[发明专利]一种可引发ATRP聚合的环状碳酸酯单体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可引发ATRP聚合的环状碳酸酯单体，其特征是所述的环状碳酸酯单体的结构如式I所示，为甲基-2-溴-2-甲基丙酸(5-(5-甲基-2-羰基-1，3-二恶烷)基)酯，

所述的ATRP聚合是指原子转移自由基聚合。

2.权利要求1所述的环状碳酸酯单体的制备方法，其特征是包括如下步骤：

(1)采用三羟甲基乙烷和丙酮反应制备(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲醇；

(2)采用溴代异丁基酰溴与(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲醇反应制备(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲基-2溴-2-甲基丙酸酯；

(3)(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲基-2溴-2-甲基丙酸酯在浓盐酸中处理制备2,2-羟甲基溴代异丁酸丙酯；

(4)2,2-羟甲基溴代异丁酸丙酯与氯甲酸乙酯反应得到甲基-2-溴-2-甲基丙酸(5-(5-甲基-2-羰基-1，3-二恶烷)基)酯。

3.如权利要求2所述的环状碳酸酯单体的制备方法，其特征是所述步骤(1)方法是：取1份质量的三羟甲基乙烷和3～4倍质量的丙酮，置于圆底烧瓶中，加入0.180～0.025倍质量的对甲基苯磺酸作为催化剂；常温下搅拌反应20～24h；待反应结束后，向溶液中加入0.04倍质量的三乙胺；随后，旋蒸除去未参加反应的丙酮；最后，在70～80℃条件下，减压蒸馏得到(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲醇。

4.如权利要求2所述的环状碳酸酯单体的制备方法，其特征是所述步骤(2)方法是：取一份质量的(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲醇和0.45～0.6倍质量的三乙胺，溶于4～5倍质量的四氢呋喃(THF)中，置于圆底烧瓶中；取0.75倍质量的溴代异丁基酰溴溶于1.25～1.5倍质量的THF中，在冰水浴条件下，用恒压滴液漏斗将其逐滴滴入烧瓶中；随后，常温搅拌反应过夜；待反应结束后，用布氏漏斗抽滤除去沉淀； 通过旋蒸的方法除去溶剂；最后，减压蒸馏得到(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲基-2溴-2-甲基丙酸酯。

5.如权利要求2所述的环状碳酸酯单体的制备方法，其特征是所述步骤(3)方法是：取一份质量的(5-甲基-2,2-二甲基-1,3-二恶烷-5-基)甲基-2溴-2-甲基丙酸酯和2.5倍质量的浓盐酸，置于圆底烧瓶中；常温条件下搅拌6～8h，旋蒸除去水后，减压蒸馏得到2,2-羟甲基溴代异丁酸丙酯。

6.如权利要求2所述的环状碳酸酯单体的制备方法，其特征是所述步骤(4)方法是：取一份质量的2,2-羟甲基溴代异丁酸丙酯和等摩尔质量的氯甲酸乙酯，溶于5～7倍质量的THF中，置于圆底烧瓶中；冰水浴条件下，加入0.05倍质量的三乙胺，随后，在冰水浴条件下继续反应4～6h；反应结束后，用旋蒸的方法除去溶剂，然后用乙醚重结晶，得到(5-甲基-2-羰基-1,3-二恶烷-5-基)甲基-2溴-2-甲基丙酸酯。

7.如权利要求1所述的环状碳酸酯单体的应用，特征是环状碳酸酯单体进行开环聚合，制备聚碳酸酯ATRP大分子引发剂，用于引发烯类单体在聚碳酸酯骨架上的ATRP聚合，制备功能性聚碳酸酯。

8.如权利要求7所述的环状碳酸酯单体的应用，特征是环状碳酸酯单体开环聚合形成的聚碳酸酯ATRP大分子引发剂，用于引发阳离子烯类单体在聚碳酸酯骨架上的ATRP聚合，制备阳离子型聚碳酸酯，用于药物、基因递送以及抗菌领域。