專利名稱：具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體及其合成方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料科學領(lǐng)域，特別是一種具有大共軛體系的含芴功能二胺單體及其合成方法，該二胺單體可用于合成如聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等高性能、功能化聚合物。
背景技術(shù)：
聚酰亞胺是目前已經(jīng)工業(yè)化的工程塑料中耐熱性能最好的品種之一，具有其他材料無法比擬的突出性能，如機械強度高、耐高低溫性好、介電性優(yōu)異、成膜性能好等等。自六十年代美國的杜邦公司開發(fā)產(chǎn)業(yè)化以來，它已在各個領(lǐng)域得到應用，尤其在航天、航空、 微電子和軍工領(lǐng)域應用更多。由于聚酰亞胺一般不溶于有機溶劑，所以，通常用溶解性良好的前軀體聚酰胺酸來進行加工，然后再進行脫水閉環(huán)的亞胺化處理獲得聚酰亞胺。但是，聚酰胺酸對水份較為敏感，不能長期儲存；且亞胺化后的聚酰亞胺表現(xiàn)為不溶不熔的特點，這些都在某些程度上限制了它的應用。另一方面，隨著微電子科技的發(fā)展，電子元器件的“輕、 薄、短、小”化發(fā)展對材料提出了更高的要求，相比無機材料，高性能聚酰亞胺材料由于其低成本、輕質(zhì)高強、優(yōu)良的成膜性、優(yōu)異的綜合性能以及結(jié)構(gòu)柔韌性、可三維堆集等優(yōu)點，在現(xiàn)代微電子領(lǐng)域顯示出突出的應用前景；特別是其具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)可設(shè)計性，可通過共聚單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，引入功能性基團，賦予聚酰亞胺一定的光電性能，因此，開發(fā)具有良好加工性能的新型高性能、功能化聚酰亞胺逐漸成為聚酰亞胺研究的重要組成部分和研究方向。有關(guān)可溶性、功能化聚酰亞胺的研究目前主要集中在新型二酐和二胺單體的設(shè)計合成上，其中二胺單體的設(shè)計合成從化學合成的角度更為簡單方便，因此，成為這一領(lǐng)域研究的熱點。聚酰亞胺的可溶性研究目前所采用的辦法包括在傳統(tǒng)二胺單體結(jié)構(gòu)上引入含氟基團、在芳香二胺單體的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)上引入大空間位阻基團或者通過引入脂環(huán)族結(jié)構(gòu)，如專利CN02108422. X公開了一類含芳香側(cè)基的多烷基取代芳香族二胺及其制備方法和用途，專利CN1434036公開了一種含吡啶結(jié)構(gòu)的含氟芳香族二胺及其制法和用途，專利 CN200610041988. 1公開了一種含氟不對稱芳香性醚二胺及其制備和應用。然而，這些具有特殊結(jié)構(gòu)的二胺單體的引入在一定程度上會影響所制備聚酰亞胺材料本身良好的耐熱性能、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及尺寸穩(wěn)定性，在應用上受到一定的限制。在功能聚酰亞胺方面，國內(nèi)四川大學顧宜教授課題組較早開展聚酰亞胺側(cè)鏈功能化的研究(如專利CN1218999C、CN1164715C等)，制備可加工性強、高強、高模、高尺寸穩(wěn)定性的聚酰亞胺薄膜；最近兩年基于含三苯胺結(jié)構(gòu)的可溶性功能化聚酰亞胺由于其所具有的獨特電阻開關(guān)效應，在聚合物存儲材料的應用中顯示出誘人的應用前景，引起了這一領(lǐng)域研究人員的重視，該體系研究的重點在于含三苯胺結(jié)構(gòu)二胺單體的設(shè)計合成，然而，目前其品種還比較單一，且性能有待進一步的改善，因此有必要開展新型功能性二胺單體的設(shè)計合成研究
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以芴為中心的、具有大共軛結(jié)構(gòu)的新型功能二胺單體， 可用于合成聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等高性能、功能化聚合物。本發(fā)明的另一目的在于提供上述具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體的合成方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體，其特征在于該單體結(jié)構(gòu)如通式I、II、III或IV所示
權(quán)利要求
1. 一種具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體，其特征在于該單體結(jié)構(gòu)如通式I、II-III或IV所示 其中，Ar1和Ar2選自下列結(jié)構(gòu)式中的任何一種 Ar3和Ar4選自下列結(jié)構(gòu)式基團中的任何一種
2.權(quán)利要求1所述的具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體的合成方法，其特征在于
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體的合成方法，其特征在于所述的方法(1)中含有兩個鹵原子的大共軛結(jié)構(gòu)單體的結(jié)構(gòu)為下列通式中的一種其中X為氟、氯、溴或碘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體的合成方法，其特征在于所述的方法O)中含有兩個鹵原子的二硝基單體為下列通式中的一種
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體的合成方法，其特征在于所述方法O)中，通過兩個鹵原子與其他的化學基團經(jīng)過一步或以上的反應得到的具有大共軛體系的二硝基單體為下列通式中的一種
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體，應用于制備具有聚集誘導發(fā)光特性的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體，應用于制備聚酰胺、 聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺或聚酯酰亞胺功能化聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開的是一種具有大共軛結(jié)構(gòu)的含芴功能二胺單體及其合成方法和應用。本發(fā)明利用二鹵代芴先與鹵代硝基苯反應，再利用鹵原子與其他的化學基團進行鏈接形成大共軛體系，最后把二硝基還原成二胺；或者先利用芴中活潑的兩個氫原子進行化學反應，偶聯(lián)形成大共軛結(jié)構(gòu)，再通過Suzuki反應與兩個鹵原子反應得到二胺，獲得新型含芴功能二胺單體。本發(fā)明的二胺單體特有的結(jié)構(gòu)使得所制得的聚合物具有良好溶解性，并將賦予二胺單體和聚合物一定的光電性能，其合成方法工藝簡單，純化容易，因而適于工業(yè)生產(chǎn)；同時其具有明顯的聚集誘導發(fā)光性能。本發(fā)明的二胺單體可用于合成聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等高性能、功能化聚合物。
文檔編號C07D209/86GK102408342SQ20111020733
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者蘭麒, 劉亦武, 劉四委, 張藝, 池振國, 秦澤鑫, 許家瑞, 陳亮輝 申請人:中山大學