[发明专利]一种聚异氰的合成方法和应用

说明书

在本发明中，我们通过钯催化的溴代芳烃、异腈和炔烃的三组分聚合反应合成具有聚集诱导发光性质的聚异氰。该合成方法具有反应条件温和、效率高、原料简单易得、单体范围广等优点。合成的聚合物均具有良好的溶解性、优异的热稳定性和高的折射率。具有聚集诱导发光性质的聚异氰，通过紫外光照射可以光刻产生具有良好分辨率的荧光图案，并且它们还可以作为灵敏的荧光化学传感器用于氯化氢气体的检测。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，更具体地说，涉及一种聚异氰的合成方法和应用。

背景技术

新型聚合方法的开发在高分子领域不断地发挥着重要的作用。高效和具有选择性的聚合反应可以使化学家合成结构规整的功能性高分子材料，这不仅可以解决化学方面的广泛科学问题，还可以解决其他领域的相关问题。在过去的几十年中，单组分或两组分聚合反应广泛用于聚合物的合成。然而，由于所生成产物的结构缺乏多样性，大多数聚合反应不适合用于构建具有复杂官能团的聚合物主链结构。近年来，多组分反应(multicomponentreactions)已被应用于高分子的合成领域，并且有望用于合成结构明确且含有复杂官能团结构的聚合物。一些比较有名的多组分反应，例如，Passerini反应、Mannich反应、Ugi反应、Hantzsch反应和Biginelli反应，已被应用于合成各种具有独特性质的新型高分子材料。然而这些方法仍然存在单体的合成路线繁琐、所得聚合物的溶解性差等缺点，因此发展合适的多组分聚合反应用于制备结构明确和分子量高的功能性高分子材料，仍然是具有重要挑战意义的课题。

基于炔烃的多组分聚合反应最近引起了广泛的关注。由于炔烃具有丰富的化学性质，由炔烃单体出发可以合成结构多样化且含有杂环官能团的聚合物，例如，由炔烃、磺酰叠氮和胺(或醇)的多组分聚合反应合成poly(N-sulfonylamidines)或poly(N-sulfonylimidates)；由炔烃、醛和胺的多组分聚合反应制备poly(dipropargylamine)；由炔烃、酰氯和巯基乙酸盐(或肼)的多组分串联聚合反应合成具有共轭结构的聚噻吩或聚吡唑聚合物。含亚胺结构的聚合物(聚异氰)因其在信息储存、化学传感、催化剂等领域具有潜在应用价值而备受关注。然而，目前它们的制备方法仅限于单组分聚合反应。因此，多组分聚合反应将为合成具有亚胺结构的功能性高分子材料提供一种高效的合成方法。

发明内容

在本发明中，提供一种新型的三组分聚合反应用于合成具有聚集诱导发光(AIE)特性的聚合物。该聚合反应是由醋酸钯催化的溴代芳烃、异腈和炔烃的偶联反应，反应在氮气保护下，以四氢呋喃作溶剂，在100℃下进行，可以以较高产率(高达93％)生成具有高分子量(高达38200)的聚异氰高分子。参与聚合的三类单体均简单易得，且稳定存在。生成的聚合物在绝大多数的有机溶剂中具有良好的溶解性，并且具有显著的热稳定性，TGA温度(5％的重量损失)可高达300℃。聚异氰薄膜在400-893nm的波长范围内表现出较高的折射率(1.5922-1.8453)。由于部分聚异氰聚合物具有聚集诱导发光的性质，因此它们可以在紫外光辐射下形成具有良好分辨率的荧光图案，并且还可以作为荧光化学传感器用于氯化氢气体的检测。

附图说明

图1为模型化合物4的高分辨质谱；

图2为红外图谱：(A)1a；(B)2a；(C)3a；(D)4和(E)P1a/2a/3a；

图3为氢谱：(A)1a；(B)2a；(C)3a；(D)4和(E)P1a/2a/3a；

图4为碳谱：(A)1a；(B)2a；(C)3a；(D)4和(E)P1a/2a/3a；

图5为聚合物P1/2/3的热重曲线；

图6为聚合物P1/2/3的差示扫描量热曲线；

图7为聚合物P1/2/3在四氢呋喃溶液中的吸收光谱，浓度为10μM；