CN113754881B - 一种聚炔酰胺类化合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚炔酰胺类化合物及其制备方法与应用,该制备方法包括如下步骤:在惰性气体气氛下,水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体在有机溶剂中通过催化剂和配体的共同作用进行聚合反应,反应结束后,对产物进行提纯、干燥,制得聚炔酰胺类化合物。本发明所述方法条件温和,聚合单体简单易得。本发明得到的聚炔酰胺类化合物具有较好的溶解性和较高的热稳定性,在自组装领域具有潜在的应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子化学和材料学领域,具体涉及一种聚炔酰胺类化合物及其制备方法与应用。
背景技术
水在环境条件下为无色液体,覆盖了地球表面的71%,对生命体至关重要。水作为自然界中普遍存在的物质之一,在有机合成领域是一把双刃剑,即可以作为某些反应的溶剂,又可能对反应产生不利的影响。在高分子化学领域,水经常作为副产物或终止聚合反应的淬灭剂出现。而且很多聚合反应的催化体系很脆弱,需要严格的无水无氧条件。因此,合理利用水作为单体来构建聚合物面临着巨大的挑战。
自Shirakawa、MacDiarmid和Heeger发现掺杂的聚乙炔具有金属导电性后,利用炔类单体等三键单体来构建功能聚合物引起了广泛的研究兴趣。以三键单体制备的聚合物结构中通常含有不饱和键或芳香环,表现出优异的光电性能。基于三键单体的聚合反应为功能高分子的构筑提供了机遇。目前,水与三键单体参与的聚合反应少有报道,开发在温和条件下水参与的新型三键聚合反应有很大的研究意义。
近几十年来,构建聚炔酰胺的方法多以炔酸类单体为原料。但炔酸类单体制备困难,这限制了聚炔酰胺的制备及其应用。因此,开发一种由炔类单体直接制备聚炔酰胺的新方法是很有必要的。
综上所述,在前人工作的基础上(Org.Lett.2018,20(17):5510-5514),开发简单、高效、经济的基于水和三键单体的聚合反应来制备聚炔酰胺具有重要的科学意义和应用价值。
发明内容
为解决现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种水、端炔类单体和异腈单体参与的新型聚合反应来制备聚炔酰胺类化合物的方法,该制备方法可以在温和环境下进行,反应简单、容易操作。
本发明的另一目的在于提供通过上述方法制备得到的一种聚炔酰胺类化合物,该聚炔酰胺类化合物具有良好的溶解性、热稳定性和自组装性能。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,包括以下步骤:
在惰性气体气氛下,水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体在有机溶剂中通过催化剂和配体的共同作用进行聚合反应;反应结束后,对产物进行提纯、干燥,制得聚炔酰胺类化合物;
所述的双官能团端炔类单体的结构通式如式(Ⅱ)所示:
所述的双官能团异腈单体的结构通式如式(Ⅲ)所示:
制得的聚炔酰胺类化合物的结构通式如式(Ⅰ)所示:
式(Ⅰ)~(Ⅲ)中,n为5~300的整数;R1、R2为有机基团。
优选的,所述式(Ⅰ)~(Ⅲ)中,R1选自以下化学结构式12~30中的任意一种;R2选自以下化学结构式1~36中的任意一种;
其中,m、p、k、i、j为1~20的整数;X选自O或S元素;*表示取代位置。
优选的,所述的有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷(DCE)、氯仿、甲苯、1,4-二氧六环、乙腈、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中的一种以上;从溶剂对聚合反应的影响考虑,进一步优选,所述的有机溶剂为DCE时,得到的聚炔酰胺类化合物产率和分子量较高,便于下一步应用。
优选的,所述惰性气体气氛为氮气气氛。
优选的,所述提纯为将聚合反应后的产物溶解在有机溶剂中,过滤,然后滤液加入到甲醇、正己烷或***中进行沉淀,收集沉淀物;
优选的,所述干燥为真空干燥至恒重。
优选的,步骤(1)中所述的水、双官能团端炔类单体与双官能团异腈单体的摩尔比为(1~30):(0.5~1.8):1;进一步优选为(7~13):(0.9~1.1):1。
优选的,所述的双官能团端炔类单体在有机溶剂中的浓度为0.05~5mol/L;进一步优选为0.1~0.6mol/L。
优选的,所述的聚合反应的温度为20~80℃;进一步优选为40~80℃。
优选的,所述的聚合反应的时间为0.25~72小时。进一步优选为1~8h。
优选的,所述的催化剂为无水溴化钴、溴化钴(II)水合物、溴化钴六水或乙酰丙酮钴(II)中的一种以上和硝酸银或碳酸铯中的一种以上;优选为无水溴化钴和硝酸银;
优选的,所述的催化剂的用量为双官能团端炔类单体的1~500mol%;进一步优选为5~300mol%。
优选的,所述的配体为三苯基膦、三(邻甲基苯基)磷、双(2-二苯基磷苯基)醚或2,2'-(二邻甲苯基膦基)二苯醚中的一种以上;进一步优选为双(2-二苯基磷苯基)醚;
优选的,所述的配体的用量为双官能团端炔类单体的5~200mol%;进一步优选为10~70mol%。
一种聚炔酰胺类化合物,由上述的制备方法制备得到。该聚炔酰胺类化合物具有较好的热稳定性和优异的自组装性能,有很好的应用前景。
上述聚炔酰胺类化合物在自组装领域的应用。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、该制备方法可以在惰性气体气氛下进行,且在参与聚合物的形成过程中,水的最佳投料比为双官能团端炔类单体摩尔量的7-13倍。据我们所知,该聚合反应此前未见报道,因此,具有创新性和极其重要的意义。
2、该制备方法操作简单,反应原料和催化剂易得,可直接购买或通过简单的反应制备;聚合反应条件温和、工艺简单,节约能源;聚合反应使用的水来源广、成本低。
3、该制备方法具有良好的官能团耐受性,可以引入多种功能性基团;制得的功能化聚炔酰胺类化合物具有较好的热稳定性和自组装行为,在自组装等领域具有潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的聚炔酰胺类化合物及其相应单体在氘代DMSO中核磁共振氢谱对比图(*代表溶剂峰)。
图2为本发明实施例1制备的聚炔酰胺类化合物及其相应单体在氘代DMSO中核磁共振碳谱对比图(*代表溶剂峰)。
图3为本发明实施例1制备的聚炔酰胺类化合物及其相应单体的红外吸收光谱图。
图4为本发明实施例3制备的聚炔酰胺类化合物及其相应单体在氘代DMSO中核磁共振氢谱对比图(*代表溶剂峰)。
图5为本发明实施例3制备的聚炔酰胺类化合物及其相应单体在氘代DMSO中核磁共振碳谱对比图(*代表溶剂峰)。
图6为本发明实施例1-10制备的聚炔酰胺类化合物的热失重分析曲线。
