[發明專利]一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310228554.2
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103304798A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 全志龍;唐光道;林志勇
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: C08G64/42
• 分類號: C08G64/42
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

【技術領域】

本發明涉及一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑及其制備方法。

【背景技術】

以二氧化碳與環氧化合物共聚為代表的二氧化碳共聚物是一種廉價的人工合成的生物降解材料，具有規模化生產的價值并有望在生物醫用和食品包裝等方面獲得應用。其中，低分子量二氧化碳共聚物樹脂的應用近年來引起人們的關注：申請號為201010224108.0的中國專利，公開了一種含有低分子量二氧化碳共聚物的聚羧酸系減水劑及其合成方法；申請號為200710055211.5的中國專利，公開了一種使用低分子量二氧化碳-環氧化合物共聚物制備全生物降解無紡布的方法。

另一方面，原子轉移自由基聚合反應廣泛的用于多組分嵌段聚合物的分子設計和可控構筑，適用于不同引發體系、不同聚合反應單體的原子轉移自由基聚合反應試劑被深入的研究并日趨成熟，但基于低分子量二氧化碳共聚物的原子轉移自由基聚合反應試劑的開發及其制備方法尚未見報道。開展基于低分子量二氧化碳共聚物的原子轉移自由基聚合反應試劑(即基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑)的合成及聚合反應研究，具有非常大的意義。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題之一，在于提供一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑，該ATRP試劑是一種有效利用低分子量二氧化碳共聚物的手段，能夠減少溫室氣體二氧化碳的排放，維護生態環境中碳循環平衡和持續發展。

本發明是這樣實現上述技術問題之一的：

一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑，所述ATRP試劑的分子的結構式為以下分子結構式中的至少一種：

其中：x₁，x₂≥1的正整數；

0≥k≥4，0≥s≥4；

m和n中至少有一個不為零的正整數；

m₁和n₁中至少有一個是不為零的正整數；

y₁、y₂、p，p₁，q，q₁為0或正整數；

R＝H，CH₃或苯基；

R₁，R₂＝H或CH₃；

X＝Cl，或Br，或CH₂Cl，或CH₂Br。

進一步地，所述ATRP試劑是由具有末端醇羥基的低分子量二氧化碳-環氧化合物共聚物與鹵代酰鹵反應得到的；所述低分子量二氧化碳共聚物的數均分子量為300～30000。

進一步地，所述低分子量二氧化碳共聚物的數均分子量為300～18000。

本發明要解決的技術問題之二，在于提供一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑的制備方法，該制備方法流程簡單、易控制。

本發明是這樣實現上述技術問題之二的：

一種基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑的制備方法，包括如下步驟：

將低分子量二氧化碳共聚物在攪拌下溶于無水芳香烴溶劑中，配成3～50w_t％的溶液，通氮氣鼓泡10～60分鐘后，加熱升溫至90～210℃，并蒸出總溶劑量10～40w_t％的芳香烴；

繼續在通氮氣條件下降溫至0℃并加入有機胺或吡啶類化合物作為縛酸劑，或者將反應生成的鹵化氫酸性尾氣導入堿液吸收；

然后，往上述溶液中加入鹵代酰鹵，待鹵代酰鹵滴加完畢后保持攪拌使之反應完全，靜置、過濾除去固體不溶物，并將濾液中的無水芳香烴蒸餾回收，得到基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑粗產物；

將基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑粗產物溶于二氯甲烷溶劑，配成3～60w_t％的溶液，然后依次用飽和氯化銨溶液、飽和碳酸氫鈉溶液和水各洗滌2～3次，收集有機層；

將有機層除水干燥并蒸餾除去二氯甲烷后，所得產物即是基于低分子量二氧化碳共聚物的ATRP試劑。

進一步地，所述低分子量二氧化碳共聚物具有末端醇羥基，其分子結構式至少為以下分子結構式中的一種：

其中：x，x1≥1的整數；

m和n不能同時為0的整數；m1和n1不能同時為0的整數；