CN109851563B - 一种含二氮杂萘酮结构双酚单体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含二氮杂萘酮结构双酚单体的制备方法,属于新材料技术领域。本发明中的含二氮杂萘酮结构的双酚单体是通过两步反应合成。以含二氮杂萘酮结构的类双酚单体、对溴苯甲醚为原料,采用1,10‑邻菲罗啉作为N‑N双齿型配体,CuI作为催化剂,经第一步C‑O,C‑N乌尔曼偶联反应后得到中间产物DMPPZ,经路易斯酸还原得到目标单体DHPPZ。本专利提供的合成反应条件具有合成周期短,条件温和的优势。经液质联用测试目标单体的纯度为98%,收率85%‑90%。

Description

一种含二氮杂萘酮结构双酚单体的制备方法
技术领域
本发明属于新材料技术领域,一种含二氮杂萘酮结构双酚单体(DHPPZ)的制备方法。
背景技术
本专利制备合成的双酚单体可广泛应用于聚芳醚类材料的合成,双酚单体中的醚键能增大聚芳醚类材料的延展性和柔顺性。传统聚芳醚材料,例如聚芳醚酮类材料,属于半结晶聚合物,具有优异的化学稳定性和机械性能,但是溶解性较差,常温下仅溶于浓硫酸。该双酚单体具有新颖的全芳环,扭曲、非共平面的二氮杂萘环结构,能够赋予聚合物突出的耐热性和溶解性。双酚单体具有较好的反应活性,具有多种反应可能性,应用前景广阔。
发明内容
本发明的目的是制备一种含二氮杂萘酮结构双酚单体(DHPPZ)。
本发明的技术方案:
一种含二氮杂萘酮结构双酚单体的制备方法,步骤如下:
DMPPZ和DHPPZ的合成路线如下:
Figure BDA0001984017410000011
(1)采用“一锅两步法”合成DMPPZ单体:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的反应瓶中加入DHPZ和K2CO3,在130-150℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM、催化剂CuI 和反应物BPM,反应温度由室温梯度升温至140-160℃,避光反应12-24h;反应结束后,将反应液沉入沸水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,干燥;其中,K2CO3用量为DHPZ摩尔质量的2-3倍,DHPZ、BPM、PNTM和CuI四者的摩尔比为1:2.5-3.5:0.01-0.04: 0.05-0.15;
采用DMAc对制备产物进行重结晶处理,按照DHPPZ:DMAc=1g:2.5mL 的质量体积比精制得到白色固体粉末。
干燥条件:100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。
(2)将DMPPZ经路易斯酸还原得到目标单体DHPPZ:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的反应瓶中首先加入DMPPZ、KI粉料和CH3CN溶剂,溶剂CH3CN 用量为每gDMPPZ加入20mLCH3CN,在0℃分批次加入AlCl3,DMPPZ:KI: AlCl3三者的投料比为1:12-20:12-20,连续搅拌1h后,将反应液至于60-90℃下反应12-60h;反应结束后沉入冰酸水中,收集到土黄色粉末,将反应液溶于四氢呋喃中,抽滤后旋蒸得到黑色粘稠状固体,加入乙酸乙酯得到黄色粉末 DHPPZ。
本发明的有益效果:本发明合成中间体DMPPZ所涉及的原料成本较低,合成机理成熟,产物收率和纯度高。中间体DMPPZ还原为DHPPZ的过程对反应条件的要求不苛刻,反应温和。同时,不需要对溶剂做脱水预处理,大大降低合成成本。
附图说明
图1是DMPPZ核磁谱图。
图2是DHPPZ核磁谱图。
图3是DHPPZ的液质联用谱图。
具体实施方式
下面提供的实施案例只是对本发明作进一步的说明,但不是限制本发明的范围。
案施例1~5为含二氮杂萘酮结构二甲氧基单体(DMPPZ)的制备案例。
实施例1:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DHPZ和K2CO3,在135℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM,催化剂CuI和反应物BPM,避光反应12h,反应温度由室温逐渐升温至130℃。反应结束后,将反应液沉入热水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,置于100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。经DMAc按质量体积比1:2.5精制得到白色固体粉末。
实施例2:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DHPZ和K2CO3,在135℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM,催化剂CuI和反应物BPM,避光反应18h,反应温度由室温逐渐升温至130℃。反应结束后,将反应液沉入热水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,置于100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。经DMAc按质量体积比1:2.5精制得到白色固体粉末。
实施例3:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DHPZ和K2CO3,在135℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM,催化剂CuI和反应物BPM,避光反应24h,反应温度由室温逐渐升温至130℃。反应结束后,将反应液沉入热水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,置于100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。经DMAc按质量体积比1:2.5精制得到白色固体粉末。
实施例4:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DHPZ和K2CO3,在135℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM,催化剂CuI和反应物BPM,避光反应12h,反应温度由室温逐渐升温至150℃。反应结束后,将反应液沉入热水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,置于100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。经DMAc按质量体积比1:2.5精制得到白色固体粉末。
实施例5:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DHPZ和K2CO3,在135℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM,催化剂CuI和反应物BPM,避光反应24h,反应温度由室温逐渐升温至150℃。反应结束后,将反应液沉入热水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,置于100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。经DMAc按质量体积比1:2.5精制得到白色固体粉末。
案施例6~9为含二氮杂萘酮结构双酚单体(DHPPZ)的制备案例
实施案例6:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DMPPZ,按摩尔比1:12加入AlCl3,在0℃CH3CN和KI体系中连续搅拌1h后,将反应液至于70℃下反应24h。反应结束后沉入冰酸水中,收集到土黄色粉末,将反应液溶于四氢呋喃中,抽滤,旋蒸得到黑色粘稠状固体,加入乙酸乙酯得到黄色粉末。
实施例7:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DMPPZ,按摩尔比1:16加入AlCl3,在0℃CH3CN和KI体系中连续搅拌1h后,将反应液至于70℃下反应24h。反应结束后沉入冰酸水中,收集到土黄色粉末,将反应液溶于四氢呋喃中,抽滤,旋蒸得到黑色粘稠状固体,加入乙酸乙酯得到黄色粉末。
实施例8:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DMPPZ,按摩尔比1:16加入AlCl3,在0℃CH3CN和KI体系中连续搅拌1h后,将反应液至于80℃下反应24h。反应结束后沉入冰酸水中,收集到土黄色粉末,将反应液溶于四氢呋喃中,抽滤,旋蒸得到黑色粘稠状固体,加入乙酸乙酯得到黄色粉末。
实施例9:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的三口烧瓶中加入DMPPZ,按摩尔比1:16加入AlCl3,在0℃CH3CN和KI体系中连续搅拌1h后,将反应液至于90℃下反应24h。反应结束后沉入冰酸水中,收集到土黄色粉末,将反应液溶于四氢呋喃中,抽滤,旋蒸得到黑色粘稠状固体,加入乙酸乙酯得到黄色粉末。