图7为本发明实施例1制备的聚炔酰胺类化合物自组装的扫描电镜照片。其中,直接挥发法选用的溶剂:A、六氟异丙醇,B、DMSO,C、DMF,D、DMAc;E、快速沉淀法:将聚炔酰胺类化合物的DMF溶液快速注入甲醇中。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体地描述,但本发明的保护范围不限于以下实施例。
实施例1
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P1所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(一):
其中,单体M1可参照文献(ACS Macro Lett.,2019,8(2):101-106)的制备方法合成;单体N1可参照文献(Macromolecules,2021,54(9):4112-4119和J.Am.Chem.Soc.,2018,140(19):6156-6163)的制备方法合成。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水溴化钴(CoBr2)(0.01mmol,2.2mg)、硝酸银(AgNO3)(0.4mmol,68mg)、双(2-二苯基磷苯基)醚(DPEphos)(0.08mmol,43.1mg,)和M1(0.2mmol,58.6mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入N1(0.2mmol,42.5mg)和0.5mL 1,2-二氯乙烷(DCE),最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在80℃下反应4小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL DCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P1。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P1的产率为87%,重均分子量为68600,分子量分布为3.21。该聚炔酰胺类化合物与其相应单体的核磁共振谱对比图(*代表溶剂峰)见图1、图2。图1中,化学位移8.94ppm处的特征峰对应聚炔酰胺化合物酰胺结构中仲胺氢原子,化学位移1.57ppm处的特征峰对应结构中甲基氢原子;图2中,化学位移156.46ppm处的特征峰对应聚炔酰胺化合物上酰胺结构中羰基碳,化学位移86.84和83.83ppm处的特征峰分别对应结构中炔基碳原子,化学位移56.38和27.04ppm处的特征峰分别对应结构中叔丁基的两种碳原子,从而可以确定该聚炔酰胺类化合物的结构。图3为本实施例制备的聚炔酰胺类化合物及其相应单体的红外吸收光谱图,3280和1660cm-1处的伸缩振动峰对应聚炔酰胺类化合物的酰胺结构,2217cm-1处的伸缩振动峰对应聚炔酰胺类化合物上的炔基结构,进一步证实了该反应的成功进行。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,表明具有优异的溶解性。此外,该聚炔酰胺类化合物的热失重曲线见图6,其Td温度为247℃,表明具有较好的热稳定性。图7表明该聚炔酰胺类化合物具有自组装性能。
实施例2
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P2所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(二):
其中,单体M1和N2的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.02mmol,4.4mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)、M1(0.2mmol,58.6mg)和N2(0.2mmol,32.8mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入0.33mL DCE,最后注入水(1.4mmol,25μL),反应体系在40℃下反应8小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL DCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P2。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P2的产率为87%,重均分子量为62300,分子量分布为3.12。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为234℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例3
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P3所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(三):
其中,单体M1和N3的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.03mmol,6.6mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)、M1(0.2mmol,58.6mg)和N3(0.2mmol,46.0mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入0.25mL DCE和0.25mL DMAc,最后注入水(2.6mmol,47μL),反应体系在80℃下反应4小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mLDCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P3。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P3的产率为78%,重均分子量为47900,分子量分布为4.30。该聚炔酰胺类化合物与其相应单体的核磁共振谱对比图(*代表溶剂峰)见图4、图5。图4中,化学位移8.58ppm处的特征峰对应聚炔酰胺类化合物酰胺结构中仲胺氢原子,化学位移4.11和3.83ppm处的特征峰对应与酰胺结构相邻的环己基氢原子;图5中,化学位移152.49ppm处的特征峰对应聚炔酰胺类化合物上酰胺结构中羰基碳原子,化学位移84.67和83.48ppm处的特征峰分别对应结构中炔基碳原子,化学位移56.48ppm处的特征峰对应与酰胺结构相邻的环己基碳原子,化学位移49.11和46.74ppm处的特征峰对应结构中亚甲基碳原子,从而可以确定该聚炔酰胺类化合物的结构。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为257℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例4
