[发明专利]共缩聚法制备环己基并冠醚键合硅树脂

权利要求书

1.一种环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，该方法基于共缩聚法来制备环己基并冠醚键合硅树脂，其基本步骤如下：

（1）硅烷化的环己基并冠醚单体的制备

将胺基修饰的环己基并冠醚与卤代烷烃取代的硅氧烷按照当量比为1:10~10:1的比例，溶解于溶剂中；再加入催化剂；通入氮气保护，在反应温度为25~150℃的条件下，搅拌回流反应至少1小时后，分离掉催化剂；反应产物溶液经旋蒸浓缩，得到粗产物；粗产物用四氯化碳、乙醚抽提洗涤后，再用正戊烷重结晶实现纯化；

得到的硅烷化环己基并冠醚单体的结构式为下图中的A型或B型：

其中，具有萃取性能的环己基并冠醚分子的一端或者两端修饰有能发生水解缩合反应的硅氧烷基团，二者之间通过亚甲基链段连接；其中x的不同数值表示该亚甲基链段的数目为2~12个；y的不同数值表示硅氧烷基团上连接硅原子的为甲氧基或者乙氧基；根据m、n的不同数值，环己基并冠醚基团为二环己基并-12-冠-4，二环己基并-15-冠-5，二环己基并-18-冠-6，二环己基并-21-冠-7，二环己基并-24-冠-8，环己基并-12-冠-4，环己基并-15-冠-5，环己基并-18-冠-6，环己基并-21-冠-7，环己基并-24-冠-8；

（2）共缩聚法制备环己基并冠醚键合硅树脂

将步骤（1）制得并纯化的硅烷化环己基并冠醚单体和另一硅氧烷单体按照摩尔比为5:95~99:1的比例混合，得到混合物A；再往其中加入乙醇、去离子水和催化剂，得到混合物B；将混合物B搅拌均匀，静置直至混合物B凝胶化；将凝胶化的混合物B置于真空烘箱中处理，再经研磨得到微米级颗粒；将得到的微米级颗粒用丙酮洗去未缩合的硅烷化环己基并冠醚单体和另一硅氧烷单体，再经干燥即可得到环己基并冠醚键合硅树脂。

2.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的胺基修饰的环己基并冠醚为：二胺基二环己基并-12-冠-4、二胺基二环己基并-15-冠-5、二胺基二环己基并-18-冠-6、二胺基二环己基并-21-冠-7、二胺基二环己基并-24-冠-8、单胺基环己基并-12-冠-4、单胺基环己基并-15-冠-5、单胺基环己基并-18-冠-6、单胺基环己基并-21-冠-7和单胺基环己基并-24-冠-8，以及它们的胺基处于不同取代位置的异构体。

3.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的卤代烷烃取代的硅氧烷结构式为：

烷基链段长度为2~12个亚甲基，卤素原子为氯原子、溴原子或者碘原子。

4.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的卤代烷烃取代的硅氧烷为：3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三甲氧基硅烷、3-碘丙基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三甲氧基硅烷、4-溴丁基三甲氧基硅烷和4-碘丁基三甲氧基硅烷中的一种。

5.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的溶剂为四氢呋喃、氯仿和N,N-二甲基甲酰胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的催化剂为K₂CO₃、NaOH、C₂H₅ONa、KI、NaI 、Na₂CO₃和NaH中的一种或多种，且胺基修饰的环己基并冠醚和催化剂的摩尔比为1~30:1。

7.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的另一硅氧烷单体为：正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的环己基并冠醚键合硅树脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、氢氧化钠、盐酸、氨水、三乙胺、三乙烯二胺中的一种，且用量占混合物A总重量的比例为0.001~0.2。