專利名稱：聚{乙炔[-2,5-二(甲氧基)]苯}及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)氣敏材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新合成的聚{乙炔[-2, 5-二 (曱氧基)]苯}及其制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)氣敏材料是一種可以通過改變大分子鏈的結(jié)構(gòu)，改變其化學(xué)物理性質(zhì)的 材料，由此可獲得對氣體的選擇性，提高對氣體的靈敏度，并且有機(jī)高分子材 料價格低廉，并且，由有機(jī)氣敏材料研制的氣體傳感器可在室溫工作，因此其 功耗低，易于此種材料制備的氣體傳感器的普及推廣?；谶@些特點(diǎn)，此材料 可用于瓦斯氣體傳感器的研制和開發(fā)。近年煤礦事故頻發(fā)，瓦斯氣敏傳感器的 研制受到廣泛關(guān)注，發(fā)展非常迅速。
;r結(jié)構(gòu)共價鍵原子結(jié)構(gòu)排布決定它能使聚合物主干鏈上的電子離開其原有 的位子，所以在一定電場或磁場下使得這些聚合物材料具有一定的電子導(dǎo)電特 性。據(jù)文獻(xiàn)(M.Penza， G.Cassano, A.Sergi, C丄o SAW chemical sensing using poly-ynes and organometallic polymer films, Sens. Actuators B 81 (2001) 88—98 )， ；r 結(jié)構(gòu)共價4建是由一個苯環(huán)和一個乙炔構(gòu)成，如圖l-3所示。
目前見才艮道的具有;r結(jié)構(gòu)的聚合物有Pt-DEBP(poly誦(bistributyl國phosphine)-platinum-diethynylbiphenyl) 、 DOEB(poly-2，5-dibutoxyethynylbenzene) 、 DBEB (poly-2,5-dioc- tyloxyethynylbenzene)等，并被應(yīng)用在SAW濕度傳感器、SAW有 機(jī)氣體傳感器上。其中Pt-DEBP膜對N02、 S02、 H2S 、 NO、 NH3、 CH4氣體 都有較好的靈敏度，而DOEB膜對所有氣體都最不敏感，上述材料在選擇性方 面存在明顯的不足，不能有效地判斷是何種氣體，因此，它只能通過氣體傳感 器陣列技術(shù)及模式識別技術(shù)才能有效地判定氣體成分及濃度。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種新的具有;r結(jié)構(gòu)有機(jī)氣敏材料 及其制備方法，該新材料對瓦斯氣體的四種組成氣體具有很好的敏感性，并且 制作成本低，其制備方法簡單易行，便于制作。
本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的提供一種聚{乙炔[-2, 5-二(曱 氧基)]苯}，是一種黃色油狀液體，其特征在于，其結(jié)構(gòu)通式如下
一種聚{乙炔[-2, 5-二 (甲氧基)]苯}的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟
① 配置混合溶液將l， 4-二溴-2， 5-二氧曱基和乙炔基三正丁基錫溶解在 有才幾溶劑THF中，并加入催化劑；
② 加熱反應(yīng)將步驟①所得的混合物加熱至50。C 80。C并在該溫度下攪拌反 應(yīng)12-16小時；
③ 冷卻過濾將步驟②所得的反應(yīng)液降溫至-10。C 25。C加入適量的LDA 后，取出混合物，放于室溫環(huán)境中自然升溫，然后過濾；
④ 洗滌過濾抽干將步驟③所得的聚合物用曱醇多次洗滌并過濾所得黃色 油狀物即為聚{乙炔[-2， 5-二 (曱氧基)]苯}。
按照本發(fā)明所提供的聚{乙炔[-2, 5-二 (甲氧基)]苯}的制備方法，其特征 在于，步驟①中所述催化劑為金屬Pb。
按照本發(fā)明所提供的聚{乙炔[-2， 5-二 (甲氧基)]苯}的制備方法，其特征 在于，步驟①中1， 4-二溴-2， 5-二氧曱基與乙炔基三正丁基錫的mol比大于l。
按照本發(fā)明所提供的聚{乙炔[-2, 5-二(曱氧基)]苯}的制備方法，其特征 在于，步驟③中LDA為lml 1.2ml。按照本發(fā)明所提供的聚{乙炔[-2， 5-二 (曱氧基)]苯}的制備方法，其特征 在于，步驟④中用甲醇洗滌次數(shù)大于5次。
按照本發(fā)明所提供的聚{乙炔[-2， 5-二 (曱氧基)]苯}的制備方法，其特征 在于，步驟②中混合物加熱為水域均勻加熱。
本發(fā)明制備聚{乙炔[-2, 5-二 (甲氡基)]苯}的原理可表示為 Br一Ar——Br + H~C三C—SnBu
<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>其中Ar為， H30~O
該聚(乙炔[-2, 5-二 (曱氧基)]苯H乍為;r結(jié)構(gòu)共價鍵有機(jī)聚合物的新材 料，對瓦斯氣體的四種組成氣體CH4、 C0、仏和冊3都具有敏感性。相較于現(xiàn)在 主導(dǎo)的半導(dǎo)體瓦斯氣敏傳感器，采用本發(fā)明制成的傳感器不光工作溫度低，靈 敏性高，氣體選擇性好，另外成本可以控制的很低，這對廣泛普及瓦斯氣體傳 感器有很大影響。


圖1是Pt誦DEBP(poly-(bistributyl- phosphine)-platinum陽diethynylbiphenyl) 的
結(jié)構(gòu)式；
圖2是DOEB(poly-2,5-dibutoxyethynylbenzene)的結(jié)構(gòu)式； 圖3是DBEB (poly-2,5-dioctyloxyethynylbenzene)的結(jié)構(gòu)式； 圖4是本發(fā)明所提供的聚(乙炔[-2,5-二(曱氧基)]苯)(poly{ethynyl[-2,5-di