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P4所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(四):
其中,单体M1和N4的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.5mmol,68mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)、M1(0.2mmol,58.6mg)和N4(0.18mmol,28.1mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入1mL DCE和1mL DMAc,最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在80℃下反应8小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL DCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P4。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P4的产率为32%,重均分子量为8200,分子量分布为1.76。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为278℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例5
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P5所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(五):
其中,单体M1和N5的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.6mmol,102mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)、M1(0.2mmol,58.6mg)和N5(0.22mmol,66.4mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入0.5mL DCE,最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在60℃下反应6小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL DCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P5。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P5的产率为32%,重均分子量为11200,分子量分布为1.72。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为291℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例6
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P6所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(六):
其中,单体M1和N6的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.02mmol,10.8mg)、M1(0.2mmol,58.6mg)和N6(0.2mmol,76.4mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入0.25mL DCE和0.25mL DMAc,最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在80℃下反应1小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mLDCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P6。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P6的产率为64%,重均分子量为42600,分子量分布为3.56。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为243℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例7
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P7所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(七):
其中,单体M2和N1的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.14mmol,75.4mg)和M2(0.2mmol,76.0mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入N1(0.2mmol,42.5mg)和0.5mL 1,4-二氧六环,最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在70℃下反应3小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL 1,4-二氧六环,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P7。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P7的产率为64%,重均分子量为892300,分子量分布为4.21。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为233℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例8
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P8所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(八):
