两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用技术

本发明专利技术公开两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，具体包括以下步骤：步骤一：利用RAFT活性/可控自由基聚合的方法，NIPAm单体与AIBN按照摩尔数之比为8.84:0.0061的投料比，合成出具有温敏性的亲水链段聚N‑异丙基丙烯酰胺；步骤二：甲基丙烯酰氯与经六氯正己醇改性后的5‑(4‑羟基苯基)‑10，15，20‑三苯基卟啉之间的耦合反应形成的卟啉单体；步骤三：将步骤一种的聚（N‑异丙基丙烯酰胺）、步骤二中的卟啉单体和AIBN按照摩尔数之比为0.2:0.002:0.0012的投料比，得到两亲性嵌段聚合物。通过控制反应的投料比，可以获得不同卟啉含量的高分子，这为含有卟啉的两亲性高分子材料在在光合作用的模拟、催化、发光材料等不同研究领域提供了更多的研究材料。

Amphiphilic block polymers, synthesis methods and Applications

The invention discloses amphiphilic block polymers, synthesis methods and applications, which include the following steps: step 1: using RAFT active/controllable free radical polymerization method, NIPAm monomer and AIBN are synthesized into thermosensitive hydrophilic segment polyN isopropylacrylamide according to the molar ratio of 8.84:0.0061; step 2: methacrylic chloride and hexachlorohexanol are modified. Porphyrin monomers formed by the coupling reaction of 5 (4 hydroxyphenyl)10, 15, 20 triphenyl porphyrins after sex; step 3: Amphiphilic block polymers were obtained by the molar ratio of poly (N isopropylacrylamide), porphyrin monomers and AIBN in step 2 to 0.002:0.0012. Polymers with different porphyrin content can be obtained by controlling the feed ratio of the reaction, which provides more research materials for amphiphilic polymer materials containing porphyrin in different fields such as photosynthesis simulation, catalysis, luminescent materials and so on.

