具有大共軛結構的含芴功能二胺單體及其合成方法和應用的製作方法
2023-10-05 21:29:24
專利名稱：具有大共軛結構的含芴功能二胺單體及其合成方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及材料科學領域，特別是一種具有大共軛體系的含芴功能二胺單體及其合成方法，該二胺單體可用於合成如聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺和聚酯醯亞胺等高性能、功能化聚合物。
背景技術：
聚醯亞胺是目前已經工業化的工程塑料中耐熱性能最好的品種之一，具有其他材料無法比擬的突出性能，如機械強度高、耐高低溫性好、介電性優異、成膜性能好等等。自六十年代美國的杜邦公司開發產業化以來，它已在各個領域得到應用，尤其在航天、航空、 微電子和軍工領域應用更多。由於聚醯亞胺一般不溶於有機溶劑，所以，通常用溶解性良好的前軀體聚醯胺酸來進行加工，然後再進行脫水閉環的亞胺化處理獲得聚醯亞胺。但是，聚醯胺酸對水份較為敏感，不能長期儲存；且亞胺化後的聚醯亞胺表現為不溶不熔的特點，這些都在某些程度上限制了它的應用。另一方面，隨著微電子科技的發展，電子元器件的「輕、 薄、短、小」化發展對材料提出了更高的要求，相比無機材料，高性能聚醯亞胺材料由於其低成本、輕質高強、優良的成膜性、優異的綜合性能以及結構柔韌性、可三維堆集等優點，在現代微電子領域顯示出突出的應用前景；特別是其具有優異的結構可設計性，可通過共聚單體的結構設計，引入功能性基團，賦予聚醯亞胺一定的光電性能，因此，開發具有良好加工性能的新型高性能、功能化聚醯亞胺逐漸成為聚醯亞胺研究的重要組成部分和研究方向。有關可溶性、功能化聚醯亞胺的研究目前主要集中在新型二酐和二胺單體的設計合成上，其中二胺單體的設計合成從化學合成的角度更為簡單方便，因此，成為這一領域研究的熱點。聚醯亞胺的可溶性研究目前所採用的辦法包括在傳統二胺單體結構上引入含氟基團、在芳香二胺單體的芳香環結構上引入大空間位阻基團或者通過引入脂環族結構，如專利CN02108422. X公開了一類含芳香側基的多烷基取代芳香族二胺及其製備方法和用途，專利CN1434036公開了一種含吡啶結構的含氟芳香族二胺及其製法和用途，專利 CN200610041988. 1公開了一種含氟不對稱芳香性醚二胺及其製備和應用。然而，這些具有特殊結構的二胺單體的引入在一定程度上會影響所製備聚醯亞胺材料本身良好的耐熱性能、玻璃化轉變溫度及尺寸穩定性，在應用上受到一定的限制。在功能聚醯亞胺方面，國內四川大學顧宜教授課題組較早開展聚醯亞胺側鏈功能化的研究(如專利CN1218999C、CN1164715C等)，製備可加工性強、高強、高模、高尺寸穩定性的聚醯亞胺薄膜；最近兩年基於含三苯胺結構的可溶性功能化聚醯亞胺由於其所具有的獨特電阻開關效應，在聚合物存儲材料的應用中顯示出誘人的應用前景，引起了這一領域研究人員的重視，該體系研究的重點在於含三苯胺結構二胺單體的設計合成，然而，目前其品種還比較單一，且性能有待進一步的改善，因此有必要開展新型功能性二胺單體的設計合成研究
發明內容
本發明的目的是提供一種以芴為中心的、具有大共軛結構的新型功能二胺單體， 可用於合成聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺和聚酯醯亞胺等高性能、功能化聚合物。本發明的另一目的在於提供上述具有大共軛結構的含芴功能二胺單體的合成方法。本發明的目的是這樣實現的一種具有大共軛結構的含芴功能二胺單體，其特徵在於該單體結構如通式I、II、III或IV所示
權利要求
1. 一種具有大共軛結構的含芴功能二胺單體，其特徵在於該單體結構如通式I、II-III或IV所示 其中，Ar1和Ar2選自下列結構式中的任何一種 Ar3和Ar4選自下列結構式基團中的任何一種
2.權利要求1所述的具有大共軛結構的含芴功能二胺單體的合成方法，其特徵在於
3.根據權利要求2所述的具有大共軛結構的含芴功能二胺單體的合成方法，其特徵在於所述的方法(1)中含有兩個滷原子的大共軛結構單體的結構為下列通式中的一種其中X為氟、氯、溴或碘。
4.根據權利要求2所述的具有大共軛結構的含芴功能二胺單體的合成方法，其特徵在於所述的方法O)中含有兩個滷原子的二硝基單體為下列通式中的一種
5.根據權利要求2所述的具有大共軛結構的含芴功能二胺單體的合成方法，其特徵在於所述方法O)中，通過兩個滷原子與其他的化學基團經過一步或以上的反應得到的具有大共軛體系的二硝基單體為下列通式中的一種
6.根據權利要求1所述的具有大共軛結構的含芴功能二胺單體，應用於製備具有聚集誘導發光特性的材料。
7.根據權利要求1所述的具有大共軛結構的含芴功能二胺單體，應用於製備聚醯胺、 聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺或聚酯醯亞胺功能化聚合物。
全文摘要
本發明公開的是一種具有大共軛結構的含芴功能二胺單體及其合成方法和應用。本發明利用二滷代芴先與滷代硝基苯反應，再利用滷原子與其他的化學基團進行連結形成大共軛體系，最後把二硝基還原成二胺；或者先利用芴中活潑的兩個氫原子進行化學反應，偶聯形成大共軛結構，再通過Suzuki反應與兩個滷原子反應得到二胺，獲得新型含芴功能二胺單體。本發明的二胺單體特有的結構使得所製得的聚合物具有良好溶解性，並將賦予二胺單體和聚合物一定的光電性能，其合成方法工藝簡單，純化容易，因而適於工業生產；同時其具有明顯的聚集誘導發光性能。本發明的二胺單體可用於合成聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺和聚酯醯亞胺等高性能、功能化聚合物。
文檔編號C07D209/86GK102408342SQ20111020733
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者蘭麒, 劉亦武, 劉四委, 張藝, 池振國, 秦澤鑫, 許家瑞, 陳亮輝 申請人:中山大學