[发明专利]含有苯并咪唑基团的二胺单体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有苯并咪唑基团的二胺单体及其制备方法，制备方法为：先将结构式如式(III)的苯并咪唑中间体还原，再将其还原产物与结构式如式(IV)的化合物混合后依次进行取代反应和还原反应得到含有苯并咪唑基团的二胺单体；结构式如式(III)的苯并咪唑中间体是通过将结构式如式(I)的化合物与结构式如式(II)的化合物混合后依次进行取代反应和关环反应制得的；式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)的结构式分别为：最终制得的含有苯并咪唑基团的二胺单体的结构通式如下：本发明的制备方法简单易行，制得的含有苯并咪唑基团的二胺单体用于制备聚酰亚胺，可提高聚酰亚胺的耐热性和溶解性。

技术领域

本发明属于二胺类化合物技术领域，涉及一种含有苯并咪唑基团的二胺单体及其制备方法。

背景技术

上世纪50年代末开始，为了适应航空航天和电子工业领域的需求，一类可以耐高温的高性能聚合物材料开始发展起来。而二胺类化合物作为合成这类聚合物的重要原料，其基团变化多样，可在很多材料的合成中作为中间体使用，可用于合成聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚脲等有机高分子材料。

出于改善材料耐热性的考虑，具有良好热稳定性的芳杂环基团被引入到聚合物结构中。由于芳杂环基团的刚性较强，同时可以赋予分子链之间较强的作用力，因此在聚合物主链中引入芳杂环基团可以提高其耐热性。聚合物中聚酰亚胺的应用范围较广，因而成为研究的热点，中国专利201210011260.X公开了一种制备含苯并咪唑结构的聚酰亚胺的方法：首先将2,6-二取代基苯胺与醛在酸性条件下反应生成二胺化合物3,3’,5,5’-四取代基结构芳香二胺，之后将合成的芳香二胺和杂环二胺单体6-氨基苯基-2-氨基苯并咪唑按一定的比例混合后与二酐单体在有机溶剂中反应得到聚酰亚胺，得到的聚酰亚胺能够溶解在NMP、DMAc等溶剂中溶解，且具有一定的耐热性能及力学性能，然而得到的聚酰亚胺只能溶于几种溶解性较强的溶剂中，且溶解较慢，耐热性也有待进一步提高。

因此，亟待一种二胺单体以提高聚酰亚胺的溶解性和耐热性能。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种含有苯并咪唑基团的二胺单体及其制备方法。本发明设计的含有苯并咪唑基团的二胺分子引入到聚酰亚胺主链结构中，不仅能提高聚酰亚胺的耐热性，还能提升聚酰亚胺薄膜的溶解性，同时还具有电致变色的潜力，为聚酰亚胺材料的功能性提供潜在的价值。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

含有苯并咪唑基团的二胺单体，结构通式如下：

其中，Z₁和Z₂选自于-F、-H、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃或-CH(CH₃)₂中的一种。

作为优选的方案：

如上所述的含有苯并咪唑基团的二胺单体，Z₁和Z₂都为-H，或者都为-CH₃，或者分别为-CH₃和-H，或者分别为-CH₂CH₃和-H，或者分别为-CH₂CH₂CH₃和-H，或者分别为-CH(CH₃)₂和-H，或者分别为-F和-H。

如上所述的含有苯并咪唑基团的二胺单体，含有苯并咪唑基团的二胺单体的5％热分解温度(即TGA测试时热失重5wt％时的温度)为500～550℃，由含有苯并咪唑基团的二胺单体制得的聚合物特别是聚酰亚胺具有良好的溶解性和电致变色的潜力。