[发明专利]一种均三嗪衍生物单体及聚芳醚荧光材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成、高分子合成、荧光材料、转光技术领域，尤其涉及一种均三嗪衍生物单体及聚芳醚荧光材料的制备方法。

背景技术

聚(三芳基-1,3,5-均三嗪)具有独特的均三嗪环及芳环平面共轭结构，使之展现出优异的综合性能，如热稳定性、光电性质、耐化学腐蚀、高强度，高模量等，因而在阻燃、光电、吸附材料等领域有广阔的应用前景。其中，体型聚(三芳基-1,3,5-均三嗪)因其独特的空间立体结构和共轭结构，可应用于吸附材料和光电材料等领域。体型聚(三芳基-1,3,5-均三嗪)的合成一般是通过含三芳基均三嗪结构的活性单体与其他活性单体通过加成、取代等反应实现。2,4,6-三(4-卤代苯基)-1,3,5-三嗪与多酚类或卤代单体反应是重要的聚合途径。

2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪作为重要的聚合单体，其合成方法在国内外文献中少有报道，以对氟苯甲腈为起始原料合成2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪的报道，目前只有一步法。该法是以氯化锌作催化剂，由对氟苯甲腈在270℃反应64h制得，产率为40％(Ricarda Berger，Jürg Hauser，et al.New symmetrically substituted 1,3,5-triazines as host compounds for channel-type inclusion formation.CrystEngComm，2014，14:768-770.)。该法虽然合成步骤简单，但反应温度高，反应时间长，能耗高，而且产率偏低，成本较高。

含三芳基-1,3,5-均三嗪结构的聚芳醚类化合物有很好的热稳定性，光电性质，耐化学腐蚀等优点，但对这方面的研究报道却极少，其应用主要受制于2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪单体的复杂制备过程及较低的产率。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种高收率、高纯度、低能耗、低成本合成2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪单体的方法，并提供了一种制备高收率、强荧光性、优异热稳定性聚芳醚类荧光材料的方法。

本发明的特点是单体合成收率高，纯度高，反应时间短，能耗低，节约成本。聚芳醚类荧光材料的制备特点是收率高，荧光强度高，热稳定性好，耐化学腐蚀等。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：以对氟苯甲腈为起始原料，与对氟苯甲脒类化合物经两步法合成2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪单体，均三嗪单体经一步法与一种或几种类双酚单体制备出聚芳醚类荧光材料。本发明涉及的2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪的分子结构式以及聚芳醚类荧光材料的通式分别为：

其中，A表示结构单元：中的一种或几种；

B表示结构单元：

一种均三嗪衍生物的制备方法，具体包括两个步骤：

(1)将对氟苯甲腈溶于硝基甲烷，加入三氧化硫复合物，制得环状中间体4,6-二(4-氟苯基)-2-氧代1,2,3,5-氧杂硫代二嗪；反应式如下：

(2)中间体和对氟苯甲脒类化合物按摩尔比为1：(1-3)溶于非质子极性溶剂，在有机碱催化下，于0-50℃搅拌0-3h，在温度为50-150℃加热0-3h，冷却至室温，加入溶剂，沉淀出产物并抽滤，洗涤，干燥，制得2,4,6-三(4-氟苯基)-1,3,5-三嗪，反应式如下：

本发明步骤(1)中，首先将对氟苯甲腈溶于硝基甲烷溶液中，加入三氧化硫复合物，反应生成4,6-二(4-氟苯基)-2-氧代1,2,3,5-氧杂硫代二嗪中间体。这是一个放热反应，高温容易导致原料发生磺化反应。因此，应控制反应在0-50℃；反应时间0-3h。然后，抽滤，洗涤，干燥，得中间体。洗涤滤液中可回收原料对氟苯甲腈和乙醚、醇类溶剂。

本发明步骤(2)中，将中间体与对氟苯甲脒类化合物溶于非质子极性溶剂，加入有机碱，使反应体系呈碱性环境，有利于中和反应中产生的酸性物质，利于反应正向进行。在0-50℃搅拌0-3h，然后在50-150℃回流0-3h，使反应更充分，提高产率。冷却到室温，抽滤，醇类洗涤即可，无需重结晶，液相检测纯度100％。