本发明专利技术涉及一种新型的聚合物聚二氮杂环辛四烯及其制备方法，该聚合物有三种结构类型，分别为A型、B型和C型。利用均苯四酸二酐与芳香族化合物进行傅克反应，制备苯甲酰基对（间）苯二甲酸；进而制备苯甲酰基对（间）苯甲酰叠氮。一步法由叠氮化合物直接制备聚合二氮杂环辛四烯，产率高于80％。本发明专利技术制备的聚二氮杂环辛四烯，其制备原料价格低廉，反应条件温和，聚合效率高，能够应用于光电材料、电驱动聚合物、医药等领域。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术属于高分子化学研究领域，具体涉及，尤其是涉及一种高纯度、高效率制备聚二氮杂环辛四烯的方法。
技术介绍
1999年，Marsella M.J.构想了一种新的导电高分子电化学驱动材料工作原理。其基本思路是在刚性的η共轭主链中引入在电化学氧化还原条件下可发生可逆的构象变化的片段，该构象变化可导致刚性的导电高分子链两端距离的变化，从而使高分子发生形变，达到传动的目的。与传统的导电高分子不同，这种氧化还原活性聚合物的电动转换是聚合物的固有性质，而不依赖于传统导电高分子电化学驱动材料的离子进出机制，有可能具有更大的形变能力和更快的电化学响应速度。更为重要的是，此种高分子材料可作为单分子的电化学驱动材料，在纳米电子器件的构筑中得到应用。能被利用的在电化学氧化还原条件下可发生可逆构象变化的分子主要是一类具有反芳香性的杂环或稠环化合物。以环辛四烯为例，在中性态，由于环的含有8个η电子(4η电子)而呈反芳香性，其构象为船式构象；当得到或失去两个电子时，由于芳构化的稳定作用，构象则转变为平面构象。芳构化的共振能成为这一过程的推动力。基于这一原理，Marsella M.J.报道了聚tetra(聚2，，3_环四噻吩)的合成，以及基于2，3-环四噻吩结构的一系列聚合物,并从理论上推断tetra单体结构氧化还原构象变化可产生6 7%的形变，具有电动制动器的特点。近年来，麻省理工学院研究者Swager T.M.报道了聚dithienoazepine的合成及其电化学性能的研究。Azepine是一种含氮环庚三烯，因氮原子的孤对电子的参与而形成Sn电子的反芳香性结构。所合成的聚合物在理论上具有5%左右形变能力。另一类可发生可逆构象变化的是杯芳烃(Calixarene)结构。该结构上酹轻基的质子化及去质子化过程可使环结构发生可逆变化。Swager研究组报道了杯芳烃与四聚噻吩的交替共聚物的合成。2005年，Scherlis D.A.等利用分子动力学模拟，研究了该导·电高分子氧化还原过程中如何实现分子构象的变化；2006年，Casanovas J.模拟该类高分子材料的氧化还原态的构象变化,计算无质子结构单元的氧化态与还原态切换可产生23.9%的形变，而质子掺杂后更可能达到接近80%的形变。二氮杂环辛四烯，是一种重要的光电材料。该化合物在中性态，分子构型呈反芳香性结构，为船式构象，能够应用于铁电液晶材料领域；在得到两个电子以后，二氮杂环辛四烯为呈芳香性结构，为平面构象。通过电化学氧化还原过程中二氮杂环辛四烯构象的变化能够制成制成薄膜器件，应用于微型器件的电驱动领域。纵观基于高分子主链构象变化的电化学驱动材料，我们专利技术了一种全新梯型高分子化合物。该高分子由全苯并二氮芳辛四烯和侧边的基团组成。全苯并二氮芳辛四烯的主链结构能够克服电化学驱动高分子中共轭单元导致的强分子间相互作用；而侧边基团结构既能保证材料的溶解性，又利于后期器件薄膜的制备。此外，相对于传统链结构的高分子材料，梯型聚合物的化学键更不容易被打断，故其具有更好的热稳定性，该聚合物在耐高温聚合物领域具有潜在应用价值。我们以均苯四甲酸二酐与芳香化合物为初始原料，利用均苯四酸二酐与苯基取代苯化合物进行傅克反应，制备苯甲酰基对(间)苯二甲酸；进而制备苯甲酰基对(间)苯甲酰叠氮。利用该叠氮化合物一步法直接制备聚二氮杂环辛四烯，总产率达到90%。该类聚合物具有梯形聚合物热稳定特性，相对于传统单链结构的高分子材料，梯型聚合物的化学键更不容易被打断，故其具有更高的热化学稳定性和尺寸稳定性，该聚合物在耐高温聚合物领域具有潜在应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出。