[發明專利]一種新型雙苯乙烯多醚單體及其合成和應用

在審

• 申請號: 202010866720.1
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111925280A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 柳凌艷;王宋蒙;曾天龍;常衛星;李靖
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07C43/215
• 分類號: C07C43/215;C07C41/30;C08F222/08;C08F212/34
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本發明提供了一種新型雙苯乙烯多醚單體及其合成和在可控制備主鏈含大環結構共聚物中的應用，屬于聚合物單體制備及應用領域。用該方法合成具有富電子結構的雙苯乙烯多醚單體，并且通過進一步的馬來酸酐輔助的可逆斷裂鏈轉移環聚合可以得到響應的環聚合物，可以高效且快速構建富電子大環結構，進一步拓展環聚合物的主體性質。

技術領域

本發明屬于聚合物單體制備及應用領域，具體涉及一種新型雙苯乙烯多醚單體及其合成和應用。

背景技術

20世紀80年代，有科學家報道了一種類似于二苯撐環烷烴結構的雙苯基34冠醚10化合物，這種化合物具有富-π電子的對苯二酚單元，可以與缺-π電子的百草枯類化合物形成面對面的復合物。

如式1所示，富-π電子的雙苯基34冠醚10化合物與缺-π電子的百草枯類化合物之間主要通過π-π堆積的相互作用形成面對面的復合物，并且形成的復合物結構特殊。通過合理的分子設計可以得到相應的準輪烷[Journal of the Chemical Society，ChemicalCommunications，1991，(23)：1680.]、輪烷以及索烴[Journal of the American ChemicalSociety，1992，114(1)：193-218.]等超分子拓撲結構。關于進一步利用雙苯基34冠醚10構建超分子機器的構建，有文獻[Journal of the Chemical Society，ChemicalCommunications，1992，(16)：1124.]報道了一種分子梭的構建，可以實現雙苯基34冠醚10環結構在封端線性分子上的快速振動。進一步的有文獻[Chemistry-A European Journal，2001，7(16)：3482.]報道了結構更為復雜的基于索烴的雙模分子開關，為進一步開發分子機器提供可能，尤其是用于控制索烴中某一環相對另一環的單向旋轉相關方面的應用。在20世紀四五十年代，George Bergen Butler及其合作者在一次聚合物交聯實驗中意外得到線性可溶聚合物，進一步“環聚合”(Cyclopolymerization)的概念被提出。隨著環聚合的化學的不斷發展，利用環聚合方法已經不僅僅可以制備熱力學穩定的五元或六元環結構，而且可以可控制備超過二十元甚至更大的環結構，使環聚合物可以用于超分子化學領域。

近期有文獻[Macromolecules，2011，44(16)：6311-6317.]報道了一種馬來酸酐輔助的可逆斷裂鏈轉移聚合，如式2所示，可以實現雙苯乙烯單體的可控環聚合制備環聚合物。并且可以通過馬來酸酐開環反應在聚合物主鏈上接枝水溶性的聚乙二醇鏈，可用于調節環聚合物的水溶性。

綜合以上的研究背景，我們設計合成了一種具有富電子結構的雙苯乙烯單體，并且將通過馬來酸酐輔助的RAFT環聚合方法，構建具有富電子環結構的環聚合物，以進一步實現該環聚合物與聯吡啶鹽相互作用，為進一步構建新型的超分子拓撲結構提供基礎。

發明內容

本發明提供了一種新型雙苯乙烯多醚單體及其合成方法，該單體可以通過馬來酸酐輔助的可逆斷裂鏈轉移聚合實現主鏈含大環結構共聚物的可控制備，進一步拓展環聚合物在超分子領域的應用。

一種新型雙苯乙烯多醚單體，其結構如式(I)所示：

本發明所得的雙苯乙烯多醚單體含有雙苯乙端基，在自由基的引發下，可以與馬來酸酐實現自由基共聚合。通過調整單體及馬來酸酐的比例及濃度，可以實現單體的環聚合，得到含有主鏈大環結構的環聚合物。環結構中含有富-π兩個對苯二酚結構，可以與缺-π電子的百草枯類化合物形成面對面的復合物。環結構中還含有冠醚結構，可以與二級銨鹽實現準輪烷類復合物。

一種含雙苯乙烯基多醚單體的合成方法，包括如下步驟：