[发明专利]光学活性聚氨酯-酰胺材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学活性聚氨酯-酰胺材料及其制备方法，属于有机功能聚合物材料的制备范畴。

背景技术

聚氨酯材料具有优异的耐磨性、耐油性以及弹塑性能而被广泛应用于汽车、建筑、机械、航空航天、电子等领域。然而，普通聚氨酯材料的耐热性较差，其抗拉强度、弹性模量等机械性能在80-90℃会明显下降，使其应用范围受到了一定限制。因而，高热稳定性聚氨酯的研发受到了人们的普遍重视。将具有不同特性的聚合物官能团引入高分子链结构中是提高材料性能的重要手段之一。例如，聚酰亚胺是一类以酰亚胺环为结构特征的高性能聚合物，其在高温的环境中仍能保持优异的力学性能，聚酰胺则具有很好的耐酸碱、耐有机溶剂等化学稳定性，将二者用于聚氨酯材料的改性中，可以显著提高其应用性能。并且聚酰胺、酰亚胺官能团的存在会产生大量的链间氢键作用，对于聚氨酯软、硬段的混容性乃至大分子链的高级结构具有重要影响。

此外，将氨基酸分子应用于聚合物合成是一个非常有意义的研究方向，该类聚合物被认为是最有前景的一类材料。天然氨基酸及其衍生聚合物安全无毒，易于降解且具有很好的生物相容性。专利CN200810045884公开了一种由ε-氨基己酸与至少两种其它氨基酸聚合而成的组织修复材料及其制备方法，专利CN02134373公开了一种氨基酸改性聚有机硅氧烷，在相转移催化剂或离子交换树脂诱导作用下，通过硅烷偶联剂以共价键形式将有机硅氧烷预聚体与端基为氨基的氨基酸或其盐连接在一起，专利CN01132179公开了一种含有活性药物、主链中具有氨基酸的聚酯及其制备方法，该发明将天然多官能团氨基酸无规地引入生物降解型聚酯中，避免了降解产物的抗原性，同时降解产物可被完全生物吸收，可作为医疗器械的涂层，也可制成植入体或其他制剂。同时，氨基酸分子中手性原子的作用将诱导聚合物链形成规整的高级结构，除了产生更好结晶性以及溶解性外，还赋予了其独特的光学性能，在手性分离、手性催化和不对称合成方面具有重要的应用价值。本发明将手性酪氨酸应用于二羟基单体的合成，通过其与二异氰酸酯反应得到异氰酸酯基团封端的预聚物，并进一步与有机二酸单体共聚制备了一系列新型光学活性聚氨酯-酰胺材料，该材料具有较高的热稳定性，可调的链结构和稳定的构象，具有广阔的研究和应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种光学活性聚氨酯-酰胺材料及其制备方法。该材料具有可调的链结构，良好的热稳定性和较高的光学活性。

技术方案：本发明的一种光学活性聚氨酯-酰胺材料，由L或D-酪氨酸衍生双酚单体、二异氰酸酯和有机二酸单体共聚得到，其结构通式为：

聚合度n为1～40000，

其中，R₁为以下结构：

中的一种，m为1～5，p为1～5；

R₂为以下结构：

中的一种，k为0～5；

R₃为以下结构：

中的一种；

R₄为以下结构：

中的一种。

本发明的光学活性聚氨酯-酰胺材料的制备方法为：

步骤a)-5～0℃下，将浓度为0.5～2mol/L的L或D-酪氨酸醇酯的四氢呋喃溶液加入反应釜，加入的对羟基苯酸∶L或D-酪氨酸醇酯的摩尔比为1∶1～1.2∶1，搅拌0.5～1h，再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐∶L或D-酪氨酸醇酯的摩尔比为1∶1～1.2∶1，反应1～3h，升至室温继续反应18～24h，将以上反应物倒入5～10倍L或D-酪氨酸醇酯的四氢呋喃溶液体积的去离子水中，用2～4倍L或D-酪氨酸醇酯四氢呋喃溶液体积的CH₂Cl₂萃取，并依次用3～5倍L或D-酪氨酸酯的四氢呋喃溶液体积的Na₂CO₃水溶液、饱和NaCl水溶液、柠檬酸水溶液、饱和NaCl水溶液和去离子水对该CH₂Cl₂萃取液进行洗涤，Na₂CO₃水溶液浓度为0.1～0.2mol/L，柠檬酸水溶液浓度为0.1～0.2mol/L；洗涤后的CH₂Cl₂萃取液用无水MgSO₄干燥，过滤后蒸除CH₂Cl₂溶剂得L或D-手性双酚单体；