本专利技术采用的技术方案为:聚二氮杂环辛四烯分子结构由二氮杂环辛四烯单元组成，其分子分为A、B和C三种类型:其中，A类型为2，5-二 (取代苯甲酰基)间苯二甲酰基叠氮发生缩合反应的产物，聚合物主链相邻氮杂八元环结构相同类型为4，6-二(取代苯甲酰基)对苯二甲酰基叠氮缩合反应的产物，聚合物主链相邻氮杂八元环结构呈对映异构关系；C类型为2，5- 二 (取代苯甲酰基)对苯二甲酰基叠氮和4，6- 二 (取代苯甲酰基)间苯二甲酰基叠氮发生共缩合反应的产物，聚合物主链相邻氮杂八元环相同结构和对映异构结构共存，所述A、B和C三种类型的结构式如下权利要求1.聚二氮杂环辛四烯，其中聚合物分子结构由二氮杂环辛四烯单元组成，其分子分为A、B和C三种类型:其中，A类型为相邻两个氮杂八元环结构相同的聚合物，B类型为相邻两个氮杂八元环的结构呈镜像对称关系的聚合物，C类型为相邻两个氮杂八元结构相同和互为镜像对称关系两种结构共存的聚合物，所述A、B和C三种类型的结构式如下2.根据权利要求1所述的聚二氮杂环辛四烯，其特征在于:A类型为2，5-二(取代苯甲酰基)间苯二甲酰基叠氮缩合反应的产物，B类型为4，6-二(取代苯甲酰基)对苯二甲酰基叠氮缩合反应的产物，C类型为2，5- 二 (取代苯甲酰基)对苯二甲酰基叠氮和4，6- 二 (取代苯甲酰基)间苯二甲酰基叠氮共缩合反应产物。3.聚二氮杂环辛四烯的制备方法，其制备包括以下步骤: 1)取代苯甲酰基苯二甲酸的制备 利用无水氯化铝为傅克试剂，原料酸酐与芳香化合物发生反应，生成2，5- 二 (取代苯甲酰基)对苯二甲酸和4，6-二 (取代苯甲酰基)间苯二甲酸，并进行分离纯化； 2)聚合单体制备 利用2，5- 二 (取代苯甲酰基)对苯二甲酸，在氯化试剂条件下，制备2，5- 二 (取代苯甲酰基)对苯二甲酰氯，在温度-10 - 50° C，其与叠氮化钠发生反应，获得2，5-二 (取代苯甲酰基)对苯二甲酰基叠氮(a);同样方法，利用4，6-二 (取代苯甲酰基)间苯二甲酸，制备4，6-二 (取代苯甲酰基)间苯二甲酰基叠氮(b)； 3)聚二氮杂环辛间四烯的制备 双官能度酰基叠氮化合物在酸性试剂条件下，在20 — 120° C下，优选60-120° C下，聚合反应，制备聚二氮杂环辛间四烯。4.根据权利3所述的聚二氮杂环辛四烯的制备方法，其特征在于:所述的原料酸酐为均苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、茈四甲酸二酐之一种。5.根据权利3所述的聚二氮杂环辛四烯的制备方法，其特征在于:所述的芳香化合物包括苯、甲苯、甲氧基苯、溴苯、氯苯、氟苯、硝基苯以及含有烷烃取代基或烯烃取代基的苯或苯酚的衍生物之一种。6.根据权利I所述的聚二氮杂环辛四烯的制备方法，其特征在于:步骤2)中的氯化试剂采用二氯亚砜、氯甲酸乙酯或草酰氯。7.根据权利3所述的聚二氮杂环辛四烯的制备方法，其特征在于:步骤3)中所述酸性试剂为催化剂，包括甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、乳酸、氯乙酸、三氟乙酸、三氯乙酸、三氯乙酸、苯甲酸、苯磺酸之一种。8.权利要求1所述的聚二氮杂环辛四烯的用途，用于光电材料、电驱动聚合物和医药领域。全文摘要本专利技术涉及一种新型的聚合物，该聚合物有三种结构类型，分别为A型、B型和C型。利用均苯四酸二酐与芳香族化合物进行傅克反应，制备苯甲酰基对(间)苯二甲酸；进而制备苯甲酰基对(间)苯甲酰叠氮。一步法由叠氮化合物直接制备聚合二氮杂环辛四烯，产率高于80％。本专利技术制备的聚二氮杂环辛四烯，其制备原料价格低廉，反应条件温和，聚合效率高，能够应用于光电材料、电驱动聚合物、本文档来自技高网...
【技术保护点】
聚二氮杂环辛四烯，其中聚合物分子结构由二氮杂环辛四烯单元组成，其分子分为A、B和C三种类型：其中，A类型为相邻两个氮杂八元环结构相同的聚合物，B类型为相邻两个氮杂八元环的结构呈镜像对称关系的聚合物，C类型为相邻两个氮杂八元结构相同和互为镜像对称关系两种结构共存的聚合物，所述A、B和C三种类型的结构式如下??????A?type????????????????????????????B?type????????????????????C?type???????????????。?dest_path_FDA00003167252200011.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李建忠，单虎，周传凤，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。