[发明专利]一种功能单体及其制备方法

权利要求书

1.一种功能单体，其特征在于具有通式(I)所示化学结构：

其中通式(I)中的R选取H或甲基，R₁和R₂分别选取C₁～C₁₈烷基中的一种，Y选取O或NH，n选取2、3、4、5或6中的一种，Z选取C₂～C₆烷基、苯环、萘环或吡啶环中的一种，M选自过渡金属离子，L选自水、甲醇、乙醇、丙酮、丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰胺、丙烯酰肼、2-甲基丙烯酰肼、丙烯酸、2-甲基丙烯酸、1-乙烯基咪唑、1-烯丙基咪唑、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、N-(4-乙烯基苯基)亚胺双乙酸、烯丙基磺酸或5-乙烯基水杨醛中的一种或两种以上，m选自0、1、2或3中的一种，X^-选自F^-、Cl^-、Br^-、I^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-或CH₃COO^-中的一种。

2.依照权利要求1所述的功能单体的制备方法，其特征在于是依据以下制备步骤实现的：

步骤一通式(III)功能单体的制备

称取通式(II)和5-氯甲基水杨醛溶解在溶剂中，分别制得所述通式(II)溶液和5-氯甲基水杨醛溶液，室温下，将5-氯甲基水杨醛溶液加入通式(II)溶液中，搅拌反应2～6小时后，升温至60～85℃继续搅拌反应2～6小时，将反应物料温度降至室温，过滤，重结晶，干燥，制得通式(III)所示结构的含有季铵盐单元和水杨醛单元的功能单体；反应式①表述了通式(III)功能单体的制备过程：

其中反应式①中的R选取H或甲基，R₁和R₂分别选取C₁～C₁₈烷基中的一种，Y选取O或NH，n选取2、3、4、5或6中的一种；

所述溶剂选自丙酮、丁酮、氯仿、1，2-二氯乙烷，四氯化碳、1，4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、甲苯、二甲苯、苯甲醚、氯苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯或甲基环己烷中的一种或两种以上；

所述通式(II)/5-氯甲基水杨醛/溶剂的用量质量比为1∶0.2～2.5∶2～20；

步骤二通式(VI)功能单体的制备

分别称取通式(III)所示结构的含有季铵盐单元和水杨醛单元的功能单体以及H₂NZNH₂溶解在无水乙醇中，冰醋酸作为催化剂和酸化剂，控温60～90℃，搅拌反应6～20小时后，降温至-5～15℃，过滤，干燥，制得通式(VI)所示结构的含有季铵盐单元、salophen配位基或Salen配位基的功能单体；反应式②表述了制备通式(VI)功能单体的过程：

其中反应式②中的R选取H或甲基，R₁和R₂分别选取C₁～C₁₈烷基中的一种，Y选取O或NH，n选取2、3、4、5或6中的一种，Z选取C₂～C₆烷基、苯环、萘环或吡啶环中的一种；

所述通式(III)和H₂NZNH₂的用量摩尔比为2.05～2.5∶1，无水乙醇的用量是通式(III)和H₂NZNH₂质量总和的2～5倍，冰醋酸的用量是H₂NZNH₂质量的0.1～10％；

步骤三通式(I)功能单体的制备

分别称取步骤二制得的通式(VI)所示结构的含有季铵盐单元、salophen配位基或Salen配位基的功能单体和碱试剂以及L溶解在溶剂中，室温下搅拌反应1～2小时，过滤去除不溶性固体物，所得滤液称为滤液(1)备用；称取MX_p溶解在溶剂中，过滤去除不溶性固体物，制得滤液称为滤液(2)，将所述滤液(2)加入所述滤液(1)中，控温20～80℃，搅拌下反应2～10小时后，蒸馏浓缩，将反应体系降温至-5～15℃，析出结晶，过滤，干燥，制得通式(I)所示结构的含有季铵盐和salophen配合物或Salen配合物结构单元的功能单体；反应式③表述了制备通式(I)功能单体的过程：

其中R选取H或甲基，R₁和R₂分别选取C₁～C₁₈烷基中的一种，n选取2、3、4、5或6中的一种，Y选取O或NH，Z选取C₂～C₆烷基、苯环、萘环或吡啶环中的一种；

所述MX_p中的M指的是过渡金属离子，MX_p中的X指的是F^-、Cl^-、Br^-、I^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-或CH₃COO^-中的一种，MX_p中的p指的是1、2、3或4中的一种；MX_p的摩尔用量是通式(VI)功能单体摩尔用量的0.8～1.2倍；

所述L选自水、甲醇、乙醇、丙酮、丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰胺、丙烯酰肼、2-甲基丙烯酰肼、丙烯酸、2-甲基丙烯酸、1-乙烯基咪唑、1-烯丙基咪唑、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、N-(4-乙烯基苯基)亚胺双乙酸、烯丙基磺酸或5-乙烯基水杨醛中的一种或两种以上，m选自0、1、2或3中的一种，所述L的用量是通式(VI)功能单体摩尔量1～2倍；

所述的碱试剂指的是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶、4-二甲氨基吡啶、三乙胺、三丁胺或碱石灰中的一种，所述碱石灰是由碳酸钠或碳酸钾与氧化钙(也称为生石灰)按照质量比1∶3复配制得，所述碱试剂的用量是通式(VI)功能单体质量的0.5～5倍；

所述的溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或丙酮中的一种或两种以上，所述的溶剂用量是通式(VI)功能单体质量的3～8倍。