[发明专利]一种含不对称非共平面结构的二胺单体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属芳香二胺单体及其制备技术领域，特别涉及一种含不对称非共平面结构的二胺单体及其制备方法。 

背景技术

聚酰亚胺材料以其优异的热稳定性能、机械性能、介电性能、耐化学药品性、耐腐蚀性等被广泛应用于航空航天、机械、电子、汽车等高科技领域。由于聚酰亚胺独特的刚性主链结构，使得大部分聚酰亚胺具有较高的加工温度、不溶不熔、加工性能差等缺点，从而进一步限制它们在相关领域的广泛应用。为了满足现代高科技领域的发展需求，克服聚酰亚胺材料上述缺点，制备出溶解性能好、综合性能优异的聚酰亚胺材料越来越引起科研工作者的兴趣。 

目前有关可溶性聚酰亚胺的研究很多，其中最为有效的手段之一是在二胺中引入含氟取代基。例如杨士勇等人报道了一种含氟化芳香族侧基的二胺衍生物及其制备方法（CN1970527）；汪称意等人合成了一种含双三氟甲基取代不对称芳香二胺单体及其制备方法（CN102796015）;李彦锋等人研究了一种含氟不对称方向性醚二胺及其制备和应用（CN1821215）。上述含氟单体都可用于可溶性聚酰亚胺的合成，但这些含氟二胺单体的原料昂贵、合成路线比较复杂及提纯较为困难等因素，进一步限制了其应用。 

近年来，科研工作者通过分子设计将非共平面结构引入到聚酰亚胺结构中制备可溶性聚酰亚胺。由于该类聚合物分子主链中含有大的取代芳香侧基，所得聚酰亚胺材料在室温下不仅可以完全溶解在高沸点极性溶剂中，如DMF、DMAc、NMP、m-Cresol等，甚至还能溶解在低沸点溶剂中，如CDCl₃、THF及丙酮等。同时这类材料还具有较好的热性能、光学性能和介电性能等。在热性能方面，与商品化的聚酰亚胺相比，虽然在一定程度上降低了聚酰亚胺的热稳定性，但是在微电子、光电子等应用领域中足以满足其使用要求。 

发明内容

本发明的目的是提供一种含不对称非共平面结构的二胺单体及其制备方法。 

本发明的反应方程式为： 

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本发明的含不对称非共平面结构的二胺单体的结构式通式为： 

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其中R为下列7种烷基结构式中的一种： 

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Ar为下列9种芳香结构式中的一种： 

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上述含不对称非共平面结构的二胺单体的制备方法为： 

(1)将20~40物质的量份的芳香取代甲醛和10~20物质的量份的盐酸均匀混合，制得混合液。

(2)在氮气保护下，将100物质的量份的2-烷基取代苯胺升温至110~120℃，然后在1~1.5小时内滴加入步骤(1)制得的全部混合液，滴加完毕后持续搅拌30分钟，再升温至150~160℃回流10~12小时，然后冷却至60℃，逐步滴加入碱溶液中和至中性，继续冷却至室温后，先加入有机溶剂萃取，再用蒸馏水洗涤3~4次，然后用无水硫酸钠干燥过夜，过滤，旋蒸除去溶剂，得到的粗产物进一步用硅胶柱层析分离法提纯，最后得到含不对称非共平面结构的二胺单体。 

所述2-烷基取代苯胺为2-甲基苯胺、2-乙基苯胺、2-丙基苯胺、2-异丙基苯胺、2-丁基苯胺、2-异丁基苯胺和2-叔丁基苯胺中的一种。 

所述芳香取代甲醛为4-乙基苯甲醛、4-丙基苯甲醛、4-异丙基苯甲醛、4-丁基苯甲醛、4-异丁基苯甲醛、4-叔丁基苯甲醛、1-萘甲醛、2-萘甲醛和9-蒽甲醛中的一种。 

所述盐酸为12 N的浓盐酸。 

所述碱溶液是质量百分比浓度为10%的氢氧化钠水溶液。 

所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯和石油醚中的一种。 

本发明的优点为： 

(1)本发明制备的含不对称非共平面结构的二胺单体纯度高，常温下稳定。

(2)本发明的制备方法操作简单，成本低廉，同时对反应设备无特殊要求，适用于工业化生产。 

(3)制备聚酰亚胺时，由于刚性不对称非共平面结构的引入，该类材料在维持优越热稳定性和机械性能的同时，还大大改善聚酰亚胺材料的溶解性能、光学性能、介电性能及低的吸湿率等。 

附图说明

图1为本发明的含不对称非共平面结构的二胺单体的结构式通式。 

图2为本发明实施例1制备的3,3ˊ-二叔丁基-4,4ˊ-二氨基苯基-4〞-叔丁基甲苯的结构式。 

图3为本发明实施例2制备的3,3ˊ-二叔丁基-4,4ˊ-二氨基苯基-1-萘甲烷的结构式。