一种基于柱芳烃的线形超分子聚合物网络的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于柱芳烃的线形超分子聚合物网络的制备方法，属于超分子材料技术领域，具体技术方案为：通过吡啶成盐，设计并合成了含有柱[5]芳烃和4

【技术实现步骤摘要】
一种基于柱芳烃的线形超分子聚合物网络的制备方法


[0001]本专利技术属于超分子材料
，涉及一种柱芳烃类化合物，具体涉及一种基于柱芳烃的线形超分子聚合物网络的制备方法。

技术介绍

[0002]超分子聚合物材料集成了分子自身的结构信息和功能信息，亦利用分子间相互作用实现了对分子组装体的动态控制和功能协同，既有宏观表现，又可以将结构控制在微纳尺度，是未来高性能材料的突破口与新起点。超分子聚合物网络是一类非共价交联的软材料，该交联的动态特性赋予了其卓越的材料特性，包括高韧性、增强的阻尼能力、极端拉伸性、快速自愈和可逆的可塑性等。
[0003]柱芳烃，2008年报道的新一代大环主体分子，由于其独特的刚性柱状结构，易于功能化和主客体识别能力，使得其在构筑超分子聚合物网络具有独特的优势，受到化学家们的广泛关注。基于柱芳烃的工作已经取得了很大的进展，如超分子聚合物、共价有机骨架材料、纳米技术、药物的控制释放和水凝胶。通过引入不同的驱动力到柱芳烃构筑的聚合物中将会带来特别的性质，如丰富的拓扑结构、更多的刺激响应性、特殊的堆积结构等。
[0004]卤键作为一类重要的非共价键，由于其在功能材料、药物开发、晶体工程和超分子组装等诸多领域的潜在应用，已经引起了人们的广泛关注，然而其键合力比较弱，因此，通过卤键形成聚合物网络比较困难。到目前为止，基于柱芳烃主客体相互作用和卤键的聚合物网络都鲜有报道。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种基于柱芳烃主客体相互作用和卤键的超分子聚合物网络的制备方法，利用含有4
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(4
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溴苯基)
‑
吡啶基团的柱芳烃的主客体相互作用和卤键制备超分子聚合物网络。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种基于柱芳烃的线形超分子聚合物网络的制备方法，具体步骤如下：
[0007]一、以50mL乙腈为溶剂，将1mmol化合物a和1mmol化合物b在85℃进行回流反应24h，反应完后用柱层析法纯化，得到黄色固体，即化合物1，化合物1的一端为柱[5]芳烃，另一端为4
‑
(4
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溴苯基)
‑
吡啶。
[0008]其中，化合物a的结构式为：
[0009][0010]化合物b的结构式为：
[0011][0012]化合物1的结构式为：
[0013][0014]二、50mL的化合物1在氯仿溶液中通过主客体相互作用自组装形成线形超分子聚合物；
[0015]三、向步骤二获得的线形超分子聚合物溶液中加入等当量的4,4
′‑
联吡啶，通过卤键作用交联得到超分子聚合物网络。
[0016]本专利技术通过吡啶成盐反应，设计并合成了含有柱[5]芳烃和4
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(4
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溴苯基)
‑
吡啶的AB单体化合物1；然后，通过柱芳烃和吡啶盐的主客体相互作用得到了线形超分子聚合物；由于4
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(4
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溴苯基)
‑
吡啶基团上的溴原子可以与4,4
′‑
联吡啶形成卤键，线形超分子聚合物可以进一步被交联得到超分子聚合物网络。这种基于柱芳烃和4
‑
(4
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溴苯基)
‑
吡啶的超分子聚合物网络制备方法简便且成本低，这为构筑基于柱芳烃的超分子聚合物网络材料提供了一种新方法。
附图说明
[0017]图1为实施例中制备的化合物1的合成路线图。
[0018]图2为实施例中制备的化合物1的1H NMR谱图(400MHz，CDCl3，室温)。
[0019]图3为实施例中制备的化合物1的
13
C NMR谱图(150MHz，CDCl3，室温)。
[0020]图4为实施例中化合物1形成线形超分子聚合物的1H NMR谱图(400MHz，CDCl3，室温)。
[0021]图5为实施例中化合物1和4,4
′‑
联吡啶形成超分子聚合物网络的1H NMR谱图(600MHz，CDCl3，室温)。
[0022]图6为实施例制备的材料化合物1在高浓度条件下加工形成的棒状纤维SEM图。
[0023]图7为实施例制备的材料化合物1在高浓度条件下加入4,4
′‑
联吡啶后形成的SEM图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]一种基于柱芳烃的吸附材料，首先通过吡啶成盐反应，设计并合成了一端为柱[5]芳烃、一端为4
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(4
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溴苯基)
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吡啶的化合物1。然后，通过柱[5]芳烃和4
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(4
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溴苯基)
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吡啶上之间的主客体相互作用得到了线形超分子聚合物。由于4
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(4
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溴苯基)
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吡啶基团上的溴原子可以与4,4
′‑
联吡啶发生卤键作用，线形超分子聚合物进一步被交联得到超分子聚合物网络。
[0026]其中：化合物1的结构式为：
[0027][0028]2、一种基于柱芳烃和卤键作用的超分子聚合物网络材料的制备方法如下：
[0029]2.1、化合物1的合成路线和合成步骤：
[0030]柱[5]芳烃4
‑
(4
‑
溴苯基)
‑
吡啶衍生物1的合成路线如图1所示。以50mL乙腈为溶剂，将1mmol化合物a和1mmol化合物b在85℃进行回流反应24h。反应完后，通过柱层析法得到的产物为化合物1，化合物1为黄色固体。
[0031]1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.91(d,J＝3.8Hz,2H),8.51(d,J＝6.8Hz,2H),8.04(d,J＝8.6Hz,2H),7.87(d,J＝8.6Hz,2H),6.89
–
6.69(m,10H),4.26(s,2H),3.82(t,J＝6.2Hz,2H),3.64(s,10H),3.31(s,27H),1.76
–
1.70(m,2H),1.50
–
1.44(m,2H),1.27
–
1.17(m,10H),0.83(t,J＝6.9Hz,2H).(化合物1核磁共振氢谱，得图2的谱图)。
[0032]13
C NMR(151MHz,DMSO)δ154.02,150.34,150.33,149.80,144.88,133.16,130.62,128.09,128.05,126.82,124.88,114.73,1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于柱芳烃的线形超分子聚合物网络的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：一、以50mL乙腈为溶剂，将1mmol化合物a和1mmol化合物b在85℃进行回流反应24h，反应完后用柱层析法纯化，得到黄色固体，即化合物1；其中，化合物a的结构式为：化合物b的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丕，赵磊磊，贾兰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：