[发明专利]一种环形聚合物及其制备方法

权利要求书

1.一种环形聚合物，其特征在于化学结构是：

其中，聚合物的聚合度m在10-1,000之间，Polymer Chain代表下列聚合物链之一：

定义代表符号为：

。

2.一种如权利要求1所述的环形聚合物的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1） 利用含两个溴的双官能团引发剂引发原子转移自由基聚合制备得到两端为溴基团的聚N异丙基丙烯酰胺、聚（甲基）丙烯酸酯类（记为PM₁）或聚乙烯基吡啶类（记为PM₂）的线形聚合物，并利用同时含炔丙基的氮氧自由基化合物对溴基团进行修饰，得到两端为炔丙基的线形聚合物；其中，含两个溴的双官能团引发剂的结构为：

；

含炔丙基的氮氧自由基化合物的结构为：

；

所述聚（甲基）丙烯酸酯类（PM₁）聚合物为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸缩水甘油酯、聚丙烯酸异丙亚基甘油酯、聚丙烯酸烯丙酯或聚甲基丙烯酸酯；所述聚乙烯基吡啶类（PM₂）聚合物为聚2乙烯基吡啶类（P2VP）或聚乙烯基吡啶类（P4VP）；

（2） 利用萘锂引发活性阴离子聚合和封端技术制备得到两端为羟基的聚苯乙烯类（记为PM₃）、聚异戊二烯(PI)或聚丁二烯（PB）的线形聚合物，并利用溴丙炔对羟基进行修饰，得到两端为炔丙基的线形聚合物；其中，聚苯乙烯类（PM₃）聚合物为聚苯乙烯（PS）或聚对甲基苯乙烯（PMS）；

（3） 利用二元醇化合物引发开环聚合制备得到两端为羟基的聚环氧乙烷类（记为PM₄）聚合物的线形聚合物，并利用溴丙炔对羟基进行修饰，得到两端为炔丙基的线形聚合物；其中，聚环氧乙烷类（PM₄）聚合物为聚环氧乙烷类（PEO）、聚环氧丙烷或聚（1-乙氧基乙基-2,3-环氧丙醚）；其中，二元醇化合物的结构为：

（4） 利用二元醇化合物引发ROP聚合制备得到两端为羟基的聚己内酯（记为PCL）的线形聚合物，并利用丙炔酸对羟基进行修饰，得到两端为炔丙基的线形聚合物；

（5）以溴化亚铜和N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙烯三胺为催化剂，利用线形聚合物端基的炔丙基之间的Glaser偶合反应合成目标环形聚合物。

3.根据权利要求2所述的环形聚合物的制备方法，其特征为两端为溴基团的线形聚合物PM₁的制备过程为：以含有二个溴的双官能团化合物为引发剂，以CuBr和PMDETA为催化剂，使（甲基）丙烯酸酯类单体进行ATRP聚合制备PM₁聚合物；反应体系的投料比例：1 e.q.引发剂/2 e.q. CuBr/2 e.q.PMDETA/30-3000e.q.单体。

4.根据权利要求3所述的环形聚合物的制备方法，其特征为两端为溴基团的线形聚合物PM₂或PNIPAM的制备过程为：以含有二个溴的双官能团化合物为引发剂，以CuBr和三-( N , N-二甲氨基乙基) 胺(Me₆TREN)为催化剂，使2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶或N-异丙基丙烯酰胺单体进行ATRP聚合制备PM₂类或PNIPAM聚合物；反应体系的投料比例：1 e.q.引发剂/2 e.q.CuBr/2 e.q. Me₆TREN/30~3000e.q.单体。

5.根据权利要求4所述的环形聚合物的制备方法，其特征为两端为炔丙基的线形聚合物PM₁、PM₂或PNIPAM的制备过程为：以二甲基亚砜/甲苯为共溶剂，CuBr和Me₆TREN为催化剂，使含炔丙基的氮氧自由基化合物和所述聚合物端基的溴基团在无氧的环境中发生偶合反应；反应温度为25～55℃，反应时间为5～120min；反应体系的投料比例：10ml DMSO/5~30 ml甲苯/5.0~10.0 g聚合物/1e.q. 端溴基团的CuBr/1e.q. 端溴基团的Me₆TREN/2~20 e.q. 端溴基团的氮氧自由基化合物。