[发明专利]一种四重氢键超分子材料的制备方法

说明书

本发明属于超分子材料领域，具体涉及一种超分子聚合物对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮的制备方法。包括以下步骤：先合成对苯二酚醚链桥连二胺基化合物，再合成活化的脲基嘧啶酮化合物，最后合成基于对苯二酚醚链桥连的双脲基嘧啶酮化合物。本发明所使用的合成方法具有原料易得，操作简单，节约资源，产率高的特点。本发明所述超分子聚合物由于引入芳环堆积作用力能够形成动态可逆和力学性能好的超分子聚合物结构。

技术领域

本发明属于超分子聚合物材料的合成领域，具体涉及一种对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮化合物的制备方法。

技术背景

超分子聚合物化学是超分子化学与高分子的交叉学科。超分子聚合物定义为重复单元经可逆的和方向性的非共价键相互作用链接成的阵列。超分子聚合物可分为两类，即主链超分子聚合物和侧链超分子聚合物。诺贝尔奖获得者Lehn是被公认为最早发展主链超分子聚合物的人。超分子聚合物有望成为一种很好的可降解材料，而且具有对外界刺激的响应性。超分子聚合物的构筑离不开超分子聚合机理的研究。

超分子聚合物的链接方式不同于普通聚合物，通过非共价键的相互作用，使得超分子聚合物能够对外界一定的刺激作出响应，撤回刺激，能恢复起始状态。自组装是超分子化学的核心。同时在设计和合成超分子聚合物的过程中，人们逐渐认识到超分子聚合机理对指导单体的生长和聚合物的性质有着重要的影响。其中环链平衡机理是最重要的超分子聚合物机理之一，环链平衡机理指的是在溶液中线性超分子聚合物和环状单体或寡聚体是以化学平衡关系而存在。它被用来描述多种不同的超分子聚合物，例如金属配位作用构筑的超分子聚合物、氢键超分子聚合物、两性离子超分子聚合物和主客体驱动的超分子聚合物等。

本发明选择合成一种基于四重氢键的对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮化合物，通过苯环和四重氢键二聚脲基嘧啶酮平面的芳环堆积作用力来研究其超分子聚合机制及性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用四重氢键制备对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮化合物的方法。

所述化合物为对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮，记为化合物F，其化学结构式如下：

所述对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮的合成路线如下：

所述对苯二酚醚链桥连双脲基嘧啶酮化合物的合成方法，包括以下步骤：

步骤一，对苯二酚醚链二醇(记为化合物A)的合成：

在反应容器中加入对苯二酚和二乙二醇单对甲苯磺酸酯，抽真空后充氮气，在氮气保护下，加入催化剂和有机溶剂，装上回流冷凝管，磁力搅拌，加热回流反应，反应完全后停止反应，冷却后过滤，滤饼用蒸馏水溶解，再用CH₂Cl₂萃取，合并有机相和滤液，旋蒸后，用CH₂Cl₂溶解，并用混合溶液(饱和食盐水:1％氢氧化钠溶液＝3:1)洗涤，无水硫酸镁干燥。过滤，旋蒸得油状物，即为化合物A。

步骤二，对苯二酚醚链桥连二对甲苯磺酰酯(记为化合物B)的合成：

在反应容器中加入NaOH水溶液，冰水浴下搅拌冷却，再加入化合物A的THF溶液。冰水浴下，滴加TsCl的THF溶液。滴加完毕，撤去冰水浴，室温搅拌。反应完毕，停止搅拌。将反应液倒入冰水中，用CH₂Cl₂萃取。有机相依次用水，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥；过滤、旋干后过柱层析，即为化合物B。

步骤三，对苯二酚醚链桥连邻苯二甲酰亚胺(记为化合物C)的合成：