[發(fā)明專利]基于烷基銨鹽的側(cè)鏈型磁性單體、聚合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410243332.2
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104003926A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁曉燕;代冬冬;任麗霞
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C07D209/76
• 分類號: C07D209/76;C08G61/12;H01F1/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類磁性可聚合單體、聚合物及其合成方法，更加具體地說，特別涉及利用Grubbs三代試劑催化的開環(huán)易位聚合合成一類結(jié)構(gòu)可控的側(cè)鏈型分子級別磁性聚合物及其合成方法。

背景技術(shù)

磁性高分子材料與傳統(tǒng)無機磁性材料相比，具有密度低、質(zhì)量輕、柔性、易加工成型、分子結(jié)構(gòu)便于設(shè)計、易于功能化等優(yōu)點，在信息存儲材料、磁分離、吸波材料、磁成像以及藥物控制釋放等方面有廣泛的應(yīng)用前景。磁性高分子材料的制備方法根據(jù)其結(jié)構(gòu)主要分為兩種。一類是復(fù)合法，即將無機磁性顆粒摻雜到聚合物基質(zhì)中，但是由此方法制備的磁性高分子存在缺陷，磁性顆粒分布不均勻且與高分子體系的相容性差，摻雜量受限制，其磁性來源于摻雜的無機顆粒，而不是聚合物本身，屬于雜化的磁性材料；另一類是化學(xué)法，此類方法合成的結(jié)構(gòu)型磁性高分子的磁性來源于聚合物本身或聚合物組成的某一部分，是分子級別的磁性高分子。但此類方法制備的聚合物具有大的共軛結(jié)構(gòu)，存在原料價格高、制備工藝復(fù)雜、合成的聚合物溶解性差等缺點。

2004年，日本的Hyashi和Hamaguchi教授(S.Hayashietal.,ChemistryLetters,2004,33,1590-1591.)首次報道了一種新型的磁性離子液體小分子。該離子液體由季銨陽離子與含高自旋金屬中心的金屬鹵合物負離子構(gòu)成；2011年，西班牙的等(M.et?al.,PolymerChemistry,2011,2,1275-1278.)首次報道了含四鹵合鐵負離子的聚離子液體的制備，通過后修飾方法對聚咪唑進行離子交換，用四鹵合鐵負離子取代原有的負離子，從而制備出磁性聚合物。Hyashi和Hamaguchi等報道的磁性離子液體小分子不具備大分子聚合物的優(yōu)點，如良好的加工性能、分子結(jié)構(gòu)便于設(shè)計、易于功能化等。由于后修飾方法不會達到100％的轉(zhuǎn)化率，因此等制備的聚合物存在結(jié)構(gòu)上的缺陷，對磁性聚合物的性能也有相應(yīng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁性單體。

本發(fā)明的目的還在于提供一種磁性單體的制備方法。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種磁性聚合物。

本發(fā)明的另一個目的在于提供磁性聚合物的合成方法。

本發(fā)明的另一個目的在于提供磁性聚合物的應(yīng)用。

本發(fā)明的上述目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

基于烷基銨鹽的側(cè)鏈型磁性單體，具有化學(xué)結(jié)構(gòu)通式(I)的結(jié)構(gòu)：

A⁺為-(CH₂CH₂)_nN⁺(CH₃)₃，n＝1，2，3，6；-CH₂CH₂N⁺(CH₃)₂CH₂CH₂N⁺(CH₃)₂CH₂CH₂OH，B^－為FeCl₄^－、FeCl₃Br^－、GdCl₃Br^－、GdCl₄^－。

磁性單體的制備方法，選用順式—5—降冰片烯—外—2，3—二羧酸酐作為原料，如化學(xué)結(jié)構(gòu)通式(II)所示，原料購自Sigma-aldrich，純度95％，ACS號為2746-19-2；具體來說，按照下述步驟進行：

步驟1，將順式—5—降冰片烯—外—2，3—二羧酸酐和胺類小分子按照等摩爾比例反應(yīng)得到第一中間產(chǎn)物；

步驟2，將步驟1得到的第一中間產(chǎn)物與鹵代烴進行季銨化反應(yīng)得到第二中間產(chǎn)物；

步驟3，將步驟2得到的第二中間產(chǎn)物與離子交換樹脂進行離子交換，得到第三中間產(chǎn)物；

步驟4，將步驟3得到的第三中間產(chǎn)物與金屬鹵化物進行反應(yīng)后得到磁性單體。

在所述步驟1中，所述胺類小分子為N,N-二甲基乙二胺、4-二甲基氨基丁胺、6-(二甲胺基)己胺、12-(二甲胺基)十二烷胺，或者2-[[2-[(2-氨基乙基)氨基]乙基]氨基]乙醇。

在所述步驟1中，所述順式—5—降冰片烯—外—2，3—二羧酸酐和胺類小分子的用量為等摩爾比。