[发明专利]一种含有甲基亚砜结构的化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种含有甲基亚砜结构的化合物及其制备方法和应用。

背景技术

环氧化合物或丙烯酸酯化合物因其高效率的可聚合性而广泛用于聚合物材料合成或光固化配方体系中，小分子量的环氧化合物或丙烯酸酯常常作为活性稀释单体用于光固化涂料、油墨、胶粘剂。环氧化合物可以进行阳离子聚合，一般用于阳离子光固化体系；丙烯酸酯单体一般发生快速自由基聚合，因此丙烯酸酯单体常常用于自由基光固化配方中。目前常用的丙烯酸酯单体一般都是基于简单醇类或醚醇原料制备得到的，常用的丙烯酸酯单体结构中除了丙烯酸酯基团，通常不具有其它特殊功能性基团，使得丙烯酸酯单体的总体偶极矩不高、溶解力不强，如丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯等。另外多官能的丙烯酸酯单体，如多官能的1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯等，虽然聚合活性较高，但极性仍然较低。少数含有羟基的丙烯酸酯单体可使丙烯酸酯单体的极性有所增加，如甲基丙烯酸羟乙酯等，但其偶极矩仍然大大低于DMSO等溶剂。

随着光固化技术的不断发展，越来越多的功能性材料被组合到光固化配方中，例如抗静电光固化涂料体系使用季铵盐作为保湿抗静电剂，但季铵盐在传统光固化配方中基本溶解，很难分散，需要使用高极性溶剂助溶，如DMSO、DMF、环丁砜等解决上述溶解问题，但又不可避免地带来了溶剂残留毒性的问题，与光固化技术绿色、环保的特征相违背。而且，上述高极性溶剂不参与光交联成膜，大多挥发性低，残留于光固化涂层内可能发生渗透迁移等，影响固化膜性能。

开发一种兼具高偶极矩和聚合反应活性的单体，可以赋予光固化涂料、油墨、胶粘剂更多灵活性能，并将对光固化技术发展产生推动作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含有甲基亚砜结构的化合物。所述含有甲基亚砜结构的化合物的分子中，兼具甲基亚砜基团及可发生聚合反应的环氧或丙烯酸酯基团。一方面，甲基亚砜基团赋予该化合物较高的分子偶极矩及较强的溶解性；另一方面，环氧或丙烯酸酯基团的存在，使化合物可参与阳离子聚合或自由基聚合，因此使高溶解力的溶剂具有均聚和共聚反应活性，随交联聚合反应进行而键连于交联网络上，克服迁移性，改善固化涂层中各组分结构的互溶性。

本发明的另一目的在于提供所述含有甲基亚砜结构的化合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述含有甲基亚砜结构的化合物的应用。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种含有甲基亚砜结构的化合物，所述化合物的结构式如式（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）；

其中，R=H或CH₃。

式（Ⅰ）所示含有甲基亚砜结构的化合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）常温下往烯丙基甲基硫醚中，加入过氧化羧酸和相对于烯丙基甲基硫醚的摩尔量过量的双氧水，搅拌2~10小时，得到式（Ⅱ）化合物；

（Ⅱ）

（2）以季铵盐为催化剂，往式（Ⅱ）化合物中加入相对于上述式（Ⅱ）化合物摩尔量过量2~3%的（甲基）丙烯酸，在60~80℃下反应1~5小时, 得到式（Ⅰ）化合物。

经历如下反应过程：

     

所述双氧水，是本领域常用的一种氧化剂，作为一种优选方案，优选为质量浓度为30%的双氧水。

双氧水及过氧化羧酸组成了步骤（1）的氧化剂，其作用是将烯丙基甲基硫醚的硫醚键氧化为亚砜结构，并将烯丙基结构氧化为环氧结构。

作为一种优选方案，步骤（1）中所述过氧化羧酸的用量为烯丙基甲硫醚摩尔量的10%~40%，所述过氧化羧酸与双氧水总摩尔量为烯丙基甲硫醚的3~5倍。发明人在实验中，只要双氧水过量即可，但如果双氧水过量太多，不便于后处理回收产品，且浪费材料。

作为一种优选方案，步骤（1）中，所述过氧化羧酸为过氧化甲酸或过氧化乙酸。

为了促进体系的混溶行，作为一种优选方案，步骤（1）中，还添加相当于反应体系总重量1~6%的表面活性剂。这种表面活性剂更优选为季铵盐表面活性剂。

在氧化反应完成后，可以通过加入过量的连二硫酸钠清除剩余的过氧化物，并用大量食盐水洗涤产物。