一種環狀聚合物及其製備方法
2023-09-17 03:36:05
專利名稱：一種環狀聚合物及其製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子聚合物領域，具體涉及一種具有優良的螢光和電化學特性的環 狀聚合物，尤其涉及環狀聚苯乙烯咔唑及其製備方法。
背景技術：
環型聚合物由於缺少端基，因而在某些方面具有與線型聚合物完全不同的性質。 如，環型聚合物具有較小的流體力學半徑、粘性降低、較大的折射指數和較高的玻璃化轉變 溫度。在過去的幾十年中，儘管環型聚合物的合成手段相對於線型的聚合物來說要求高得 多，但環型聚合物的特殊性質及其重要性引起了高分子界廣泛的注意。到目前為止，環型聚合物的合成方法主要有兩種一種是通過環型小分子不斷發 生擴環反應得到環型聚合物的擴環法，另一種是利用α，ω-雙官能團的線型聚合物的單 分子內的關環法。關環法對單體的要求低、單體的選擇範圍廣，是目前合成環型聚合物的主 要方法。近來，可控自由基聚合(CRP)的發展，例如氮氧穩定自由基聚合(NMP)，原子轉移 自由基聚合(ATRP)和可逆加成-斷裂(RAFT)自由基聚合等，由於使用這些聚合手段可以 廣泛得到具有功能化端基和分子量分布窄的線型聚合物前體，因而引起了合成環型聚合 物的廣泛關注。另外，利用α，ω-雙官能團的線型聚合物通過由Sharpless等最近提出 的「click」化學的關環反應也給合成環型聚合物帶來了很大的方便。Grayson et al.等 第一次報導了通過α，ω-雙官能團的線型PS的「click」關環反應幾乎定量地得到了環 型 PS (參見=Laurent, B. A. ；Grayson, S. Μ. J. Am. Chem. Soc. 2006，128，4238-4239.)。最 近，Zhao et al.等報導了利用「click」化學和ATRP方法成功製備了側鏈含有偶氮苯基 團的環型液晶聚合物(SCLCP)(參見Han，D. H. ；Tong, X. ；Zhao, Y. ；Galstian, T. ；Zhao, Y. Macromolecules,2010，43，3664.)。在過去的幾十年中，就我們所知，環型的均聚物和共聚物，包括太陽型、蝌蚪型、 「8」字型和θ -型環型聚合物不斷地被報導，然而，具有螢光和電化學特性的多功能環型聚 合物由於受到其線型聚合物合成難度大的限制，未見報導。
發明內容
本發明目的是提供一種環狀聚合物及其製備方法。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種環狀聚合物，所述環狀聚合物為 環狀聚苯乙烯咔唑，其PDI為1.2以下，Mn為2500 10000，其結構式如下所示
權利要求
一種環狀聚合物，其特徵在於所述環狀聚合物為環狀聚苯乙烯咔唑，其PDI為1.2以下，Mn為2500～10000，其結構式如下所示FSA00000339370400011.tif
2.一種製備權利要求1所述環狀聚合物的方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)以苯乙烯咔唑為單體，通過原子轉移自由基聚合合成α-炔基-ω-溴的雙官能團 線型聚苯乙烯咔唑；(2)進行疊氮化反應，將步驟(1)所得線型聚苯乙烯咔唑的端基溴轉化為疊氮基，得到 α -炔基-ω -疊氮基的雙官能團線型聚苯乙烯咔唑；(3)最後通過分子內的點擊化學環化反應得到環狀聚苯乙烯咔唑。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，步驟(1)具體為在無水無氧條件 下，以苯乙烯咔唑為單體，以2-溴-異丁酸-3-炔基-正丁酯為引發劑，以溴化亞銅為催化 劑，以Ν，Ν，Ν'，N"，Ν〃 -五甲基二乙烯三胺為配體，以苯甲醚為溶劑，在70 80°C下，攪 拌條件下，反應製備α-炔基-ω-溴的雙官能團線型聚苯乙烯咔唑；其中，單體、引發劑、催 化劑、配體的摩爾比為30 40 1 3 1。
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，步驟(1)中所述α-炔基-ω-溴的
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中所述α-炔基-ω-疊氮雙官能團線型聚苯乙烯咔唑的結構式為基的雙官能團線型聚苯乙烯咔唑的結構式為
6.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，步驟(3)中，線型聚苯乙烯咔唑的疊 氮化物在反應液中的最高質量濃度在3 7X 10_4g/mL以下。
全文摘要
本發明公開了一種環狀聚合物，所述環狀聚合物為環狀聚苯乙烯咔唑，其PDI為1.2以下，Mn為2500～10000；其製備方法，包括以下步驟(1)以苯乙烯咔唑為單體，通過原子轉移自由基聚合合成α-炔基-ω-溴的雙官能團線型聚苯乙烯咔唑；(2)使用疊氮化鈉將步驟(1)所得線型聚苯乙烯咔唑的端基溴轉化為疊氮基，得到α-炔基-ω-疊氮基的雙官能團線型聚苯乙烯咔唑；(3)最後通過分子內的點擊化學環化反應得到環狀聚苯乙烯咔唑。本發明合成的環狀聚苯乙烯咔唑相對於線型聚苯乙烯咔唑具有更好的熱穩定性、螢光特性以及電化學特性。
文檔編號C08F8/48GK101974114SQ20101053729
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者周年琛, 張正彪, 朱興, 朱秀林, 程振平 申請人:蘇州大學