[发明专利]一种吩噁嗪类化合物为光引发剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，具体是一种吩噁嗪类化合物为光引发剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法。

背景技术

原子转移自由基聚合(ATRP)(Wang JS, Matyjaszewski K. Controlled/"living" radical polymerization. Atom transfer radical polymerization in the presence of transition-metal complexes. J Am Chem Soc, 1995, 117, 5614-5615; Kato M, Kamigaito M, Sawamoto M, Higashimura T. Polymerization of methyl methacrylate with the carbon tetrachloride/dichlorotris-(triphenylphosphine) ruthenium(II)/methylaluminum bis (2, 6-di-tert-butylphenoxide) initiating system: possibility of living radical polymerization. Macromolecules, 1995, 28, 1721-1723.)提供了一种合成分子量可控，分子量分布窄的聚合物的方法。然而，在ATRP过程不可避免要用到的过渡金属催化剂导致得到的最终产物中会出现大量催化剂的残留。这不仅影响了ATRP在生物医药方面的应用，对环境资源而言都是不利的。到目前为止，已经有很多关于ATRP中催化剂分离技术的报道，但大多需要通过复杂的后处理反应并且大多是非均相反应。且冗长的后处理过程和不可避免地催化剂流失使得这些技术复杂化而不利于工业运用。

发明内容

由于吩噁嗪类化合物优良的光电特性以及强的给电子性，其应用于光敏染料得了良好的光电转化效率。N-苯基吩噁嗪(一种合成N-芳基-吩噁嗪类化合物的方法，专利号CN103819423A)、N-(4-腈基苯基)吩噁嗪(一种合成N-芳基-吩噁嗪类化合物的方法，专利号CN103819423A)、N-(3-噻吩基)吩噁嗪(一种合成N-芳基-吩噁嗪类化合物的方法，专利号CN103819423A)是三种吩噁嗪类化合物。

本发明的目的是提供一种以N-苯基吩噁嗪、N-(4-腈基苯基)吩噁嗪、N-(3-噻吩基)吩噁嗪化合物为光引发剂，在没有金属催化剂存在的前提下通过原子转移自由基聚合制备了分子量及分子量分布可控的聚合物。

具体实施方案：

实施例1：

称取10.00 g（100 mmol）甲基丙烯酸甲酯单体、0.2431g （1mmol）α-溴代苯乙酸乙酯、0.0003 g（0.001 mmol）N-(3-噻吩基)吩噁嗪加入到装有20 ml N,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射10小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚甲基丙烯酸甲酯。采用重量法测其转化率为36.8%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为M_n,GPC=6200 g/mol，聚合分散度PDI=1.25。

实施例2：

称取10.04 g （100 mmol）苯乙烯单体、0.2431g （1mmol）α-溴代苯乙酸乙酯、0.0003 g（0.001 mmol）N-(3-噻吩基)吩噁嗪加入到装有20 ml N,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射10小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚苯乙烯。采用重量法测其转化率为26.7%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为M_n,GPC=4800 g/mol，聚合分散度PDI=1.32。

实施例3：

称取7.108 g（100 mmol）丙烯酰胺单体、0.2431g（1mmol）α-溴代苯乙酸乙酯、0.0003 g（0.001 mmol）N-(3-噻吩基)吩噁嗪加入到装有20 ml N,N-二甲基甲酰胺的三口瓶中，超声分散，氮气置换，室温下光照射10小时。反应完成后，将反应混合溶液倒入甲醇中析出，得到聚合产物，即聚甲基丙烯酸甲酯。采用重量法测其转化率为31.8%，用凝胶渗透色谱分析其分子量为M_n,GPC=5800 g/mol，聚合分散度PDI=1.29。

实施例4：