[发明专利]一种立构规整聚甲基丙烯酰胺的合成方法

说明书

本发明提供的是一种立构规整聚甲基丙烯酰胺的合成方法。在以甲基丙烯酰胺为反应单体、正庚醇为反应溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂的自由基聚合反应中添加纤维素‑三(3,5‑二甲基苯基氨基甲酸酯)为手性添加剂，反应得到立构规整聚甲基丙烯酰胺。本发明具有合成路线清晰可行、工艺成熟、操作简单、需要控制的条件少而且易于实现，可用于大规模的批量生产的特点。

技术领域

本发明涉及的是一种聚甲基丙烯酰胺的合成方法。

背景技术

纤维素作为一种天然螺旋聚合物，在经过适当衍生化后，可获得结构规整和高效手性识别性能的衍生物。其本身所具有的规则螺旋构象是获得高效识别性能的关键因素。直至目前，纤维素苯基氨基甲酸酯类衍生物，已成为最受欢迎且识别效率最高的手性识别材料并已广泛应用于各类手性识别与拆分领域，且其规则的手性螺旋结构也广泛应用于光学活性聚合物的不对称合成中。

自由基聚合方法被广泛运用于各类聚合物材料的工业化生产当中，且聚合物的立构规整度对其材料性能具有举足轻重的影响，因而，对自由基聚合过程中聚合物立构规整度的控制极为重要。直至目前，运用离子聚合或配位聚合法实现对聚合物立构规整度控制的报道较多，但对于自由基聚合行为及其聚合物立构规整度的控制，通常很难实现，有关研究较少。此外，由于甲基丙烯酰胺单体中含有酸性酰胺质子，因而只能通过自由基聚合反应获得相应聚合物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够改善聚甲基丙烯酰胺的间同立构规整度的立构规整聚甲基丙烯酰胺的合成方法。

本发明的目的是这样实现的：在以甲基丙烯酰胺为反应单体、正庚醇为反应溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂的自由基聚合反应中添加纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)为手性添加剂，得到立构规整聚甲基丙烯酰胺。

本发明还可以包括：

1.所述的纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)是以微晶纤维素为基质原料、以3,5-二甲基苯基异氰酸酯为衍生化试剂，通过酯化法合成的螺旋聚合物纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)。

2.甲基丙烯酰胺与纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)的摩尔比为30/70至20/80。

3.甲基丙烯酰胺与纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)的摩尔比为20/80。

本发明首先以微晶纤维素为基质原料，以3,5-二甲基苯基异氰酸酯为衍生化试剂，通过传统酯化法合成螺旋聚合物纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(CDMPC)。在此基础上，将所合成的纤维素衍生物作为手性添加剂加入到甲基丙烯酰胺自由基聚合反应中，利用其规整的螺旋结构对甲基丙烯酰胺自由基聚合行为进行诱导，最终制备得到具有较高间同立构规整度的聚甲基丙烯酰胺。并应用核磁共振氢谱(¹H NMR)对所合成聚合物的立构规整度进行表征和分析。具有合成路线清晰可行、工艺成熟、操作简单、需要控制的条件少而且易于实现，可用于大规模的批量生产的特点。

本发明提出以具有规则螺旋结构的多糖衍生物作为手性添加剂，对甲基丙烯酰胺的自由基聚合行为进行诱导生成立构规整的聚合物，并进一步探究多糖衍生物对于聚甲基丙烯酰胺立构规整度的影响。应用核磁共振氢谱(¹H NMR)对所合成聚合物的立构规整度进行定量表征和分析，获得其立构规整度。

图3为所合成的纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)的核磁共振氢谱(¹HNMR)，从图中可以看到，所合成衍生物的结构规整，对¹H NMR谱图各共振峰的积分值进行分析，取代度达到98％，表明取代基本完全，产物结构符合预期目标。