[发明专利]一种多孔有机聚合物整体材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于巯基－环氧点击化学反应的多孔有机聚合物整体材料的制备，具体是将多环氧单体2,2',2″,2″'‑[1,2‑联二亚甲基四(4,1‑亚苯基亚甲氧)]四环氧乙烷(tetraphenylolethane glycidyl ether,TPEGE)、有机多巯基交联剂、致孔剂以及催化剂混合并超声溶解，然后在一定的温度下发生巯基－环氧点击化学(thiol‑epoxy click reaction)后即可一步制备出多孔有机聚合物整体材料。所述的制备方法具有操作简便快速、通用性强等优点，可以根据不用的应用需求制备出一系列不同的有机聚合物整体材料。

技术领域

本发明涉及一种基于巯基－环氧点击化学反应的多孔有机聚合物整体材料的制备，具体是将多环氧有机单体、有机二巯基或者多巯基交联剂、致孔剂以及催化剂混合超声均匀后，利用巯基－环氧点击化学反应(thiol-epoxy click reaction)一步制备带有特定多孔结构的有机聚合物整体材料。

背景技术

多孔整体材料具有制备简便、可修饰性强及通透性好等特点，正受到越来越多的关注，目前已被广泛应用于色谱分离分析领域。按化学性质的不同，可将多孔整体材料分为三类，即有机整体材料、无机整体材料和有机－无机杂化整体材料。其中无机和有机－无机杂化整体材料具有机械性能好，对有机溶剂耐受强等特点，但也存在pH稳定性差等缺点，而且它们的制备过程都比较繁琐，需要消耗更多的时间及人力，因而也影响它们的制备重复性。相比之下，有机聚合物整体材料出现得最早，目前应用也更为广泛。它具有pH稳定性好，制备简单，内部孔道性质调节方便等优点。但也存在着机械性能较差，在有机溶剂中易溶胀等缺点。而且由于其内部孔道不均一，导致其在液相色谱应用中柱效,尤其是对小分子化合物的分离柱效远远低于填充柱和其他两种整体柱。因此迫切需要发展一种新方法用于制备稳定性更好，内部孔道更加均一的有机聚合物整体材料。

目前，自由基聚合(free radical polymerization)是有机聚合物整体材料制备中最常采用的聚合方式。虽然这种聚合方式反应速度较快，但由于其相分离过程比较快速且无序，往往会导致所制备的整体材料的微观结构不规则，内部孔道内会存在较多的微米级球形颗粒，从而导致整体材料的通透性较差，在色谱分离中存在显著的涡流扩散现象，从而严重影响了其分离效果。经过众多科研工作者多年的研究，目前已经发展出了诸如环氧开环聚合(ring-opening polymerization)，可控活性自由基聚合(controllable livingradical polymerization)等多种不同的方法用以代替传统的自由基聚合来制备有机聚合物整体材料。虽然这些方法可以在一定程度上克服传统自由基聚合的不足，但由于其自身大都也存在着反应速度较慢、实验条件苛刻、操作过程繁琐等问题，因此一直无法得到广泛应用。

点击化学反应，尤其是基于巯基的点击化学反应，因其具有反应选择性好、条件温和、产率高等特点，目前已经被广泛应用在新化合物合成，聚合物和水凝胶的制备以及材料表面修饰等方面。巯基－环氧点击化学反应作为一类典型的基于巯基的点击化学反应，因其反应效率高，操作简便等优点，目前已经在工业和生物医药领域得到了较为广泛的应用。然而令人惊奇的是，该反应在大分子聚合物合成方面的应用还比较少，而在多孔聚合物整体材料的制备方面的应用目前更是尚未见有相关的专利或文献报道。

为了进一步提高多孔有机聚合物整体材料的稳定性，并有效地改善其内部微观结构不均一的现象，本发明发展了一种基于巯基－环氧点击化学反应(thiol-epoxy clickreaction)来制备多孔有机聚合物整体材料的新方法。该方法所制备的有机聚合物整体材料不仅具有高度有序的三维骨架结构，而且机械强度高，通透性好。此外，该方法还具有以下特点：1、制备步骤更加简便；2、通用性强，可应用于多种有机多巯基交联剂，对于不同的有机交联剂反应条件比较接近；3、制备过程耗时短，一般6h以内即可完成制备；4、反应条件温和，易于控制，重现性好；5、所制备的多孔整体材料易于进行后续表面修饰，以满足更多不同的实际应用需求。

发明内容