(methoxy)]benzene})的結(jié)構(gòu)式。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明所提供的聚(乙炔[-2, 5-二(甲氧基)]苯}如圖4所示。制備方法 的實(shí)施例如下 實(shí)施例1
取40ml的THF至于燒杯中，先將0.023ml的1 ， 4-二溴-2, 5-二氧甲基苯加 入，然后加進(jìn)4.417mg金屬Pd(催化劑)，用玻棒攪拌均勻；在溴化物與溶劑THF 完全相融后，取58.6mg的乙炔基三正丁基錫加到混合溶液中；然后用上海司樂 儀器公司的85-2型恒溫磁力熱攪拌機(jī)對混合溶液進(jìn)行攪拌，并加熱，溫度應(yīng)設(shè)為70。c，攪拌時間為12小時；接著取出燒杯，將燒杯放于廣州愛斯佩克公司的 ESL-D2KA型高低溫試驗(yàn)箱中，降溫至-20。C,所需時間大概要20分鐘；取出冷 卻好的溶液，用移液管取出U6ml的LDA溶劑加入，攪拌15分鐘；靜置混合 物24小時，最后用濾紙對其進(jìn)行分離，得到較純凈聚合物。聚合物在常溫下為 黃色油狀物。通過對其紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)2055 cm"處有一個小吸收峰；波長 〉3300 cm"會有強(qiáng)吸收峰；1270 cm" 1210 cm"和1050 cm" 1000 cm"這兩個范 圍會出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰。此發(fā)明的新材料在室溫條件下為黃色油狀液體，不溶于水， 易溶于部分有機(jī)溶劑，如酒精，四氫呋喃，但不溶于有機(jī)溶劑甲烷。其熔點(diǎn)在 30°C —34t:范圍內(nèi)。
實(shí)施例2在實(shí)驗(yàn)步驟②中，如果水域加熱溫度〈50。C，單體之間的化學(xué)鍵沒 有足夠高的溫度破壞，導(dǎo)致失敗，無油狀聚合物產(chǎn)生，加熱溫度最佳在60°C、 65。C或7(TC,在該溫度最佳反應(yīng)時間為13小時、14小時或15小時。
實(shí)施例3在實(shí)驗(yàn)步驟②中，如果水域加熱溫度〉80°(:，那么有機(jī)溶劑四氫呋 喃會急速揮發(fā)，破壞單體反應(yīng)的環(huán)境，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
實(shí)施例4在實(shí)驗(yàn)步驟③中，如果降溫溫度《30。C，聚合物極易出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象 阻止后續(xù)反應(yīng)的有效進(jìn)行。降溫范圍中最佳溫度值為-l(TC、 -20。C或-25°C。
權(quán)利要求
1、一種聚{乙炔[-2，5-二(甲氧基)]苯}，是一種黃色油狀液體，其特征在于，其結(jié)構(gòu)通式如下
2、 一種聚(乙炔[-2, 5-二 (曱氧基)]苯)的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟① 配置混合溶液將l, 4-二溴-2, 5-二氧曱基和乙炔基三正丁基錫溶解在 有機(jī)溶劑THF中，并加入催化劑；② 加熱反應(yīng)將步驟①所得的混合物加熱至5(TC ~ 8(TC，并在該溫度下攪拌 反應(yīng)12-16小時；③ 冷卻過濾將步驟②所得的反應(yīng)液降溫至-10。C ~-25°C，加入適量的LDA 后，取出混合物，放于室溫環(huán)境中自然升溫，然后過濾；④ 洗滌過濾抽干將步驟③所得的聚合物用甲醇多次洗滌并過濾所得黃色 油狀物即為聚{乙炔[-2， 5-二 (曱氧基)]苯}。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚(乙炔[-2， 5-二 (甲氧基)]苯}的制備方法，其 特征在于，步驟①中所述催化劑為金屬Pb。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚《乙炔[-2, 5-二 (曱氧基)]苯}的制備方法，其 特征在于，步驟①中1， 4-二溴-2， 5-二氧甲基與乙炔基三正丁基錫的mol比大于
5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚{乙炔[-2， 5-二(甲氧基)]苯}的制備方法，其 特征在于，步驟③中LDA為lml 1.2ml。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚{乙炔[-2， 5-二 (曱氧基)]苯}的制備方法，其 特征在于，步驟④中用曱醇洗滌次數(shù)大于5次。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚{乙炔[-2, 5-二 (曱氧基)]苯}的制備方法，其 特征在于，步驟②中混合物加熱為水域均勻加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新材料聚{乙炔[-2，5-(甲氧基)]苯}以及它的制備方法，所述聚{乙炔[-2，5-(甲氧基)]苯}結(jié)構(gòu)式如圖4所示，制備方法為利用1，4-二溴-2，5-二氧甲基苯和乙炔基三正丁基錫為主要原料，經(jīng)四氫呋喃溶解后加熱到50℃～80℃攪拌反應(yīng)12-16小時，然后冷卻到-10℃～-25℃加入LDA(lithium dirsopropylamide)攪拌15分鐘，置于常溫環(huán)境中升溫；在靜置24小時后，最后用濾紙對其進(jìn)行分離，得到聚合物。反應(yīng)只需兩步完成，反應(yīng)條件溫和易控。本發(fā)明提供的聚{乙炔[-2，5-(甲氧基)]苯}在眾多氣敏材料中將有非常廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G01N27/00GK101307133SQ200810044780
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者穎 喻, 杜曉松, 蔣亞東, 謝光忠 申請人:電子科技大學(xué)