类化合物为光引发剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法
本专利技术涉及高分子化学领域，具体是一种吩噁嗪类化合物为光引发剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法。
技术介绍
原子转移自由基聚合(ATRP)(WangJS,MatyjaszewskiK.Controlled/"living"radicalpolymerization.Atomtransferradicalpolymerizationinthepresenceoftransition-metalcomplexes.JAmChemSoc,1995,117,5614-5615;KatoM,KamigaitoM,SawamotoM,HigashimuraT.Polymerizationofmethylmethacrylatewiththecarbontetrachloride/dichlorotris-(triphenylphosphine)ruthenium(II)/methylaluminumbis(2,6-di-tert-butylphenoxide)initiatingsystem:possibilityoflivingradicalpolymerization.Macromolecules,1995,28,1721-1723.)提供了一种合成分子量可控，分子量分布窄的聚合物的方法。然而，在ATRP过程不可避免要用到的过渡金属催化剂导致得到的最终产物中会出现大量催化剂的残留。这不仅影响了ATRP在生物医药方面的应用，对环境资源而言都是不利的。到目前为止，已经有很多关于ATRP中催化剂分离技术的报道，但大多需要通过复杂的后处理反应并且大多是非均相反应。且冗长的后处理过程和不可避免地催化剂流失使得这些技术复杂化而不利于工业运用。
技术实现思路
由于吩噁嗪类化合物优良的光电特性以及强的给电子性，其应用于光敏染料得了良好的光电转化效率。N-苯基吩噁嗪(一种合成N-芳基-吩噁嗪类化合物的方法，专利号CN103819423A)、N-(4-腈基苯基)吩噁嗪(一种合成N-芳基-吩噁嗪类化合物的方法，专利号CN103819423A)、N-(3-噻吩基)吩噁嗪(一种合成N-芳基-吩噁嗪类化合物的方法，专利号CN103819423A)是三种吩噁嗪类化合物。本专利技术的目的是提供一种以N-苯基吩噁嗪、N-(4-腈基苯基)吩噁嗪、N-(3-噻吩基)吩噁嗪化合物为光引发剂，在没有金属催化剂存在的前提下通过原子转移自由基聚合制备了分子量及分子量分布可控的聚合物。具体实施方案：实施例1：称取10.00g（100mmol）甲基丙烯酸甲酯单体、0.2431g（1mmol）α-溴代苯乙酸乙酯、0.0003g（0.001mmol）N-(3-噻吩基)吩噁嗪加入到装有20mlN,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射10小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚甲基丙烯酸甲酯。采用重量法测其转化率为36.8%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为Mn,GPC=6200g/mol，聚合分散度PDI=1.25。实施例2：称取10.04g（100mmol）苯乙烯单体、0.2431g（1mmol）α-溴代苯乙酸乙酯、0.0003g（0.001mmol）N-(3-噻吩基)吩噁嗪加入到装有20mlN,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射10小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚苯乙烯。采用重量法测其转化率为26.7%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为Mn,GPC=4800g/mol，聚合分散度PDI=1.32。实施例3：称取7.108g（100mmol）丙烯酰胺单体、0.2431g（1mmol）α-溴代苯乙酸乙酯、0.0003g（0.001mmol）N-(3-噻吩基)吩噁嗪加入到装有20mlN,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射10小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚甲基丙烯酸甲酯。采用重量法测其转化率为31.8%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为Mn,GPC=5800g/mol，聚合分散度PDI=1.29。实施例4：称取10.00g（100mmol）甲基丙烯酸甲酯单体、0.2531g（1mmol）2-溴-2-甲基丙二酸二乙基酯、0.0003g（0.001mmol）N-苯基吩噁嗪加入到装有20mlN,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射12小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚甲基丙烯酸甲酯。采用重量法测其转化率为38.5%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为Mn,GPC=5800g/mol，聚合分散度PDI=1.18。实施例5：称取12.81g（100mmol）丙烯酸丁酯单体、0.2531g（1mmol）2-溴-2-甲基丙二酸二乙基酯、0.0003g（0.001mmol）N-(4-腈基苯基)吩噁嗪加入到装有20mlN,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射24小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚甲基丙烯酸甲酯。采用重量法测其转化率为51.3%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为Mn,GPC=7700g/mol，聚合分散度PDI=1.35。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光诱导原子转移自由基聚合的方法，有以下步骤组成：在光照射条件下，将可进行自由基聚合的单体、原子转移自由基聚合引发剂、吩噁嗪类化合物光引发剂、溶剂组成聚合反应体系，在光照射下室温进行原子转移自由基聚合反应，得到分子及分子量分布可控的聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种光诱导原子转移自由基聚合的方法，有以下步骤组成：在光照射条件下，将可进行自由基聚合的单体、原子转移自由基聚合引发剂、吩噁嗪类化合物光引发剂、溶剂组成聚合反应体系，在光照射下室温进行原子转移自由基聚合反应，得到分子及分子量分布可控的聚合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的单体是丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯酰胺。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原子转移自由基聚合引发剂是α-溴代苯乙酸乙酯、2-溴-2-甲基丙二酸二乙基酯。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国祥，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43