[發明專利]含二氫嘧啶酮結構的單體及其聚合物以及它們的應用

有效

• 申請號: 201710092285.X
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN108456174B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 陶磊;薛浩棟
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C07D239/22
• 分類號: C07D239/22;C07F5/02;C08F283/06;C08F222/22;C08F222/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種含二氫嘧啶酮結構的單體及其聚合物以及它們的應用。所述含二氫嘧啶酮結構的化合物的結構式如式I所示，式I中，X為O或S；R₁為H或硼酸基團。所述含二氫嘧啶酮結構的聚合物的結構式如式Ⅱ所示，式Ⅱ中，X為O或S；R₂為H或硼酸基團；x、y和n均表示聚合度。所述聚合物可用于制備可視化生物傳感器件或體內檢測器件，具體可用于檢測重金屬離子，如銅離子。所述聚合物可用于制備可注射性自愈性水凝膠，如與聚乙烯醇、單寧酸等的水溶液混合可制備所述可注射性自愈性水凝膠。本發明所提供的聚合物的合成步驟簡單，成本低廉。本發明所制備的高分子聚合物分子量分布合理，工藝簡單，易于大量制備。

技術領域

本發明涉及一種含二氫嘧啶酮結構的單體及其聚合物以及它們的應用，屬于高分子材料領域。

背景技術

大量研究表明含有Biginelli結構(即二氫嘧啶酮化合物)的衍生物具有良好的藥理活性以及生物反應活性，是降壓藥、抗癌藥、抗菌藥、鈣離子拮抗劑、海洋生物堿等的重要中間體。該反應可以模塊化、高效、原子經濟、僅生成對環境無害的水作為副產物，產物單一且易于純化和分離，在原料的選擇上，底物廉價易得，毒性低，刺激性氣味小，反應過程安全性高。因此，這一反應可作為高分子合成的基元反應，適合大量生產新型功能高分子材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種含二氫嘧啶酮結構的單體及其聚合物，所提供的聚合物能夠制備具有自修復、自適應性的水凝膠。

本發明首先提供的含二氫嘧啶酮結構的化合物，其結構式如式I所示：

式I中，X為O或S；R₁為H或硼酸基團。

所述的化合物具體為式I-1至式I-4中任一種：

同時本發明提供所述化合物的制備方法，包括如下步驟：

乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、式2所示化合物與尿素或硫脲進行Biginelli反應，即得所述化合物；

式2中，R₁為H或硼酸基團。

上述的制備方法中，所述Biginelli反應的溶劑可為水，溫度可為10～30℃，具體可為25℃，時間為0.5～2h，具體可為1h；

所述乙酸基甲基丙烯酸乙酯、式2所示化合物與所述尿素或硫脲的摩爾比可為1：1：1～3，具體可為1：1：1.5。

上述的制備方法中，所述Biginelli反應采用的催化劑為對甲苯磺酸；

所述催化劑的摩爾用量不小于所述乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯摩爾量的10％。

本發明所提供的含二氫嘧啶酮結構的聚合物，其結構式如式Ⅱ所示：

式Ⅱ中，X為O或S；R₂為H或硼酸基團；

x、y和n均表示聚合度，即x和y分別表示兩種單體的聚合度，n表示所采用的聚乙二醇甲基丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度。

所述聚合物的分子量分布指數(PDI)為1.4～2.3，數均分子量約為30000～80000。

所述聚合物具體可為式Ⅱ-1至式Ⅱ-4中任一種：

本發明進一步提供了所述聚合物的制備方法，包括如下步驟：

含二氫嘧啶酮結構的化合物與聚乙二醇甲基丙烯酸酯經聚合反應，即得所述聚合物。