[发明专利]含有马来酰亚胺基基团的双酚单体及其合成方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有马来酰亚胺基基团的双酚单体及其合成方法和用途。

背景技术

多环芳基化合物在用于制备高分子材料时可以制备出具有高玻璃化转变温度、高光折射率以及很好的耐化学腐蚀性的高分子材料，具有以上性能的高分子材料在汽车行业，光学材料以及信息存储等诸多领域均有着广泛的应用。

双酚单体广泛应用于聚醚、聚砜、聚酯、聚碳酸酯等高分子材料的制备中。而对于这些材料的后功能化，目前使用较多的是利用双酚酸单体上羧基的反应活性，通过酯化反应对聚合物进行修饰从而制备得到功能化的聚醚、聚砜、聚酯、聚碳酸酯。但是酯化反应进行聚合物的后功能化存在着一些不足之处，这主要体现在：1)酯化反应需要催化剂作用下进行；2)部分功能小分子难以忍受酯化反应的条件，从而在反应过程中遭到破坏失去活性；3)聚碳酸酯的制备过程中，不能直接使用双酚酸进行聚合，因为羧基的存在会导致交联，也正是因为这个原因，对于高玻璃化温度的聚碳酸酯的后功能化的研究不是很多。

近些年，随着“Click Chemistry”概念的提出，Click reaction受到了广泛的关注，这其中就包括thiol-ene反应和D-A反应。马来酰亚胺基团中的双键可以与巯基发生thiol-ene反应，也可以作为亲双烯体与双烯进行D-A加成反应，基于这两个反应，大量的关于聚合物的后功能化以及交联聚合物的研究被广泛报道。通过这两个反应对聚合物进行后功能化，反应条件温和，反应能够定量进行，转化率高，无副产物生成。

制备具有马来酰亚胺基团的双酚单体可用于制备含有马来酰亚胺基团的聚醚、聚砜、聚酯、聚碳酸酯等，从而可以通过马来酰亚胺基团的Click反应对聚合物进行后功能化，制备出功能型的聚醚、聚砜、聚酯、聚碳酸酯等。在已有的报道中，含有马来酰亚胺基团的双酚单体几乎没有报道过。美国专利US20070123713曾报到了一种含有邻苯二甲酰亚胺基的双酚单体的设计、合成及应用。基于此单体所制备的聚合物具有较好的性能，但是邻苯二甲酰亚胺基团的引入，并不能作为反应基团对聚合物进行后功能化。本发明采用专利US20070123713中报道的含有硝基的双酚化合物为原料，采用改进的还原技术制备出含有氨基的双酚化合物，基于此双酚化合物制备出了含有马来酰亚胺基团的双酚单体，在制备可后功能化的聚醚、聚砜、聚酯、聚碳酸酯等中具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于制备聚合物(如聚醚、聚砜、聚酯、聚碳酸酯等)，且能在聚合物中引入可以进行后功能化的含有马来酰亚胺基基团的双酚单体。

本发明的再一目的在于提供一种含有马来酰亚胺基基团的双酚单体的合成方法。

本发明的还一目的在于提供含有马来酰亚胺基基团的双酚单体的用途。

本发明的含有马来酰亚胺基基团的双酚单体具有以下结构：

其中，马来酰亚胺基团可以位于它所在的苯环的间位或者对位。

本发明的含有马来酰亚胺基基团的双酚单体的合成方法包括以下步骤：

1)将具有式1结构的含有硝基的双酚单体、FeCl₃.6H₂O和活化后的活性炭溶于异丙醇溶剂中，加热至回流，缓慢滴加水合肼，水合肼滴加完毕后在回流状态下进行反应(一般反应的时间为16-24小时)；反应完毕后，过滤除去活性炭，旋蒸除去异丙醇，所得产物(粘稠状)用乙酸乙酯溶解，然后用盐酸水溶液萃取，将萃取后得到的水溶液用氨水中和，析出固体沉淀，过滤得到具有式2结构的含苯胺基的双酚单体；其中，所述的FeCl₃.6H₂O为所述的具有式1结构的含有硝基的双酚单体质量的0.3％-1％，所述的活化后的活性炭为具有式1结构的含有硝基的双酚单体质量的5％-20％，水合肼的用量与具有式1结构的含有硝基的双酚单体的摩尔比为3∶1-10∶1；

式1

其中，硝基可以位于它所在的苯环的间位或者对位；

式2

其中，氨基可以位于它所在的苯环的间位或者对位；

2)将步骤1)制备得到的具有式2结构的含苯胺基的双酚单体的丙酮溶液缓慢滴加到马来酸酐的丙酮溶液中，滴加完毕后在温度为15-50℃下进行反应(一般反应的时间为10-20小时)，随着反应的进行，溶液中产生大量不溶的沉淀，反应完毕后，过滤得到的固体为具有式3结构的含马来酰胺酸的双酚单体；其中，所述的含苯胺基的双酚单体与所述的马来酸酐的摩尔比为1∶1-1∶1.3；