[发明专利]一种水溶性活性酯聚合物及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种水溶性活性酯聚合物及其制备方法和它们在后功能化中的应用。这种水溶性活性酯聚合物包括聚丙烯酸酯和聚苯乙炔酯。所述水溶性活性酯具有式(I)或式(II)所示的结构式。其制备方法为：羟基‑N‑寡聚乙二醇单甲醚胺基(取代)苯甲酰胺与丙烯酰氯或乙炔基苯甲酸反应，然后通过聚合得到水溶性的活性酯聚合物。本发明描述的聚合物在此前从未被报道，且它们可在水溶液中进行后功能化来制备功能化聚合物。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种水溶性活性酯聚合物及其制备方法和应用

背景技术

随着社会的不断发展和工业化水平的逐渐提升，聚烯烃和聚炔烃及其衍生物在生活和工业上使用量不断增加，但是它们在废弃成为垃圾之后严重的影响了我们生存的环境；另一方面在合成这些聚合物的过程中使用了各种有机试剂和重金属的催化剂，使废液的处理耗资巨大，而直接排放到环境中，将会给生态环境带来严重的灾难。目前合成聚合物的方法主要是直接聚合或者通过后功能化法改性，但是以水为溶剂进行反应的方法非常少。由于水在自然界中含量丰富，以水为溶剂来合成聚合物能极大地降低废液处理的成本。若在水溶液中聚合通常对催化剂的要求较高，而后功能化的研究虽多，但大多是在有机溶剂中进行的，在水溶液中进行的则很少，且这些研究采用的都是磺酸盐来使聚合物前体具有水溶性。所以开发一类可在水溶液中进行反应合成功能化聚合物的方法非常有必要，具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种水溶性活性酯聚合物及其单体。

本发明的另一目的在于提供上述水溶性活性酯聚合物及其单体的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述水溶性活性酯聚合物在后功能化中的应用。

本发明通过以下技术方案实现：

1.一种单体及其水溶性活性酯聚合物，如下式(I)、式(II)、式(III)或式(VI)所示的结构式：

式中R为氟原子或氢原子；n为15～57的整数，PDI＝1.01～1.59。

2.上述水溶性活性酯聚合物单体的制备方法，包括如下制备步骤：

将羟基-N-寡聚乙二醇单甲醚胺基(取代)苯甲酰胺与初始单体等反应物置于反应瓶中，用氮气进行保护，加入溶剂和催化剂，搅拌并反应。完毕后用洗脱剂进行柱层析后得到具有水溶性的活性酯单体。

其中，所述羟基-N-寡聚乙二醇单甲醚胺基(取代)苯甲酰胺为4-羟基-N-四乙二醇单甲醚胺基苯甲酰胺、4-羟基-N-PEG350单甲醚胺基苯甲酰胺和2，3，5，6-四氟4-羟基-N-PEG350单甲醚胺基苯甲酰胺的一种或多种。

所述初始单体等反应物为丙烯酰氯、乙炔基苯甲酸或对甲苯磺酰氯的一种或多种。

所述反应的溶剂为二氯甲烷；所述反应的时间为12-24h；所述反应的温度为室温；所述催化剂为三乙胺或4-二甲氨基吡啶的一种或两种；所述洗脱剂为石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷和甲醇的一种或多种。

所述丙烯酰氯、4-羟基-N-四乙二醇单甲醚胺基苯甲酰胺及三乙胺之间的摩尔比为1.5：1：1.5，所述的乙炔基苯甲酸、4-羟基-N-PEG350单甲醚胺基苯甲酰胺(或2，3，5，6-四氟4-羟基-N-PEG350单甲醚胺基苯甲酰胺)、三乙胺和4-二甲氨基吡啶之间的摩尔比为5：10：1：1。

3.上述水溶性活性酯聚合物的制备方法，包括如下制备步骤：

将水溶性活性单体置于反应瓶中，加入引发剂或催化剂(含助催化剂)并用氮气保护，加入溶剂，搅拌并反应后，得到水溶性活性酯聚合物。