[發明專利]共縮聚法制備環己基并冠醚鍵合硅樹脂

有效

• 申請號: 201210240565.8
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102875812A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 葉鋼;白飛飛;韋繼超;王建晨;陳靖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08G77/26
• 分類號: C08G77/26;B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，該方法基于共縮聚法來制備環己基并冠醚鍵合硅樹脂，其基本步驟如下：

（1）硅烷化的環己基并冠醚單體的制備

將胺基修飾的環己基并冠醚與鹵代烷烴取代的硅氧烷按照當量比為1:10~10:1的比例，溶解于溶劑中；再加入催化劑；通入氮氣保護，在反應溫度為25~150℃的條件下，攪拌回流反應至少1小時后，分離掉催化劑；反應產物溶液經旋蒸濃縮，得到粗產物；粗產物用四氯化碳、乙醚抽提洗滌后，再用正戊烷重結晶實現純化；

得到的硅烷化環己基并冠醚單體的結構式為下圖中的A型或B型：

其中，具有萃取性能的環己基并冠醚分子的一端或者兩端修飾有能發生水解縮合反應的硅氧烷基團，二者之間通過亞甲基鏈段連接；其中x的不同數值表示該亞甲基鏈段的數目為2~12個；y的不同數值表示硅氧烷基團上連接硅原子的為甲氧基或者乙氧基；根據m、n的不同數值，環己基并冠醚基團為二環己基并-12-冠-4，二環己基并-15-冠-5，二環己基并-18-冠-6，二環己基并-21-冠-7，二環己基并-24-冠-8，環己基并-12-冠-4，環己基并-15-冠-5，環己基并-18-冠-6，環己基并-21-冠-7，環己基并-24-冠-8；

（2）共縮聚法制備環己基并冠醚鍵合硅樹脂

將步驟（1）制得并純化的硅烷化環己基并冠醚單體和另一硅氧烷單體按照摩爾比為5:95~99:1的比例混合，得到混合物A；再往其中加入乙醇、去離子水和催化劑，得到混合物B；將混合物B攪拌均勻，靜置直至混合物B凝膠化；將凝膠化的混合物B置于真空烘箱中處理，再經研磨得到微米級顆粒；將得到的微米級顆粒用丙酮洗去未縮合的硅烷化環己基并冠醚單體和另一硅氧烷單體，再經干燥即可得到環己基并冠醚鍵合硅樹脂。

2.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的胺基修飾的環己基并冠醚為：二胺基二環己基并-12-冠-4、二胺基二環己基并-15-冠-5、二胺基二環己基并-18-冠-6、二胺基二環己基并-21-冠-7、二胺基二環己基并-24-冠-8、單胺基環己基并-12-冠-4、單胺基環己基并-15-冠-5、單胺基環己基并-18-冠-6、單胺基環己基并-21-冠-7和單胺基環己基并-24-冠-8，以及它們的胺基處于不同取代位置的異構體。

3.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的鹵代烷烴取代的硅氧烷結構式為：

烷基鏈段長度為2~12個亞甲基，鹵素原子為氯原子、溴原子或者碘原子。

4.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的鹵代烷烴取代的硅氧烷為：3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三甲氧基硅烷、3-碘丙基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三乙氧基硅烷、4-氯丁基三甲氧基硅烷、4-溴丁基三甲氧基硅烷和4-碘丁基三甲氧基硅烷中的一種。

5.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的溶劑為四氫呋喃、氯仿和N,N-二甲基甲酰胺中的一種。

6.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的催化劑為K₂CO₃、NaOH、C₂H₅ONa、KI、NaI?、Na₂CO₃和NaH中的一種或多種，且胺基修飾的環己基并冠醚和催化劑的摩爾比為1~30:1。

7.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的另一硅氧烷單體為：正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的環己基并冠醚鍵合硅樹脂的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、氫氧化鈉、鹽酸、氨水、三乙胺、三乙烯二胺中的一種，且用量占混合物A總重量的比例為0.001~0.2。