[發明專利]一種陽離子腈交聯反應及制備聚電解質膜的方法

有效

• 申請號: 202010592318.9
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111690157B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 趙強;董志月;張重銳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J5/18;C08L39/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明屬于高分子聚合物領域，公開了在溫和條件下一種陽離子腈交聯反應及制備聚電解質膜的方法，該陽離子腈交聯方法是以陽離子型氰基聚電解質為原料，并基于氰基交聯為三嗪環的反應形成三嗪環化合物；所述反應是在10?50℃的溫和條件且在氨氣或可揮發性有機胺氣氛下進行的。本發明通過對制備方法整體流程工藝設計進行改進，采用陽離子型氰基聚電解質為原料，能夠在溫和、簡單條件下利用氰基交聯形成三嗪環的反應，尤其可制備薄膜，與現有技術相比能夠有效解決目前三嗪環合成條件苛刻和難以被應用等問題。本發明利用聚電解質高分子化合物的普適性結構，在溫和簡單的合成條件下合成了三嗪高分子化合物。

技術領域

本發明屬于高分子聚合物領域，更具體地，涉及一種陽離子腈交聯反應及制備聚電解質膜的方法，該方法是利用氰基聚電解質在溫和條件交聯成三嗪環化合物，尤其可制備薄膜，尤其適用于制備超薄膜，即，溫和條件下，陽離子型氰基聚電解質交聯成三嗪環化合物的反應(即陽離子腈型交聯反應)制備超薄膜的方法。

背景技術

三嗪類化合物是與碳原子交替序列中含有三個氮原子的六元環的化合物之一。1,3,5-三嗪衍生物在有機化學中占有重要的地位，其應用領域涉及醫藥工業、紡織工業、塑料工業、橡膠工業等。目前三嗪類化合物可以用在制藥，液晶，建筑，超分子，活性染料，有機發光二極管和化學試劑選擇和轉化等方面。但是此類1,3,5-三嗪化合物的合成還具有挑戰性。目前的合成方法主要是基于逐步親核取代三聚氯腈上的氯原子(M.Toshiyuki etal.Chem.Pharm.Bull.1997,45,291)；另一類合成方法是利用銅催化格式試劑與氯代咪唑環反應生成吡啶，嘧啶和1,3,5-三嗪化合物的衍生物(A.de la Hoz etal.J.Org.Chem.2009,11,3686)；最后一種是利用氰基和二腈胺在微波條件下通過[3+2]環加成反應生成三嗪或者四唑(B.Shi et al.J.Org.Chem.2009,11,3686)。雖然對稱1,3,5-三嗪化合物是非常著名的物質，但是直接合成在每個碳原子上帶有不同官能團的三嗪類化合物的衍生物有許多非常難克服的困難。由于對稱性的原因，不同的N-C單元可以形成雜環，比如，三嗪環，咪唑環和脒衍生物。環化是一種多步驟的反應，其中間產物充滿不確定性。影響反應最終的產物原因一般是反應條件。氰基環化反應是合成三嗪衍生物的一類重要途徑。然而氰基環化反應通常需要在高溫高壓或者強酸強堿情況下進行。依據目前的文獻報道，有研究證明當氰基化合物含有吸電子基團時有利于氰基交聯的發生。I(CF₂)_nCN在氨氣催化時，40-130℃就可以發生環化反應生成三嗪化合物(M.H.Hung etal.J.Org.Chem.2004,69,198)，如下式所示：

在200-500℃，NaCl加熱時，也可發生氰基環化的反應(K.Park etal.J.Mater.Chem.A,2017,5,8576)，如下式所示：