[发明专利]一种基于二烯丙基丙二酰脲的聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于二烯丙基丙二酰脲的聚合物及其制备方法。以二烯丙基丙二酰脲为主单体，以丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、N,N’‑二甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等常见乙烯基单体为共聚单体，在水或四氢呋喃、二甲基亚砜、N,N’‑二甲基甲酰胺、甲苯等常见有机溶剂中，30～100℃温度下，在引发剂的存在下，通过自由基共聚反应，聚合1～48小时后，经乙醚或石油醚或丙酮沉析、过滤、水洗、干燥制得不同组成和结构的基于二烯丙基丙二酰脲的共聚物，结构式如下。在功能高分子材料和超分子化学领域具有较大的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于二烯丙基丙二酰脲的聚合物及其制备方法。该类聚合物含有独特的丙二酰脲基团(－CONHCONHCO－)，不仅能够与羟基、羧基、氨基及酰胺基形成氢键作用，还能与银、铜和汞等金属离子配位络合，在功能材料的开发改性和金属离子的识别分离以及超分子化学等方面具有较大的应用潜力，属于功能高分子材料技术领域。

背景技术

传统的分子化学是研究基于原子间的共价键而形成的化学物质，而超分子化学是研究基于由两个或两个以上分子通过分子间的弱相互作用而形成复杂有序且具有特定功能分子聚集体的化学。超分子化学使化学由注重研究共价键和由此形成的多原子集聚体拓展到研究非共价弱相互作用(包括氢键、金属诱导配位、范德华力、π-π作用、疏水作用和静电相互作用等)的复杂功能体系。是化学研究领域的重要扩展，在分子识别、催化、分离吸附、自组装和自修复以及光电材料等领域里具有巨大的潜在应用[D.B.Amabilino,D.K.Smith,J.W.Steed,Supramolecular materials,Chem.Soc.Rev.,2017,46,2404-2420；X.Hu,M.Vatankhah-Varnoosfaderani,J.Zhou,Q.Li,S.S.Sheiko,Weak hydrogen bondingenables hard,strong,tough,and elastic hydrogels,Adv.Mater.2015,27,6899-6905；E.Mattia,S.Otto,Supramolecular systems chemistry,Nat.Nanotechnol.,2015,10,111-119]。

超分子化学发展面临的关键挑战是含有能形成非共价弱相互作用基团的物质的设计与合成。丙二酰脲基团(－CONHCONHCO－)在氢键的形成中既可以作为给体又可以作为受体。此外，丙二酰脲基团还能与银、铜和汞等多种金属离子配位络合，近年来在超分子化学的研究中受到了极大的关注和广泛的研究应用[B.J.Holliday,C.A.Mirkin,Strategiesfor the construction of supramolecular compounds through coordinationchemistry,Angew.Chem.Int.Ed.2001,40,2022-2043；K.T.Mahmudov,M.N.Kopylovich,A.M.Maharramov,M.M.Kurbanov,A.V.Gurbanov,A.J.L.Pombeiro,Barbituric acids as auseful tool for the construction of coordination and supramolecularcompounds,Coord.Chem.Rev.2014,265,1-37]。因此含有丙二酰脲基团的化合物具有重要的应用价值。尽管如此，合成制备含有丙二酰脲基团的化合物，特别是将丙二酰脲基团引入到聚合物链段中合成含有丙二酰脲基团的功能聚合物，面临复杂的制备过程、苛刻的反应条件以及昂贵的特种药品等问题，严重制约了相关研究和应用的发展。因此，研究开发成本低廉、制备简易的含有丙二酰脲基团的功能聚合物具有非常重要的科学意义和广阔的应用前景。本发明拟以二烯丙基丙二酰脲为主聚合单体，利用自由基聚合，通过二烯丙基丙二酰脲自聚或与其他单体共聚，制备主链含有丙二酰脲基团的功能聚合物，为功能高分子材料、超分子化学等领域的相关研究应用提供新型的功能材料。

发明内容