[发明专利]一种化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物，尤其涉及一种可用于非活泼烯类单体进行活性可控自由基聚合的化合物、其制备方法和应用。

背景技术

自20世纪90年代以来，高分子科学家先后发现了多种活性可控自由基聚合的方法，包括氮氧稳定自由基聚合(NMP)、原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆-加成裂解链转移自由基聚合(RAFT)，这些方法通过不同的链转移试剂成功的将活性很高-难以控制的高活性自由基转化为活性相对较低的自由基，从而使得反应体系中处于活性状态的自由基数量大大降低，继而链终止在很大程度上被抑制，每一个增长自由基都可以顺利的完成链增长。上述特点使得活性/可控自由基聚合体现出三个重要的特点：(1)链增长与反应时间呈现线性关系；(2)可获得非常低的分子量分布；(3)设计多活性位点的链转移试剂，获得想要的拓扑结构聚合物。

在三种活性/可控自由基聚合方法中，RAFT方法因其适用单体范围广、分子设计能力强等特点逐渐成为研究热点，而RAFT方法的核心是RAFT试剂。RAFT试剂的通用表达式如下：

其中Z基团为苯基、苄基、萘基等基团，既能吸电子来活化碳硫双键，又具有离域能力来稳定中间自由基。R基团应既易于离去同时又具有一定的活性可以再次引发链增长。

Graeme Moad等人(Daniel J.Keddie,Graeme Moad,Ezio Rizzardo,San H.Thang,Macromolecules.,45:p.5321-5342)合成了多种RAFT试剂，按照所调节的单体类型分类可分为两类，一种是可以调节活泼类单体-丙烯酸酯、丙烯酰胺聚合的RAFT试剂，一种是可以调节非活泼类单体(存在p-π共轭)-醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮聚合的RAFT试剂

当Z基团为烷氧基时，RAFT试剂又称为黄原酸酯。Thomas Congdon等人(Thomas Congdon,Rebecca Notman,Matthew I.Gibson,Biomacromolecules.14:p.1578-1586)通过单臂型乙氧基二硫代甲酸苄酯来分别调控醋酸乙烯酯和N乙烯基吡咯烷酮的聚合，获得了能够代替抗冻蛋白的仿生物质。Jun-Jie Yan等人(Jun-Jie Yan,Zhong-Kai Wang,Xiang-Song Lin,Chun-Yan Hong,Hao-Jun L iang,Cai-Yuan P an,and Ye-Zi You,Advanced Materials,2012.24(41):p.5617-5624)通过单臂型乙氧基二硫代甲酸苄酯来调控N异丙基丙烯酰胺的聚合，获得了强荧光发射的温敏性材料。

发明内容

合成的给体-受体型发光物质中，给体和受体的排布方式对发光波长和强度均有显著影响，而给体和受体的排布方式是由RAFT试剂的活性位点数(即臂数)所决定的。并且多臂型RAFT试剂更有利于实现聚合物的隔离，从而提高发光物质的量子产率。

基于此，本发明第一个方面是提供一种化合物，所述化合物优选为具有结构式(I)所示的分子结构：

其中，R¹和R²可以相同或不同，并分别独立的选自C1-C6烷基、芳基取代的(C1-C6烷基)；

Z选自如下基团：

——R——Ar——R——，

其中，R选自C1-C4的亚烷基，Ar选自：

或被一个或多个C1-C5烃基、更优选为C1-C5烷基取代的上述基团。

其中，R¹和R²相同，并优选为选自C1-C6的烷基，更优选为C1-C4的烷基，如甲基、乙基、正丙级、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基，更优选为甲基、乙基、异丙基。

其中，R优选为选自亚甲基、亚乙基，更优选为亚甲基。

其中，R在Z上可以是临位、对位、间位取代，并优选为临位取代。

本发明第二个方面是提供一种上述化合物的制备方法，包括：

R¹-OH、R²-OH与碱性催化剂混合，反应；

然后加入二硫化碳、卤代化合物X——R——Ar——R——X，其中，X选自Cl、Br、I，并优选为Br；

反应结束后，收集产物得到结构式(1)所示化合物。