[发明专利]单酚‑单胺型喹喔啉基苯并噁嗪及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种有机高分子材料，本发明也涉及一种有机高分子材料的制备方法。具体地说是一种新型单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪是一类新型热固性酚醛树脂，它除了继承传统酚醛树脂优良的耐热性和阻燃性外，还具有固化时无需添加催化剂，没有小分子释放，其体积近似零收缩，低介电常数和低吸湿性等诸多优点。此外，苯并噁嗪具有灵活的分子设计性，可得到性能各异的功能性高分子材料。这些优异的性能使得苯并噁嗪在先进复合材料基体树脂、电子封装、胶黏剂、阻燃材料、耐烧蚀材料、绝缘材料等领域有广泛的应用。苯并噁嗪单体是由酚类、胺类和甲醛经mannich反应缩合而成，酚类胺类的种类繁多决定了其具有非常灵活的分子设计性，目前大部分工作都是基于全酚和全胺型苯并噁嗪单体。然而，全酚型和全胺型单体只能由多元酚或者多元胺与单胺或单酚反应，在一定程度上制约了苯并噁嗪单体的可设计性，使得此类苯并噁嗪树脂的性能调控受到了一定的限制。

喹喔啉是一种杂环化合物，它由一个苯环与一个吡嗪环稠合而成，其2、3、6位可引入多种活性基团，具有非常灵活的分子设计性，可用于合成聚苯基喹喔啉、喹喔啉基聚酰亚胺、聚醚、聚酯等聚合物。此外，这种喹喔啉结构具有较高的键能、庞大的摩尔体积以及较弱的极性，赋予了以其制得的聚合物优良的耐热及热氧化稳定性、耐环境稳定性、低介电常数与介电损耗、在有机溶剂中良好的溶解性以及良好的力学加工性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优良的阻燃性能、耐湿热性能和力学性能的单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪。本发明的目的还在于提供一种单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪具有如下结构：

式中，R₁为H、CH₃、OCH₃、F、Cl或Br中的一种，R₂为C₂～C₁₂的烷基、芳基、烯丙基或呋喃亚甲基中的一种。

本发明的单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪的制备方法为：

(1)向容器中加入4-羟基苯偶酰、4-硝基邻苯二胺和冰乙酸，4-羟基苯偶酰和4-硝基邻苯二胺的摩尔比为1:1～1.2，混合物回流5～12h，然后冷却至室温，过滤，干燥，所得粗产物用冰乙酸重结晶1～3次，得到2-(4-羟苯基)-3-苯基-6-硝基喹喔啉和2-苯基-3-(4-羟苯基)-6-硝基喹喔啉混合物简写为M1；

(2)将质量比为1:0.03～0.05的M1与钯碳加入乙醇中，之后逐滴加入质量比浓度为80％水合肼，其中水合肼与M2的摩尔比为1.6～2:1，回流反应8～12h，过滤，滤液冷却室温，析出晶体，再经过滤、真空干燥，得到2-(4-羟苯基)-3-苯基-6-氨基喹喔啉和2-苯基-3-(4-羟苯基)-6-氨基喹喔啉混合物简写为M2；

(3)分别将M2、取代或非取代水杨醛类化合物和乙醇加入反应容器中，其中，M2与水杨醛类化合物的摩尔比为1:1，加热回流6～12h，反应结束后冷却至室温，加入硼氢化钠，M2与硼氢化钠的摩尔比为1:1.5～2，然后继续搅拌1h，加入二氯甲烷，用蒸馏水洗涤，最后分离出有机相，旋转蒸发除去二氯甲烷，得到2-(4-羟苯基)-3-苯基-6-(2-羟基-取代或非取代基苄胺基)喹喔啉和2-苯基-3-(4-羟苯基)-6-(2-羟基-取代或非取代基苄胺基)喹喔啉混合物简写为M3；

(4)向反应器中加入M3、伯胺、多聚甲醛和氯仿，M3、伯胺和多聚甲醛的摩尔比为1:1:3，回流反应12～48h后结束，冷却至室温，经碱洗、水洗后，分离出有机相，旋转蒸发除去溶剂，真空干燥，得到单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪混合物。

本发明的单酚-单胺型喹喔啉基苯并噁嗪的制备方法还可以包括：

1、所述的取代或非取代水杨醛为2-羟基苯甲醛、4-甲基-2-羟基苯甲醛、5-甲基-2-羟基苯甲醛、4-甲氧基-2-羟基苯甲醛、5-甲氧基-2-羟基苯甲醛、5-氟-2-羟基苯甲醛、4-氟-2-羟基苯甲醛、5-氯-2-羟基苯甲醛或5-溴-2-羟基苯甲醛中的一种。

2、所述的伯胺为C₂～C₁₂脂肪胺、芳香胺、烯丙基胺或糠胺中的一种。