一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用，所述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体如式Meng

【技术实现步骤摘要】
一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涉及一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]热固性树脂是一种聚合后可以形成高度交联网络状聚合物的树脂，因其优异的力学性能、热学性能及耐腐蚀性能等在涂料、胶粘剂和电子电器行业、多组分复合材料以及工程技术研究领域中应用较广。2016年全年环氧树脂的市场销售总额约为98亿美元，占热固性树脂大市场总额约70％。如此就出现了一些劣势，大多数热固性树脂的原材料取自石油，如双酚A，双酚A环氧树脂(DGEBA)约占90％，但是对石油的过度开采直观上加剧对资源的过度开采和环境的破坏。此外，由于双酚A类树脂对人体生殖等健康的消极影响，已被美国联邦药物管理局明令禁止用作婴儿配方奶粉的包装材料，因此，广泛地开发高性能、生物安全性高的热固性树脂以代替石油资源的过度使用是保持可持续发展的关键。
[0003]双酚A树脂主要来源于石油和煤资源，在石油和煤资源不断减少的前提下，迫切需要开发利用绿色可再生的生物质原料，以减少环氧树脂生产对石油和煤资源的依赖性，但是，迄今对其开发利用程度还是偏低，对相应的生物质热固性树脂的研究很少，发展缓慢，迫切需要人们对该类生物基树脂的开发与应用投入更多的研究。
[0004]目前研究的生物基环氧树脂单体的主要生物来源还是基于苯环芳香体系的较多，如腰果酚、白藜芦醇、香兰素和木质素等结构。除此之外，也有一些基于链状或非芳香性环状生物质结构如山梨醇和异山梨醇等为骨架结构的环氧单体。由此可见，现阶段基于生物基来源的环氧树脂材料单体正在逐步得到了发展，但是基于双生物基和厚朴酚和糖基呋喃同时构建新型的单体结构研究基本没有报道。为此本专利旨在构建相应新型单体，并初步以此为原料，构建一种耐热性双生物基环氧树脂材料模型。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体。
[0006]本专利技术还要解决的技术问题是提供上述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体的制备方法。
[0007]本专利技术还要解决的技术问题是提供和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂。
[0008]本专利技术还要解决的技术问题是提供上述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂的制备方法。
[0009]为了解决上述第一个技术问题，本专利技术公开了一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF；
[0010][0011]为了解决上述第二个技术问题，本专利技术公开了上述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF的制备方法，反应路径如图1所示，包括如下步骤：
[0012]S1：醚化反应：碱性溶液中，5
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氯甲基糠醛与和厚朴酚在催化剂作用下，在空气氛围下搅拌反应制得化合物c；
[0013]S2：还原反应：质子性溶剂中，化合物c与硼氢化钠反应制得化合物d；
[0014]S3：环氧化反应：于惰性环境下，化合物d与环氧氯丙烷、碱性溶液和相转移催化剂反应，制得和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF；
[0015][0016]步骤S1中，所述碱性溶液为碱与有机溶剂按照质量比为1:(2～20)组成的混合溶液；其中，所述碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、碳酸钾和碳酸钠中的任意一种或几种组合；所述有机溶剂包括但不限于二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、四氢呋喃和二氧六环中的任意一种或几种组合。
[0017]步骤S1中，所述5
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氯甲基糠醛可以是按照现有技术制备得到，也可以按照下述方法制备得到：将5
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羟甲基糠醛与溶剂混合溶解，加入浓盐酸，在25℃下、搅拌条件下反应12h，精制得到5
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氯甲基糠醛；其中，所述溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、四氢呋喃和二氧六环中的任意一种或几种组合；所述5
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羟甲基糠醛与溶剂的质量体积比为1g:(5～10)mL；所述浓盐酸的浓度12mol/L；所述盐酸与5
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羟甲基糠醛摩尔比为(2～3):1；所述反应为在转速为800～2000rpm的搅拌状态下进行。
[0018]步骤S1中，所述催化剂包括但不限于碘化钠。
[0019]步骤S1中，所述5
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氯甲基糠醛与和厚朴酚的摩尔比为(2.05～3):1；所述催化剂的用量为和厚朴酚摩尔量的5％～15％。
[0020]步骤S1中，所述反应的温度为60～100℃，优选为80℃。
[0021]步骤S1中，所述反应的时间为8～16h。
[0022]步骤S1中，所述反应结束后用适量水稀释反应液，使反应生成的盐完全溶解，然后用有机溶剂萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压去除溶剂，柱分离纯化后得淡黄色粘稠液体，即为化合物c。
[0023]步骤S2中，所述质子性溶剂为甲醇、乙醇和水中的任意一种或几种组合。
[0024]步骤S2中，所述化合物c的浓度为0.05～0.15g/mL，优选为0.1g/mL。
[0025]步骤S2中，所述化合物c与硼氢化钠的质量比为(1～2):1。
[0026]步骤S2中，所述反应的温度为
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5～5℃，优选为0℃。
[0027]步骤S2中，所述反应的时间为12～18h。
[0028]步骤S2中，所述反应结束后，加适量蒸馏水淬灭反应，纯化得和厚朴酚二取代度呋喃羟基化合物，即为化合物d。
[0029]步骤S3中，所述惰性环境优选为氮气保护，氮气通入流速为50～200mL/min。
[0030]步骤S3中，所述相转移催化剂包括但不限于四丁基溴化铵。
[0031]步骤S3中，将化合物d溶于有机溶剂中，再加入到环氧氯丙烷、碱性溶液和相转移催化剂中；其中，所述有机溶剂包括但不限于二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、四氢呋喃和二氧六环中的任意一种或几种组合。
[0032]步骤S3中，所述碱性溶液为碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的任意一种或几种组合。
[0033]步骤S3中，所述化合物d与环氧氯丙烷、碱性溶液中碱和相转移催化剂的摩尔比为1:(15～25):(15～25):(0.15～0.25)，其中，环氧氯丙烷与碱性溶液中碱的摩尔比优选为1:1。
[0034]步骤S3中，所述反应为在转速为800～2000rpm的搅拌状态下进行。
[0035]步骤S3中，所述反应的温度为40～60℃，优选为50℃。
[0036]步骤S3中，所述反应的时间为2～36h。
[0037]步骤S3中，所述反应结束后，加水稀释后萃取反应液，干燥，过滤，滤液减压旋除溶剂，纯化得和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF；2.权利要求1所述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：碱性溶液中，5
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氯甲基糠醛与和厚朴酚在催化剂作用下反应制得化合物c；S2：质子性溶剂中，化合物c与硼氢化钠反应制得化合物d；S3：于惰性环境下，化合物d与环氧氯丙烷、碱性溶液和相转移催化剂反应，制得和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng
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guanHF；3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述碱性溶液为碱与有机溶剂按照质量比为1:(2～4)组成的混合溶液。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述5
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氯甲基糠醛与和厚朴酚的摩尔比为(2.05～3):1；所述催化剂的用量为和厚朴酚摩尔量的5％～15％。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述反应的温度为60～100℃。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，孟晶晶，管浩，李春雨，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：