[发明专利]一种超支化聚苯甲酸酯及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超支化聚苯甲酸酯及其制备方法与应用。以二元内炔酸酯单体为原料，辅以铑催化剂通过溶液聚合反应得到。本发明中的反应原料易得，聚合过程中没有副产物生成，符合原子经济性。该聚合反应的底物适用范围广，对官能团的兼容性好，可以很容易的引入功能性的基团。由于重复单元中含有酯基，该聚合物中可以在碱性条件下降解，可作为可降解材料。另外，本发明的聚合物具有聚集诱导发光性能，可以作为化学传感器，高灵敏度地检测多硝基芳烃类爆炸物。

技术领域

本发明属于高分子化学和材料科学领域，具体涉及一种超支化聚苯甲酸酯及其制备方法与应用。

背景技术

超支化聚合物是一类结构新颖的三维球状大分子，具有低粘度、高流变性、高支化度、大量末端官能团等独特的物理化学性质。超支化聚合物一经问世便成为了高分子与材料科学领域的研究热点，在光、电、磁、涂料和药物载体等方面都有重要的应用。超支化聚合物常用的合成策略是AB_n型(n≥2)单体的自缩聚反应。然而，这种策略存在的问题是单体制备和储存都比较困难。其它合成方法(例如A₂+B₃聚合)需要严格控制单体的化学计量比，限制了其应用范围。因此开发新型的聚合反应高效地制备超支化功能聚合物具有重要的研究意义和应用价值。

乙炔[2+2+2]环三聚反应是一类经典的由碳碳三键合成苯环的反应。1948年，Repple发现，在金属催化剂的存在下，该反应的产率有明显的提高(Justus LiebigsAnn.Chem.1948,560,104-116)。高分子化学家尝试利用炔类单体的环三聚反应制备超支化聚合物。比如，Tang课题组基于过渡金属催化的炔的环三聚反应制备了一系列的超支化聚苯(Chem.Rev.2009,109,5799-5867)。但是，目前报道的聚合反应所使用的单体主要是末端炔化合物。基于内炔单体的环三聚反应制备功能性超支化聚合物的研究鲜有报道。

聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)是2001年由香港科技大学Tang课题组报道的一种新颖的光物理现象(Chem.Commun.2001,1740-1741)。不同于传统的有机发光材料，其在稀溶液下不发光或发光微弱，而在聚集态下发光增强。正是基于其独特的光物理性质，聚集诱导发光(AIE)材料在光电显示、化学检测、医疗传感等领域发挥着重要作用(Chem.Rev.2015,115,11718-11940)。目前大多数的AIE研究还停留在小分子材料上，而对聚合物材料研究较少。由于聚合物拥有更好的成膜加工性能，更适合发展成为应用广泛的AIE材料。因此开发新型的聚合反应用于制备含AIE性能的聚合物材料具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种超支化聚苯甲酸酯，并提供了该聚合物的制备方法和应用，比如在多硝基芳烃类物质检测中的应用。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种超支化聚苯甲酸酯，具有式Ⅰ所示的结构：

上述超支化聚苯甲酸酯的制备方法为：以二元内炔酸酯单体为原料，在铑催化剂、有机胺存在下，在溶剂中聚合反应得到所述超支化聚苯甲酸酯；所述二元内炔酸酯单体的化学结构式如下：

本发明中，以炔酸和二元羟基化合物为原料，在氮气中，通过酯化反应制备二元内炔酸酯单体；炔酸的化学结构式如下：

二元羟基化合物的化学结构式如下：

本发明中，R₁选自基团3～24中的一种，R₂为基团1、基团2的一种；所述基团1～24的结构如下：

其中，m为1～18的整数；*表示取代位置。