【技术实现步骤摘要】
两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用
本专利技术属于高分子合成的
，特别是涉及两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用。
技术介绍
卟啉类化合物具有独特的结构和光敏性能，在光合作用的模拟、催化、发光材料等不同研究领域有广泛的应用前景，尤其是在人工开发有机太阳能电池以及生物医学方面是目前国内外学者研究热点方向之一。但是传统的关于卟啉类分子的结构、物理化学性能以及其应用等方面的研究主要集中于基于卟啉小分子的研究。RAFT活性/可控自由基聚合在聚合物的制备过程中可以实现高转换，窄分布以及高的分子量等一系列优良特性。这里，我们引入了RAFT活性/可控自由基聚合方法，将卟啉分子首次以嵌段的方式融入到高分子聚合当中。利用这种方法制备的含有卟啉的两亲性聚合物将大大提高单分子链上卟啉的含量以及卟啉分子的水溶性。这种新型的卟啉聚合物就其在光合作用的模拟、催化、发光材料等不同研究领域可能会有比较大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于合成一种结构明确的两亲性嵌段共聚物，提升卟啉分子的亲水性以及增加卟啉分子在高分子聚合物当中的质量分数。本专利技术通过以下技术方案来实现：两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，具体包括以下步骤：步骤一：利用RAFT活性/可控自由基聚合的方法，NIPAm单体与AIBN在2ml的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，65-75℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，合成出具有温敏性的亲水链段聚N-异丙基丙烯酰胺；步骤二：甲基丙烯酰氯与经六氯正己醇改性后的5-(4-羟基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉之间的耦合反应形成的卟啉单体；步骤三：将步骤一种的聚（N-异丙基丙烯酰胺）、步骤二中的卟啉单体和AIBN在1毫升的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，65-75℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，真空干燥箱干燥得到两亲性嵌段聚合物。在进一步的实施例中，所述两亲性嵌段聚合物的结构式如下：在进一步的实施例中，所述步骤二中卟啉单体的合成具体包括以下包括：步骤（1）：将对羟基苯甲醛，苯甲醛以及吡咯按照摩尔数1:3:4的投料比，在丙酸溶剂中，反应温度为135℃，氮气保护的情况下反应四个小时；产物经减压出去一半的丙酸，再加入200毫升的甲醇，放置在冰箱中过夜，抽滤，通过硅胶分离得到化合物一；步骤（2）：将步骤（1）中得到的化合物一溶解在干燥的N，N-二甲基甲酰胺中，然后冰浴下滴加六氯正己醇，反应温度为100℃，产物经过水洗，萃取和硅胶提纯得到化合物二；步骤（3）：将步骤（2）中得到的化合物二溶解在干燥的四氢呋喃中，然后加入两滴干燥的三乙胺，冰浴下再滴加甲基丙烯酰氯，经水洗、萃取和硅胶提取得到化合物三，即卟啉单体。在进一步的实施例中，所述化合物一的结构式如下：。在进一步的实施例中，所述化合物二的结构式如下：。在进一步的实施例中，所述卟啉单体的结构式如下：。在进一步的实施例中，所述NIPAm单体与AIBN的投料比：按照摩尔数之比为8.84:0.0061。在进一步的实施例中，所述步骤一种的聚（N-异丙基丙烯酰胺）、步骤二中的卟啉单体和AIBN中的投料比为：按照摩尔数之比为0.2:0.002:0.0012。在进一步的实施例中，所述两亲性嵌段聚合物的结构式如下：本专利技术的有益效果：通过RAFT活性/可控自由基聚合方法合成的两亲性嵌段聚合物(PNIPAm-b-PTPPC6MA)是一种性能优良的含卟啉聚合物。与其它的通过自由基无规共聚出来的含卟啉聚合物相比较，本专利技术设计并合成的卟啉为疏水链段和N-异丙基丙烯酰胺为亲水链段的两亲性嵌段聚合物具有如下优点：⑴具有规整结构的嵌段高分子；⑵具有很好地水溶性，极大地提升了卟啉分子的亲水性；⑶通过控制反应的投料比，可以获得不同卟啉含量的高分子，这为含有卟啉的两亲性高分子材料在在光合作用的模拟、催化、发光材料等不同研究领域提供了更多的研究材料。附图说明图1PNIPAm-b-PTPPC6MA在CDCl3中的1HNMR谱图。图2PNIPAm-b-PTPPC6MA两亲性嵌段聚物的GPC曲线。图3两亲性嵌段聚合物的合成步骤图。图4为卟啉单体的合成步骤图。图4中的各标注为：1化合物一，2化合物二，3化合物三。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的描述。两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，具体包括以下步骤：步骤一：利用RAFT活性/可控自由基聚合的方法，NIPAm单体与AIBN按照摩尔数之比为8.84:0.0061的投料比，在2ml的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，70℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，合成出具有温敏性的亲水链段聚N-异丙基丙烯酰胺；步骤二：甲基丙烯酰氯与经六氯正己醇改性后的5-(4-羟基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉之间的耦合反应形成的卟啉单体；步骤三：将步骤一种的聚（N-异丙基丙烯酰胺）、步骤二中的卟啉单体和AIBN按照摩尔数之比为0.2:0.002:0.0012的投料比，在1毫升的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，70℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，真空干燥箱干燥得到两亲性嵌段聚合物，如图3所示。其中，如图4所示，所述步骤二中卟啉单体的合成具体包括以下包括：步骤（1）：将对羟基苯甲醛，苯甲醛以及吡咯按照摩尔数1:3:4的投料比，在丙酸溶剂中，反应温度为135℃，氮气保护的情况下反应四个小时；产物经减压出去一半的丙酸，再加入200毫升的甲醇，放置在冰箱中过夜，抽滤，通过硅胶分离得到化合物一；步骤（2）：将步骤（1）中得到的化合物一溶解在干燥的N，N-二甲基甲酰胺中，然后冰浴下滴加六氯正己醇，反应温度为100℃，产物经过水洗，萃取和硅胶提纯得到化合物二；步骤（3）：将步骤（2）中得到的化合物二溶解在干燥的四氢呋喃中，然后加入两滴干燥的三乙胺，冰浴下再滴加甲基丙烯酰氯，经水洗、萃取和硅胶提取得到化合物三，即卟啉单体。对产物PNIPAm-b-PTPPC6MA用核磁共振氢谱对其分子结构进行确定，如图1所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：利用RAFT活性/可控自由基聚合的方法，NIPAm单体与AIBN在2ml的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，65‑75℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，合成出具有温敏性的亲水链段聚N‑异丙基丙烯酰胺；步骤二：甲基丙烯酰氯与经六氯正己醇改性后的5‑(4‑羟基苯基)‑10，15，20‑三苯基卟啉之间的耦合反应形成的卟啉单体；步骤三：将步骤一种的聚（N‑异丙基丙烯酰胺）、步骤二中的卟啉单体和AIBN在1毫升的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，65‑75℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，真空干燥箱干燥得到两亲性嵌段聚合物。

【技术特征摘要】
1.两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：利用RAFT活性/可控自由基聚合的方法，NIPAm单体与AIBN在2ml的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，65-75℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，合成出具有温敏性的亲水链段聚N-异丙基丙烯酰胺；步骤二：甲基丙烯酰氯与经六氯正己醇改性后的5-(4-羟基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉之间的耦合反应形成的卟啉单体；步骤三：将步骤一种的聚（N-异丙基丙烯酰胺）、步骤二中的卟啉单体和AIBN在1毫升的THF溶剂中，经过三次冻融循环再封管，65-75℃下反应24小时，最终的产物在冰冻的石油醚中沉淀三次，真空干燥箱干燥得到两亲性嵌段聚合物。2.根据权利要求1所述的两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，其特征在于，所述两亲性嵌段聚合物的结构式如下：3.根据权利要求1所述的两亲性嵌段聚合物、合成方法及应用，其特征在于，所述步骤二中卟啉单体的合成具体包括以下包括：步骤（1）：将对羟基苯甲醛，苯甲醛以及吡咯按照摩尔数1:3:4的投料比，在丙酸溶剂中，反应温度为135℃，氮气保护的情况下反应四个小时；产物经减压出去一半的丙酸，再加入200毫升的甲醇，放置在冰箱中过夜，抽滤，通过硅胶分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠明杰，
申请(专利权)人：南京聚发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32