Claims (3)

1.一种含二氮杂萘酮结构双酚单体的制备方法,其特征在于,步骤如下:
DMPPZ和DHPPZ的合成路线如下:
Figure FDA0001984017400000011
(1)采用“一锅两步法”合成DMPPZ单体:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的反应瓶中加入DHPZ和K2CO3,在130-150℃下成盐反应5-6小时,成盐反应结束后,将反应液降至室温,随后加入乌尔曼偶联配体PNTM、催化剂CuI和反应物BPM,反应温度由室温梯度升温至140-160℃,避光反应12-24h;反应结束后,将反应液沉入沸水中,隔夜抽干,将咖啡色固体溶于氯仿,抽滤所得滤液加入过量无水硫酸钠除水,旋蒸后得到咖啡色粉末状固体,采用丙酮或乙醇冲洗1-2遍,得到淡黄色固体,干燥;其中,K2CO3用量为DHPZ摩尔质量的2-3倍,DHPZ、BPM、PNTM和CuI四者的摩尔比为1:2.5-3.5:0.01-0.04:0.05-0.15;
(2)将DMPPZ经路易斯酸还原得到目标单体DHPPZ:向装有磁力搅拌、回流冷凝装置的反应瓶中首先加入DMPPZ、KI粉料和CH3CN溶剂,溶剂CH3CN用量为每gDMPPZ加入20mLCH3CN,在0℃分批次加入AlCl3,DMPPZ:KI:AlCl3三者的投料比为1:12-20:12-20,连续搅拌1h后,将反应液至于60-90℃下反应12-60h;反应结束后沉入冰酸水中,收集到土黄色粉末,将反应液溶于四氢呋喃中,抽滤后旋蒸得到黑色粘稠状固体,加入乙酸乙酯得到黄色粉末DHPPZ。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,采用DMAc对步骤(1)制备产物进行重结晶处理,按照DHPPZ:DMAc=1g:2.5mL的质量体积比精制得到白色固体粉末。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的干燥条件:100℃真空干燥箱中真空干燥10~12h。
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