其中,单体M2和N2的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)、M2(0.2mmol,76.0mg)和N2(0.2mmol,32.8mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入0.5mL THF,最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在80℃下反应4小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL THF,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P8。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P8的产率为85%,重均分子量为39800,分子量分布为3.20。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为228℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例9
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P9所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(九):
其中,单体M3和N1的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)和M3(0.2mmol,76.4mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入N1(0.2mmol,42.5mg)和0.5mL 1,2-二氯乙烷(DCE),最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在80℃下反应2小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL DCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P9。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P9的产率为68%,重均分子量为161500,分子量分布为5.29。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为261℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
实施例10
一种聚炔酰胺类化合物,其结构式如P10所示:
所述的聚炔酰胺类化合物通过水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体的聚合反应进行制备,反应方程式如式(十):
其中,单体M3和N2的合成方法同实施例1。
所述的聚炔酰胺类化合物的制备步骤如下:
向装有磁力搅拌子的10mL干燥聚合管中加入无水CoBr2(0.01mmol,2.2mg)、AgNO3(0.4mmol,68mg)、DPEphos(0.08mmol,43.1mg)、M3(0.2mmol,76.4mg)和N2(0.2mmol,32.8mg),抽换氮气三次,在氮气气氛下,用注射器注入0.5mL DCE,最后注入水(2mmol,36μL),反应体系在80℃下反应4小时。反应结束后,冷却至室温,加入3.5mL DCE,搅拌稀释。然后将得到的聚合物溶液通过一个棉花过滤装置,逐滴滴加到700转/分钟搅拌的120mL甲醇中,产生沉淀,然后静置,过滤收集沉淀,干燥至恒重,得到聚炔酰胺类化合物P10。
经测定分析,最终产物聚炔酰胺类化合物P10的产率为67%,重均分子量为46600,分子量分布为2.58。该聚炔酰胺类化合物在室温下易溶于DMSO、DMF和DMAc等有机溶剂,其热失重曲线见图6,其Td温度为303℃,表明具有优异的溶解性和热稳定性。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式,仅用于解释本发明,而非限制本发明,本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在惰性气体气氛下,水、双官能团端炔类单体和双官能团异腈单体在有机溶剂中通过催化剂和配体的共同作用进行聚合反应;反应结束后,对产物进行提纯、干燥,制得聚炔酰胺类化合物;
所述的双官能团端炔类单体的结构通式如式(Ⅱ)所示:
所述的双官能团异腈单体的结构通式如式(Ⅲ)所示:
制得的聚炔酰胺类化合物的结构通式如式(Ⅰ)所示:
式(Ⅰ)~(Ⅲ)中,n为5~300的整数;R1、R2为有机基团;
所述式(Ⅰ)~(Ⅲ)中,R1选自以下化学结构式12~30中的任意一种;R2选自以下化学结构式1~36中的任意一种;
其中,m、p、k、i、j为1~20的整数;X选自O或S元素;*表示取代位置。
2.根据权利要求1所述的一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,所述的有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、甲苯、1,4-二氧六环、乙腈、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种以上;所述惰性气体气氛为氮气气氛;所述提纯为将聚合反应后的产物溶解在有机溶剂中,过滤,然后滤液加入到甲醇、正己烷或***中进行沉淀,收集沉淀物;所述干燥为真空干燥至恒重。
3.根据权利要求1所述的一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,所述的水、双官能团端炔类单体与双官能团异腈单体的摩尔比为(1~30):(0.5~1.8):1。
4.根据权利要求1所述的一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,所述的双官能团端炔类单体在有机溶剂中的浓度为0.05~5mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,所述的聚合反应的温度为20~80℃,所述的聚合反应的时间为0.25~72小时。
6.根据权利要求1所述的一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,所述的催化剂为无水溴化钴、溴化钴(II)水合物、溴化钴六水或乙酰丙酮钴(II)中的一种以上和硝酸银或碳酸铯中的一种以上,所述的催化剂的用量为双官能团端炔类单体的1~500mol%。
7.根据权利要求1所述的一种聚炔酰胺类化合物的制备方法,其特征在于,所述的配体为三苯基膦、三(邻甲基苯基)磷、双(2-二苯基磷苯基)醚或2,2'-(二邻甲苯基膦基)二苯醚中的一种以上,所述的配体的用量为双官能团端炔类单体的5~200mol%。
8.一种聚炔酰胺类化合物,其特征在于,由权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到。
9.权利要求8所述聚炔酰胺类化合物在自组装领域的应用。
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