[發明專利]聚(2-氨基噻唑)的制備方法

有效

• 申請號: 201410520430.6
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104292457A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王霞;王璐;鄒華;錢微;廖耀祖
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明涉及一種聚(2-氨基噻唑)的制備方法，屬于導電高分子材料領域。

背景技術

近年來的研究表明，芳雜環導電聚合物因其多含有具有軟堿或中間堿性質的硫、氮等基團，易于與多屬軟酸的重金屬離子形成穩定的絡合物，而在吸附重金屬離子過程中表現出優異的性能。典型的導電聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。

2-氨基噻唑是一種含有氮、硫雜原子并帶氨側基的五元雜環芳烴。從分子結構來看，這種雜環芳烴融合了吡咯、噻吩及苯胺三種常見導電聚合物單體的結構特征。2-氨基噻唑含有的配位原子即氮、硫摩爾含量高達30％，這一比例遠遠高于常見的苯胺(7％)和吡咯(10％)，也高于噻唑(25％)。由于含氮或硫原子的基團對重金屬離子具有良好的選擇性絡合功能，同時含有氮和硫原子的2-氨基噻唑在用作高分子吸附劑方面具有很大的吸引力。例如，2-氨基噻唑功能化的聚丙烯腈被用于從含有Ni(II),Cu(II),Cd(II),Zn(II)和Pb(II)等多組分的溶液中分離Hg(II)(Ind.Eng.Chem.Res.2013,52,4978),2-氨基噻唑功能化的聚苯乙烯被用于從含Ni(II),Cu(II),Cd(II)和Co(II)離子的水溶液中選擇性除去Au(III)(Ind.Eng.Chem.Res.2014,53,2441)。

聚(2-氨基噻唑)是2-氨基噻唑的共軛聚合物，其結構為：

聚(2-氨基噻唑)的結構中，除了具有很高的氮、硫摩爾含量從而使其對重金屬離子具有良好的選擇性絡合功能，交替的單雙鍵形成大π共軛體系，使其具有獨特的光電性能，尤其具有良好的半導體性能和導電性能，這也使得聚(2-氨基噻唑)具有廣泛的應用前景。

目前，制備聚(2-氨基噻唑)的方法主要是電化學氧化聚合法和化學氧化聚合法。文獻Russ.J.Electrochem.2008,44:234-237；Prog.Org.Coat.2009,64:81–88；Polym.Bull.2011,66:747-760報道了采用電化學氧化聚合脫氫方法合成了聚(2-氨基噻唑)，但電化學氧化聚合產物熱穩定性差，230℃時大部分主鏈就完全分解。而且該方法制備聚(2-氨基噻唑)時，對電極面積依賴性較高，從而導致產率極低，且較難規模化合成。

與電化學氧化法相比，化學氧化聚合法操作簡單，合成條件溫和，產率高，耗能少，便于推廣批量化生成，更能有效避免電化學聚合方法所得的聚合產物受電極面積所限的弊端。Mehmet?Yildirim等(Syn.Met.2012,162,436-443)使用次氯酸鈉作為氧化劑，在醋酸水溶液中進行化學氧化聚合，制備了聚(2-氨基噻唑)，但其對反應條件未做深入研究，熱穩定性和電導率數據均未見報道。Hakan?Ciftci等(Polym.Bull.2013,70:1895–1909)和Mutluhan?Biyikoglu等(Polym.Bull.2013,70:2843–2856)分別使用三氯化鐵和過氧化苯甲酰作為氧化劑,二氧六環為溶劑，通過化學氧化聚合法制備了聚(2-氨基噻唑)。使用三氯化鐵為氧化劑時，產率約48％，600℃的殘炭率為47％，電導率為10^-4S/cm。使用過氧化苯甲酰為氧化劑時，產率約為63％，600℃的殘炭率為29％，電導率為3×10^-6S/cm。可見，現有化學氧化法所制備的聚(2-氨基噻唑)熱穩定性不好，特別是在較高產率的情況下，熱穩定性有待進一步提高。

因此，如何制備熱穩定性好、產率高的聚(2-氨基噻唑)是本領域的技術人員所面臨的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚(2-氨基噻唑)的制備方法，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種聚(2-氨基噻唑)的制備方法，其特征在于，包括以下兩步：

步驟一：將三氯化鐵與2-氨基噻唑加入硝基甲烷中，三氯化鐵與2-氨基噻唑的摩爾比為1:5～1:100，于一定溫度攪拌反應一定時間，得黑色溶液，一定溫度為50～70℃，一定時間為1～48h；

步驟二：將黑色溶液進行過濾，濾餅依次用硝基甲烷、水、丙酮洗滌，洗滌完畢后離心并過濾，得黑色固體，將該黑色固體干燥，得到黑色粉末，即為聚(2-氨基噻唑)。

本發明的技術方案還可以具有這樣的特征：一定時間為48h。

本發明的技術方案還可以具有這樣的特征：一定溫度為70℃。