[发明专利]一种四官能度芳香族腈氧化物化合物及其合成方法

说明书

本发明公开了一种四官能度芳香族腈氧化物化合物及其合成方法，该化合物具有(I)所示的化学结构式，合成步骤包括溴代、醚化、肟化和脱氢氧化四步反应。本发明四官能度芳香族腈氧化物化合物可在室温(20～30℃)下稳定存在，易于保存和长期储存。分子结构中包括四个‑CNO基团，其在含烯烃基聚合物交联体系中应用性更广，与含有不饱和双键的化合物能够发生环加成反应，可以应用于固体推进剂的非异氰酸酯室温固化成型领域。

技术领域

本发明属于有机化合物及其制备领域，具体涉及一种稳定的多官能度腈氧化物及其合成方法。

背景技术

腈氧化物是一类腈氧基团(-CNO)直接与分子上的碳原子相连的有机化合物。由于-CNO作为一种广义的1,3-偶极体可以与含有不饱和双键(烯烃基)或四键(炔烃基、氰基)的亲偶极体化合物发生环加成反应，且该反应无需金属催化、没有副产物生成，因此腈氧化物在生物化学、药物化学和聚合物科学领域得到了广泛应用。分子结构中含有两个或两个以上-CNO基团的腈氧化物是一类常见的含烯烃基聚合物交联剂，其作为固化剂参与交联反应具有反应条件温和、宽环境适应性、无副产物生成，绿色无重金属污染等优点。但是，大多数低级脂肪族和芳香族腈氧化物固化剂在室温下是不稳定的，容易发生二聚或异构化。

为克服腈氧化物稳定性差带来的应用困扰，反应体系中即时生成不稳定腈氧化物，原位参与反应是现有技术中常见的一种解决方法。例如《对苯二腈氧化物的合成及其室温固化性能》精细化工，2017(9):1063-1069中报道了使用对苯二氯代醛肟作为前驱体，即时合成对苯二腈氧化物(结构如(II)所示)，原位参与聚丁二烯的交联固化反应，但是该体系中腈氧化物生成的同时会产生铵盐残留于固化样品中，影响固化弹性体性能。另外，大多数的腈氧化物固化剂是包含两个-CNO基团的二官能度腈氧化物，其所适用的聚合物交联体系受限。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种四官能度芳香族腈氧化物化合物及其合成方法，具体为一种能在室温下稳定存在且分子结构中包含四个-CNO基团的四官能度芳香族腈氧化物化合物及其合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种四官能度芳香族腈氧化物化合物，具有(I)所示的化学结构式：

所述的四官能度芳香族腈氧化物化合物的合成方法，包括以下步骤：

步骤1：溴代反应

将季戊四醇加入到干燥乙醚中室温搅拌溶解，降温至0℃，然后在氮气保护下逐滴加入三溴化磷，加完后升至室温反应4h，反应液用冰水淬灭，依次经过萃取、水洗、干燥、过滤、浓缩步骤得到粗产物，后经重结晶得到四溴新戊烷；

步骤2：醚化反应

在室温搅拌下，将2,6-二甲基-4-羟基苯甲醛和四溴新戊烷加入到干燥N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，再加入无水碳酸钾，加完后升温至100℃，反应时间t，滤除沉淀，浓缩滤液，用乙酸乙酯溶解所得固体，依次经过水洗，干燥，过滤，浓缩步骤得到粗产物，后经柱色谱分离得到四官能度芳基甲醛；

步骤3：肟化反应

在室温搅拌下，将四官能度芳基甲醛加入到四氢呋喃中，再依次加入盐酸羟胺和乙酸钠水溶液，加完后室温搅拌反应24h，滤除沉淀，用乙酸乙酯稀释滤液，依次经过水洗，干燥，过滤，浓缩步骤得到四官能度芳基甲醛肟；

步骤4：氧化脱氢反应

将四官能度芳基甲醛肟加入到二氯甲烷，降温至0℃，再缓慢加入次氯酸钠水溶液，加完后升至室温搅拌反应24h，用二氯甲烷稀释反应液，依次经过水洗，干燥，过滤，浓缩步骤得到四官能度芳香族腈氧化物。

本发明还包括如下技术特征：