[发明专利]一种含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机化学技术领域，尤其涉及一种含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体及其制备方法和应用。使用本发明提供的含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体制备的聚酰亚胺可溶于多种非质子极性有机溶剂中，可显著提高聚酰亚胺的可溶性，且具有较低的介电常数，有望用作电子封装材料。

技术领域

本发明涉及有机化学技术领域，尤其涉及一种含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体及其制备方法和应用。

背景技术

芳香族聚酰亚胺(PIs)由于具有优异的热稳定性和氧化稳定性，且机械强度高，尺寸稳定性好，已应用于许多高科技领域，如航空航天、气体分离、存储器件和微电子工业等领域。然而芳香族聚酰亚胺具有较强的刚性结构，分子间相互作用强，且易于形成电荷转移络合物，从而导致其溶液加工性差，且呈现深褐色，限制了芳香族聚酰亚胺向更多领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体及其制备方法和应用，本发明提供的含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体制备得到的聚酰亚胺在有机溶剂中具有良好的溶解性，同时由其制备的聚酰亚胺还具有较低的介电常数，有望用作新一代电子封装材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体，具有式Ⅰ所示结构：

其中，X为-H、-CH₃、CF₃、-F、-Cl或-Br。

本发明还提供了上述技术方案所述含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体的制备方法，包括如下步骤：

在保护气氛下，将9,9-双(4-羟苯基)芴、吡啶源、碱和第一有机溶剂混合，进行取代反应，得到含芴基和吡啶杂环结构的二硝基化合物；所述吡啶源为2-氯-5-硝基吡啶、2-氯-3-甲基-5-硝基吡啶、2-氯-3-三氟甲基-5-硝基吡啶、2-氯-3-氟-5-硝基吡啶、2,3-二氯-5-硝基吡啶或2-氯-3-溴-5-硝基吡啶；

将所述含芴基和吡啶杂环结构的二硝基化合物、加氢催化剂、第二有机溶剂和还原剂混合，进行催化加氢反应，得到所述含芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体。

优选的，所述取代反应的温度为80～120℃，时间为8～12h。

优选的，所述碱包括碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的至少一种；

所述9,9-双(4-羟苯基)芴和碱的摩尔比为1:1.2～3.0。

优选的，所述9,9-双(4-羟苯基)芴和吡啶源的摩尔比为1:2～2.2。

优选的，所述加氢催化剂为钯碳、铂碳、铑炭和活性镍中的至少一种；

所述加氢催化剂的质量为所述含芴基和吡啶杂环结构的二硝基化合物的质量的10～15％。

优选的，所述催化加氢反应的温度为40～100℃，时间为8～12h。

优选的，所述还原剂为水合肼；

所述水合肼以水合肼水溶液的形式加入；所述水合肼水溶液的质量浓度为80～99％；

所述含芴基和吡啶杂环结构的二硝基化合物与水合肼水溶液中的水合肼的摩尔比为1:4～12。

优选的，所述第一有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种；

所述第二有机溶剂为四氢吠喃、乙醇、甲醇、异丙醇、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环、乙酸乙酯、苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。