[发明专利]一种邻苯二甲腈型丙烯酸酯类单体的合成方法

说明书

本发明提供了一种邻苯二甲腈型丙烯酸酯类单体的合成方法，属于新型高分子聚合单体制备技术领域。本发明通过在可自由基聚合的丙烯酸酯类单体中引入可交联、配位的邻苯二甲腈结构，制备了一种含邻苯二甲腈结构的丙烯酸酯类单体。该结构特点带来的有益效果是：①邻苯二甲腈结构可通过热交联或与过渡金属盐配位，形成共价可逆配位键。将其引入聚合物分子结构中，在加热或化学物等刺激下，可自发交联或解交联，通过力学性能或颜色等物理性能的变化，构成刺激响应材料，如自愈合、智能材料等。②由于腈基和交联形成的酞菁结构具有较好的生物相容性，该单体在生物高分子领域也具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于新型高分子聚合单体制备技术领域，涉及到一种邻苯二甲腈型丙烯酸酯类单体的合成方法。

背景技术

聚丙烯酸酯类树脂是一类通用线性高分子材料，具有优异的加工、力学和光学性能和良好的化学稳定性，被广泛地应用于医用、机械、汽车、电子、智能、船舶、等材料领域。

聚丙烯酸酯类树脂是一类由含有丙烯酸酯类的单体进行均(共)聚得到的线性高分子聚合物。由于丙烯酸酸类单体易于化学改性，近年来，广泛应用于智能材料领域。Yang等人合成了含三联吡啶结构的丙烯酸酯类单体，聚合物单体由于三联吡啶的存在，可以与过渡金属盐配位得到可逆交联聚合物。材料具有良好的形状记忆性能(AngewandteChemie-International Edition 2017,59(41),12599-12602.)；Bode等人采用类似聚合物，以氯化钴为配位核心，开发出的交联聚合物可作为自愈合材料使用(Journal of MaterialsChemistry A 2015,3(44),22145-22153.)。Kumpfer等人采用二苯并咪唑联吡啶结构为配体，制备可逆交联聚丙烯酸酯树脂，材料具有良好的自愈合性能(Journal of theAmerican Chemical Society 2011,133(32),12866-12874.)。但上述含吡啶基的丙烯酸酯单体制备工艺复杂，纯化过程繁琐，难以商业化应用。邻苯二甲腈是一类强极性基团，可以与70多种过渡金属盐形成含酞菁结构的配合物，从而形成可逆配位键(高性能树脂基体的最新研究进展.宇航材料工艺2012,(04),1-6)；也可以与有机二胺在加热条件下形成永久共价键，形成交联结构(Journal of Macromolecular Science:Part A-Chemistry:Pureand Applied Chemistry1982,A18(6),931-937.)。邻苯二甲腈还可用于制备酞菁染料，应用于电极材料或存储材料，具有较高的转化率和重复使用性(Journal of MaterialsResearch 2011,26(18),2369-2372；Advanced Materials 2008,20(9),1766-1771.)。Sastri等人通过邻苯二甲腈树脂与二胺交联制备超耐高温聚合物，应用于航天、船舶等的结构材料部件(Polymer 1996,17,816-822.)。

为了在聚丙烯酸酯树脂中引入可逆配位共价键，本着探索聚丙烯酸酯智能材料的思想，本发明将易交联配位的邻苯二甲腈基团引入到丙烯酸酯类单体骨架中。该类单体可经(活性可控)自由基聚合制备可逆交联聚丙烯酸酯，在智能材料、生物高分子领域均具有良好的应用前景。

发明内容

本发明提供了一种新型的含邻苯二甲腈结构丙烯酸酯单体的合成及后处理方法。该方法为一步法合成工艺，反应条件温和，后处理过程简单易行，易于商业化放大生产；邻苯二甲腈的配位反应容易进行，过渡金属选择范围广，稳定性高。该单体在自愈合材料、智能材料及生物高分子领域具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案：

一种邻苯二甲腈型丙烯酸酯类单体的合成方法，步骤如下：