[发明专利]一种二官能度腈氧化物、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种二官能度腈氧化物、制备方法及其应用，该二官能度腈氧化物的命名为1,4‑双(3,5‑二甲基‑4‑腈氧基苯氧基)二甲苯，其化学结构式如式Ⅰ所示：式Ⅰ。本发明通过在芳香族腈氧基团的邻位引入小位阻基团，提升了二官能度腈氧化物的稳定性同时保证了高反应活性。

技术领域

本发明属于有机化合物合成技术领域，涉及腈氧化物的制备，具体涉及一种二官能度腈氧化物、制备方法及其应用。

背景技术

腈氧化物是一类腈氧基团(-CNO)直接与分子上的碳原子相连的有机化合物。由于-CNO作为一种广义的1,3-偶极体可以与含有不饱和双键(烯烃基)或三键(炔烃基、氰基)的亲偶极体化合物发生环加成反应，且该反应无需金属催化、没有副产物生成，因此腈氧化物在生物化学、药物化学和聚合物科学领域得到了广泛应用。分子结构中含有两个-CNO基团的二官能度腈氧化物是一类常见的含烯烃基聚合物交联剂，其参与固化反应具有反应条件温和、宽环境适应性、无副产物生成，绿色无重金属污染等优点。

但是，大多数低级脂肪族和芳香族二官能度腈氧化物在室温下是不稳定的，容易发生二聚或异构化，为克服腈氧化物稳定性差带来的应用困扰，现有技术中主要有两种解决方法：

第一种方法是反应体系中即时生成高活性腈氧化物，原位参与反应，但是腈氧化物生成过程中会产生副产物，影响合成样品的性能。例如《对苯二腈氧化物的合成及其室温固化性能》精细化工，2017(9):1063-1069中报道了使用对苯二氯代醛肟作为前驱体，即时合成对苯二腈氧化物，原位参与聚丁二烯的交联固化反应。

第二种方法是通过在二官能度腈氧化物的-CNO基团附近引入大位阻基团提升化合物的稳定性，例如《New synthetic route to OH-functionalized nitrileN-oxide andpolyfunctional nitrile N-oxides forclick crosslinking and decrosslinking ofnaturalrubber》Polym.Chem.,2018(9):4382-4385中报道了一种稳定的二官能度腈氧化物。

上述现有技术中存在的主要缺陷为：第一种方法在腈氧化物生成的同时会产生铵盐残留于固化样品中，影响固化弹性体性能。第二种方法由于位阻效应，导致-CNO基与含亲偶极体化合物的反应活性降低，使反应温度升高，因此其在室温无法与天然橡胶中的双键发生反应，需要加热至90℃进行。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种二官能度腈氧化物、制备方法及其应用，解决现有技术中二官能度腈氧化物难以兼顾稳定性和高反应活性的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种二官能度腈氧化物，该二官能度腈氧化物的命名为1,4-双(3,5-二甲基-4-腈氧基苯氧基)二甲苯，其化学结构式如式Ⅰ所示：

本发明还具有如下技术特征：

本发明还保护如上所述的二官能度腈氧化物的制备方法，该方法先以α,α′-二溴对二甲苯和2,6-二甲基-4-羟基苯甲醛为反应原料，制得二官能度芳基甲醛；再以二官能度芳基甲醛、盐酸羟胺和乙酸钠为反应原料，制得二官能度芳基甲醛肟；最后以二官能度芳基甲醛肟为反应原料，制得二官能度腈氧化物。

该方法具体如下步骤：

步骤一，醚化反应：