[发明专利]一种多金属氧酸盐巨型表面活性剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多金属氧酸盐巨型表面活性剂，具有式I或式II所示结构：

其中，所述POM为多金属氧酸根离子，所述n为1～130；

所述多金属氧酸根离子的化学式为[α-XM₁₁O₃₉]^4-或[α-X₂M₁₇O₆₁]^6-，其中，所述X为P、Si、Fe或Co，所述M为V、Mo或W。

2.权利要求1所述多金属氧酸盐巨型表面活性剂的制备方法，当所述多金属氧酸盐巨型表面活性剂具有式I所示结构，包括以下步骤：

在CuBr、N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺和2-溴异丁酸乙酯存在条件下，苯乙烯发生原子转移自由基聚合反应，得到第一聚苯乙烯；

将所述第一聚苯乙烯、叠氮化钠与N,N-二甲基甲酰胺混合进行叠氮化反应，得到叠氮化聚苯乙烯；

将氯化亚锡、丙烯酸、乙醚、NaCl与浓H₂SO₄混合进行加成反应，得到Cl₃SnCH₂CH₂COOH；

将所述Cl₃SnCH₂CH₂COOH、多金属氧酸盐、四丁基溴化铵与乙腈混合进行取代反应，得到羧基化多金属氧酸盐化合物；

将所述羧基化多金属氧酸盐化合物、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉与乙腈混合进行第一酰基化反应；之后将所得体系与丙炔胺混合进行第一酰胺化反应，得到炔基化多金属氧酸盐化合物；

在N,N-二异丙基乙胺和CuBr存在条件下，将所述叠氮化聚苯乙烯与所述炔基化多金属氧酸盐化合物进行第一点击化学反应，得到具有式I所示结构的多金属氧酸盐巨型表面活性剂；

当所述多金属氧酸盐巨型表面活性剂具有式II所示结构，包括以下步骤：

将N-叔丁氧羰基乙二胺、顺丁烯二酸酐与二氯甲烷混合进行第二酰基化反应，得到中间产物体系；将所述中间产物体系、三乙胺、乙酸钠、乙酸酐与丙酮混合进行第二酰胺化反应，得到氨基被保护的马来酰亚胺；

将所述氨基被保护的马来酰亚胺、三氟乙酸与二氯甲烷混合进行脱保护反应，得到N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺；

将所述N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺与乙腈混合，采用三乙胺将所得混合物的pH值调节至碱性，得到N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺的乙腈碱性溶液；将羧基化多金属氧酸盐化合物、2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉与乙腈混合，进行第三酰基化反应；之后将所得体系与所述N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺的乙腈碱性溶液混合进行第三酰胺化反应，得到带有马来酰亚胺基团的多金属氧酸盐化合物；

在双硫酯衍生物存在条件下，苯乙烯发生可逆加成-断裂链转移聚合反应，得到羧基化聚苯乙烯；将所述羧基化聚苯乙烯、水合肼与四氢呋喃混合进行还原反应，得到第二聚苯乙烯；

将所述第二聚苯乙烯、带有马来酰亚胺基团的多金属氧酸盐化合物、乙腈、四氢呋喃与三乙胺混合进行第二点击化学反应，得到具有式II所示结构的多金属氧酸盐巨型表面活性剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原子转移自由基聚合反应的温度为90～120℃，时间为2～12h；所述叠氮化反应在室温条件下进行，叠氮化反应的时间为24～48h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加成反应的温度为20～40℃，时间为1～10h；所述取代反应的温度为20～50℃，时间为6～48h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一酰基化反应在体系回流条件下进行，第一酰基化反应的时间为10～20min；所述第一酰胺化反应在体系回流条件下进行，第一酰胺化反应的时间为6～48h；所述第一点击化学反应的温度为50～120℃，时间为6～48h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二酰基化反应的温度为20～40℃，时间为2～5h；所述第二酰胺化反应的温度为70～80℃，时间为3～5h。