[發明專利]一種有機-無機雜化材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810939836.6
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109385032B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 來國橋;胡自強;李文清
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C08L33/14
• 分類號: C08L33/14;C08K3/16
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

本發明涉及一種高分子化合物領域，為解決冠醚不具備有機?無機復合物材料應用所要求的韌性和強度的要求的問題本發明提出了一種有機?無機雜化材料的制備方法，通過環化聚合方法，合成含有冠醚及類冠醚重復單元的環化聚合物，該聚合物由于具有較大的分子量，具有良好的聚合物的性能，比如有機聚合物有的韌性，彈性等，通過這類聚合物對離子的識別作用合成環化聚合物和金屬離子的復合物，這種復合物是一種具有有機和無機性能的雜化材料，而且，由于這種雜化材料中含有金屬離子，因此雜化材料具有導電性。

技術領域

本發明涉及一種高分子化合物領域，具體是一種利用大環線形環化聚合物制備有機-無機雜化材料的方法。

發明內容

自1967年美國du pont公司的Pedersen C.J合成并發現冠醚化合物對堿金屬、堿土金屬離子具有特殊配位作用后，由Cram.D.J.和Lehn J.M.在冠醚化學基礎上提出了主-客體化學，主體是冠醚，客體為結合的金屬離子。這種主體與客體間配位作用會使主體分子對客體分子進行識別和超分子組裝，從而形成具有特殊功能的超分子，廣泛應用于生命科學，材料科學等領域。Makamura等人制備的超分子組裝體，體現出15-冠-5冠醚對Li+的具有較好的識別作用。吳成泰以鄰苯二酚與氯乙醇為起始原料，制備了單氮雜苯并-15-冠-5冠醚，并以其為原料與鹵代物反應，制得一系列氮支套索冠醚，結構式如下所示：

經研究發現該冠醚具有良好相轉移催化性能，并對Li⁺，Na⁺，K⁺具有良好的絡合萃取性能。由于14-冠-4，特別是二苯類的14-冠-4冠醚，對鋰離子有優良的選擇配合作用，這種冠醚已作為分離和分析鋰離子的優良化學試劑，但這些相對分子量較小的簡單冠醚化合物蒸汽壓較大，在水中有較大的溶解度，導致具有一定的生理毒性，以及難以作為相分離的固體材料使用等缺點，限制了其在某些領域的應用。

有機-無機雜化材料具有既有機高分子材料的韌性，同時也具有無機材料的強度，雖然利用冠醚對金屬離子的識別作用也能合成有機-無機復合物，然而，由于冠醚為有機小分子，該有機-無機復合物不具備材料應用所要求的韌性和強度的要求。

發明內容

為解決冠醚不具備有機-無機復合物材料應用所要求的韌性和強度的要求的問題本發明提出了一種有機-無機雜化材料的制備方法，通過環化聚合方法，合成含有冠醚及類冠醚重復單元的環化聚合物，該聚合物由于具有較大的分子量，具有良好的聚合物的性能，比如有機聚合物有的韌性，彈性等，通過這類聚合物對離子的識別作用合成環化聚合物和金屬離子的復合物，這種復合物是一種具有有機和無機性能的雜化材料，而且，由于這種雜化材料中含有金屬離子，因此雜化材料具有導電性。

本發明是通過以下技術方案實現：一種有機-無機雜化材料的制備方法，以大環線形環化聚合物為原料，與無機鹽合成有機-無機雜化材料。通過環化聚合方法，合成含有冠醚重復單元的聚冠醚，通過冠醚環對相應金屬離子的識別作用，制備有機-無機雜化材料。

大環線形環化聚合物具有如(I)或(II)所示的結構式中一種，

式中，R₁選自甲基、氫原子中一種，R₂選自甲基、苯基中一種；R₃選自苯基；m＝1或2中任一自然數；x＝1-3中任一自然數，n為大于20的自然數。

無機鹽選自鹽酸鹽、硫酸鹽中一種，作為優選，鹽酸鹽或硫酸鹽含Cu2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Zn2+，Mg2+，Li+，Na+，K+離子。

所述的一種有機-無機雜化材料的制備方法為以下步驟：

(1)將大環線形環化聚合物加入到溶劑中，攪拌溶解；

所述溶劑選自二氯甲烷、三氯甲烷中一種。