[發明專利]一種含柱[5]芳烴的環氧化合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202110172862.2
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112778239B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 陳棟陽;李夢琴;汪炳叔;熊雷
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07D303/27
• 分類號: C07D303/27;C08G59/24
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 俞舟舟;蔡學俊

本發明涉及一種含柱[5]芳烴的環氧化合物及其制備方法。本發明先合成十甲氧基柱[5]芳烴，然后把其中的一個對甲氧基苯單元氧化成對苯醌，再將其還原為對苯二酚，接著與環氧氯丙烷反應，從而引入環氧基團，制得一種含柱[5]芳烴的環氧化合物。所得環氧化合物含有兩個反應性的環氧基團和一個富電子的柱[5]芳烴單元，可用于制備功能性環氧樹脂。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種含柱[5]芳烴的環氧化合物及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂由于具有良好的熱穩定性、化學穩定性、尺寸穩定性、力學性能、絕緣性、粘接性、成型加工性等，廣泛應用于航空材料、電子元器件粘接材料、涂料、復合材料等領域。隨著材料、電子等科學技術的不斷發展，人們對環氧樹脂綜合性能的要求也越來越高，因此，近年來，對環氧樹脂自身結構的改進、研究與開發新的高性能環氧樹脂成為目前研究的熱點之一。超分子化學是一門新興的學科，大環主體化合物是其重要基礎。柱[5]芳烴被認為是新一代大環主體化合物，在超分子聚合物、功能材料、納米通道、分子器件等領域有著潛在的應用。本發明將柱[5]芳烴進行環氧化，制得一種新型的含柱[5]芳烴的環氧化合物，對于高性能環氧樹脂的開發和超分子聚合物領域都具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種含柱[5]芳烴的環氧化合物。

本發明的另一個目的是提供上述含柱[5]芳烴的環氧化合物的制備方法。

一種含柱[5]芳烴的環氧化合物，其化學結構式如下所示：

所述含有柱[5]芳烴的環氧化合物的制備方法，包括如下步驟：

（1）將1,4-二甲氧基苯溶解于1,2-二氯乙烷中，配成質量濃度為1~20%的溶液，再加入三聚甲醛，降溫至-10~5℃條件下，向其中緩慢滴加三氟化硼乙醚，滴加完后在室溫下反應1~3小時后，然后倒入甲醇中析出固體，過濾收集固體，用硅膠柱對其進行分離提純，得到十甲氧基柱[5]芳烴；

（2）將十甲氧基柱[5]芳烴溶解于二氯甲烷中，配成質量濃度為1~20%的溶液，再加入濃度為0.1~1mol/L的硝酸鈰銨水溶液，在室溫條件下反應8~16小時，然后加入去離子水進行萃取，收集二氯甲烷相；接著，蒸發掉二氯甲烷，將所得固體用丙酮洗滌、真空抽濾除去殘留的十甲氧基柱[5]芳烴，收集濾液，再蒸發掉丙酮，得到柱[4]芳烴[1]醌；

（3）將柱[4]芳烴[1]醌溶解于丙酮中，配成質量濃度為1~20%的溶液，加入鋅粉和乙酸，室溫條件下反應10~30分鐘，然后真空抽濾，收集濾液，再蒸發掉丙酮，用硅膠柱對其進行分離提純，得到二羥基柱[5]芳烴；

（4）將二羥基柱[5]芳烴溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，配成質量濃度為1~20%的溶液，加入環氧氯丙烷和碳酸鉀，在60~100℃反應6~12小時，然后將反應物用二氯甲烷和去離子水進行萃取，收集二氯甲烷相；接著，蒸發掉二氯甲烷，用硅膠柱對所得固體進行分離提純，即得柱[5]芳烴環氧化合物。反應過程如下所示：

為了更好的實現本發明，所述步驟（1）中按摩爾比計，1,4-二甲氧基苯：三聚甲醛：三氟化硼乙醚=1：0.5~1.5：0.5~1.5。

所述步驟（1）中1,2-二氯乙烷與甲醇的體積比為1：2~10。

所述步驟（2）中按摩爾比計，十甲氧基柱[5]芳烴：硝酸鈰銨=1:0.25~1。

所述步驟（2）中二氯甲烷、去離子水、丙酮的體積比為1:1~10:0.5~5。

所述步驟（3）中按摩爾比計，柱[4]芳烴[1]醌：鋅粉：乙酸=1:1~100:0.1~1。

所述步驟（4）中按摩爾比計，二羥基柱[5]芳烴：環氧氯丙烷：碳酸鉀=1：10~40：5~20。