[发明专利]含笼型POSS的荧光共轭聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含笼型POSS的荧光共轭聚合物，具有如下结构通式：

其中：

y∶z＝1∶0.1～0.1∶1

R₁选自烷烃取代基或POSS取代基；

R₂为POSS取代基；

所述烷烃取代基通式：C_nH_2n+1、C_nH_2n-1，n为1～20的整数；

所述POSS取代基具有如下结构通式：

其中：

R为烷烃取代基或苯基取代基；

X为卤素取代基、卤代烷烃取代基、卤代芳烃取代基或脂肪胺取代基；

所述的烷烃取代基通式：C_nH_2n+1、C_nH_2n-1，n为从1～16的整数；

所述的卤代烷烃取代基通式：C_nH_2n+1X、C_nH_2n-1X，n为从2～16的整数；

所述的卤代芳烃取代基通式：C₆H₄-C_nH_2n+1X，n为从0～10的整数；

所述的脂肪胺取代基通式：C_nH_2n+1NH₂、C_nH_2n-1NH₂，(C_nH_2n+1)(C_nH_2n)NH、(C_nH_2n-1)(C_nH_2n-2)NH，n为从2～16的整数。

2.根据权利要求1所述的一种含笼型POSS的荧光共轭聚合物，其特征在于所述X为碘代烷烃取代基。

3.一种如权利要求1或2所述的含笼型POSS的荧光共轭聚合物的制备方法，其特征在于当R₁为烷烃取代基，R₂为POSS取代基时，该荧光共轭聚合物的制备方法包括如下步骤：

①含五蝶烯刚性结构单体的制备：

将对苯二醌、蒽和四氯苯醌溶于乙酸中，100℃加热回流4小时制备五蝶烯对苯二醌；将上述五蝶烯对苯二醌加入到含有正丁基锂和三甲硅烷基乙炔的四氢呋喃溶液中，室温反应4小时，产物经萃取、洗涤、过滤、干燥得白色固体粉末，将其溶于丙酮中，滴加SnCl₂·2H₂O的乙酸溶液，室温反应2小时，产物经过滤、洗涤、干燥，得到1，4-二乙炔基-2，3，5，6-双-(9，10-蒽)苯；

所述对苯二醌、蒽和四氯苯醌的摩尔比为1∶2∶2；

所述五蝶烯对苯二醌、正-丁基锂和三甲硅烷基乙炔的摩尔比为1∶4∶4；

所述白色固体粉末与SnCl₂·2H₂O的摩尔比为1∶2；

②2，5-二溴-单烷氧基POSS取代苯的制备：

在N₂保护下，将POSS-Cl和NaI加入到混合溶剂a中，加热回流4小时制备POSS-I；将液溴和对苯二酚加入HAc溶液中，在室温反应1小时得2，5-二溴-对苯二酚；然后将其加入到含有NaOH和溴代烷烃的乙醇溶液中，室温反应1小时，得到2，5-二溴-1-烷氧基-对苯酚；将2，5-二溴-1-烷氧基-对苯酚、POSS-I和K₂CO₃加入到混合溶剂a中，回流反应5小时得到2，5-二溴-单烷氧基POSS取代苯；

所述POSS-Cl和NaI的摩尔比为1∶10；

所述混合溶剂a是体积比为3∶1的四氢呋喃和丙酮混合而成；

所述液溴和对苯二酚的摩尔比为5∶1；

所述2，5-二溴-对苯二酚、NaOH和溴代烷烃的摩尔比为1∶1∶1；

所述2，5-二溴-1-烷氧基-对苯酚、POSS-I和K₂CO₃的摩尔比为1∶1∶1；

③含POSS荧光共轭聚合物的制备：

采用Heck-Sonogashira偶合反应，在N₂保护下，将步骤①所制备的1，4-二乙炔基-2，3，5，6-双-(9，10-蒽)苯和②所制备的2，5-二溴-单烷氧基POSS取代苯置于Schlenk瓶中，以Pd(PPh₃)₄和CuI为催化剂，二异丙胺和甲苯为溶剂，65～70℃反应48小时；反应结束后，经冷却、萃取、洗涤、过滤、干燥，得到含笼型POSS的荧光共轭聚合物；

所述步骤①制备的1，4-二乙炔基-2，3，5，6-双-(9，10-蒽)苯和步骤②制备的2，5-二溴-单烷氧基POSS取代苯摩尔比为1∶1；

所述步骤①制备的1，4-二乙炔基-2，3，5，6-双-(9，10-蒽)苯、Pd(PPh₃)₄和CuI摩尔比为10∶0.5∶5；

所述的二异丙胺和甲苯的体积比为2∶3。