[發明專利]一種含咔唑結構的具有高平面性二胺單體及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201510562720.1
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105237462B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 劉亦武;黃杰;譚井華;曾義;張海良;劉躍軍;魏珊珊;向賢偉
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C07D209/88
• 分類號: C07D209/88;C08G73/14;C08G73/16;C08G73/10;C08G69/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開的是一種含咔唑結構的高平面性二胺單體及其合成方法和應用。本發明從二鹵代咔唑出發，直接液氨氨化制備二胺，或通過Suzuki反應直接制備二胺；或利用二鹵代咔唑通過氰化、水解、酰氯化合成二酰氯代咔唑，再利用其與羥基或氨基反應形成酯鍵或酰胺鍵，或利用二鹵代咔唑中的鹵原子通過Ullmann偶聯反應形成醚鍵、仲胺等，最后將二硝基還原。本發明中二胺的合成工藝簡單，純化容易，適于工業生產。本發明中二胺單體的最低能態3D分子結構具有高平面性，以其為單體可以制備分子鏈間相互作用力強、自由體積小的高阻隔聚合物。本發明的二胺單體可用于合成高性能和功能化的聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等聚合物。

技術領域

本發明涉及材料科學領域，特別是一種含咔唑結構的高平面性二胺單體及其合成方法。該單體可用于合成具有高阻隔性和功能化的聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等聚合物。

技術背景

當前最具發展前景的新一代信息顯示技術——有機電致發光器件(OLED)，它具有全固態、主動發光、高亮度、高對比度、超薄、功耗低、無視角限制、響應速度快、工作溫度范圍寬和可實現柔性顯示等諸多無可比擬的優勢，被認為是未來30年世界信息產業發展的重點。OLED產業化的關鍵在于“擴尺寸、降成本、增壽命、提色彩”，只有徹底解決了這幾個問題，OLED才能真正開啟第三代顯示革命之門。使用壽命短是制約OLED廣泛應用的最大挑戰之一，影響OLED使用壽命的主要原因是電極材料和發光材料對氧、水、雜質都非常敏感，很容易被污染從而導致器件性能的下降，降低發光效率，縮短了它的使用壽命。為了保證產品的發光效率并延長其使用壽命，器件在封裝時一定要隔絕氧和水，因此OLED 對封裝材料的要求較高。當前，聚酰亞胺在OLED的封裝材料中已有應用，但由于其阻隔性能一般，因此只能與其他材料配合使用。鑒于OLED對封裝材料阻隔性能的苛刻要求，因此，需要進一步提高聚酰亞胺的阻隔性能，使其成為OLED更為可靠的封裝材料。

OLED目前，研究人員提高聚酰亞胺的阻隔性能的主要途徑是制備復合材料，如在聚酰亞胺中引入片層狀納米粒子，延長氧氣和水蒸氣在聚酰亞胺中的滲透路徑以提高阻隔性能 (如專利CN 103589154 A，CN 103602065 A，CN 102532896 A)。國內尚未有人從分子結構設計角度出發來提高聚酰亞胺的阻隔性能的研究。國內中山大學許家瑞教授課題組開展了含咔唑功能聚酰亞胺的研究(如專利CN102757560 A，CN102766085 A等)。他們用于合成該類聚酰亞胺的二胺單體具有大的非平面大共軛結構，這使得該類聚酰亞胺材料具有優越熱穩定性、可溶性以及光電特性；但由于其二胺單體具有非平面結構，該類聚酰亞胺不具備高阻隔性能。本發明所合成的含咔唑結構新型功能二胺單體具有高平面性，由該類二胺所合成的聚合物分子鏈堆砌緊密，自由體積小，具有優異的阻隔性能。該體系研究的重點在于含咔唑結構的高平面性新型二胺單體的設計合成，然而，目前尚未有人對其開展研究，因此有必要開展新型功能性二胺單體的設計合成研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種含咔唑結構的具有高平面性二胺單體，可用于合成具有高阻隔性和功能化的聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等聚合物。

本發明的另一目的在于提供上述含咔唑結構的高平面性二胺單體的合成方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種含咔唑結構的高平面性二胺單體，其特征在于該單體結構如通式Ⅰ～Ⅻ所示：

其中，Ar₁選自下列結構式中的任何一種：