[发明专利]甲基丙烯酸叔丁酯类单体及其聚合物、合成方法和用途

权利要求书

1.一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体，其特征是具有如下结构式：

其中x的范围为1~5的整数。

2.一类含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物，其特征是具有如下结构式：

其中x的范围为1~5的整数，n为10~500的整数。

3.一种如权利要求1所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体的制备方法，其特征是由以下步骤制得：

(1)在四氢呋喃和水的混合溶剂中，将丙烯酸叔丁酯和福尔马林在三乙胺的催化下，室温反应12~24小时，生成2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1；所述丙烯酸叔丁酯、福尔马林和三乙胺的摩尔比为1：(1~2)：(0.1~0.2)；

(2)在0℃~室温下，2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1的乙醚溶液和三溴化磷反应2~4小时，生成2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2；所述2-(羟甲基)丙烯酸叔丁酯1和三溴化磷的摩尔比为(1~2)：1；

(3)在有机溶剂中，将2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2和含有2~6个碳原子的羟基脂肪酸钠在室温反应12~24小时生成含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的丙烯酸酯类单体3；2-(溴甲基)丙烯酸叔丁酯2和羟基脂肪酸钠的摩尔比为1：(1~2)；所述化合物1、2和3的结构式如下：

其中x的范围为1~5的整数。

4.如权利要求3所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体的制备方法，其特征在于制备方法步骤(3)中所用的有机溶剂是N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

5.一种如权利要求2所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征是由下述步骤(1)或(2)的两种方法制得：

(1)在有机溶剂中，以一价铜卤化物为催化剂，脂肪族多齿胺类化合物为配体，α-卤代酯为引发剂，引发含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体3的原子转移自由基聚合，制得含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4；所述一价铜卤化物与含氮配体的摩尔比为1：(1~3)；一价铜卤化物与α-卤代酯的摩尔比为1：1；一价铜卤化物与单体3的摩尔比为1：(20~1000)；聚合温度为0~120℃，聚合时间为0.5~12小时；

(2)或在有机溶剂中，以二硫代酯为链转移剂，由偶氮二异丁腈引发含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的甲基丙烯酸叔丁酯类单体3的可逆加成-断裂链转移聚合制得含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4；所述二硫代酯与自由基引发剂的摩尔比为(1~3)：1；自由基引发剂与单体3的摩尔比为1：(20~1000)；聚合温度为80~120℃，聚合时间为12~24小时；

所述聚合物4的结构式如下：

其中x的范围为1~5的整数，n为10~500的整数。

6.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物4的制备方法，其特征在于步骤(1)和(2)中所述的有机溶剂是四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。

7.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的一价铜卤化物为氯化亚铜或溴化亚铜。

8.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的脂肪族多齿胺类化合物是五甲基二亚甲基三胺、六甲基三亚乙基三胺或三-(N，N-二甲基氨基乙基)胺。

9.如权利要求5所述的含有2-(羟基取代烷基酰氧)甲基结构的聚甲基丙烯酸叔丁酯类聚合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的α-卤代酯为α-氯代丙酸甲酯、α-氯代丙酸苯酯、α-氯代异丁酸甲酯、α-氯代异丁酸苯酯、α-溴代丙酸甲酯、α-溴代丙酸苯酯、α-溴代异丁酸甲酯或α-溴代异丁酸苯酯。