[发明专利]一种多氟代环状膦酰胺二胺单体及其制备方法

说明书

本发明属于有机合成的技术领域，公开了种多氟代环状膦酰胺二胺单体及其制备方法。该制备方法合成步骤为:(1)在微波反应管中，依次加化合物1、化合物2、[RhCp*Cl₂]₂、Ag₂CO₃、NaHCO₃和DCE，反应混合物置于微波合成仪中，在100～140℃下反应15～60min，冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释后过滤并浓缩；(2)将步骤(1)得到的粗产品通过硅胶柱层析纯化，得到纯净的产物3。利用该方法可以得到含氟基团和含磷官能团的二胺单体，该二胺单体可以提高聚酰亚胺的溶解性、热稳定性以及阻燃性。

技术领域

本发明属于有机合成的技术领域，具体涉及一种多氟代环状膦酰胺二胺单体及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是分子链上带有酰亚胺重复单元的一类高分子材料，刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能，如优良的耐高温性能、耐环境稳定性、耐腐蚀性、以及良好的机械性能，这些特性使聚酰亚胺在航空航天，机械制造，微电子、液晶、新能源等领域有着非常广泛的应用。但是，聚酰亚胺最大的缺点是难熔难溶，不易成型加工且生产成本高，这就给工业生产带来了巨大困难，从而限制了聚酰亚胺的应用。

含氟聚酰亚胺可以弥补这一缺陷，氟原子或含氟基团的引入到聚酰亚胺不仅大大改善了其溶解性，而且聚酰亚胺具有更加优异的物理、化学、光电及气体分离等特性，使其在航空航天、液晶显示、电子工业及气体分离等领域具有独特优势和广阔开发前景，因此含氟聚酰亚胺已成为该领域的一个热点研究方向。

另一方面，聚酰亚胺主或侧链上含有氮，磷，硫等杂原子基团，可以使聚酰亚胺材料具有较高的热稳定性及阻燃性能。例如，把磷原子或含磷的基团引入到聚酰亚胺中，极限氧指数可大100，在300℃纯氧中也不燃烧。一般而言，聚酰亚胺自身的极限氧指数为41～52，已经能够满足大多数领域的阻燃要求。但是，在一些特殊的领域内，对于聚酰亚胺材料的热稳定性和阻燃性能要求依然非常高。

聚酰亚胺一般采用芳香二胺单体和芳香二酐单体，以物质的量为1:1的比例，在非质子强极性溶剂中反应生成高分子量的聚合物溶液，然后在高温的条件下出去溶剂和脱水环化而制得聚酰亚胺。因此，设计并合成结构不同的二胺单体，特别是分子内含有氟基团和含磷官能团，通过不同的组合方式可以获得功能各异的聚酰亚胺，对于发展改善聚酰亚胺的溶解性，提高热稳定性和阻燃性能具有重要意义。

发明内容

本发明提供种一种多氟代环状膦酰胺二胺单体及其制备方法，利用该方法可以得到含氟基团和含磷官能团的二胺单体，该二胺单体可以提高聚酰亚胺的溶解性、热稳定性以及阻燃性。

为解决上述技术问题，一种多氟代环状膦酰胺二胺单体，该结构式如下：

其中，取代基R¹可以为2-甲基、3-甲基、4-甲基、4-叔丁基、4-三氟甲基、4-氟、4-氯；取代基R²可以为4-氨基或3-氨基。

进一步地，合成路线如下：

其中，取代基R¹可以为2-甲基、3-甲基、4-甲基、4-叔丁基、4-三氟甲基、4-氟、4-氯；取代基R²可以为4-氨基或3-氨基；DCE为1,2-二氯乙烷；化合物1为N-五氟苯基-二芳基膦酰胺；化合物2为二(氨基)苯基乙炔。

更进一步地，合成步骤为:

(1)在微波反应管中，依次加化合物1、化合物2、[RhCp*Cl₂]₂、Ag₂CO₃、NaHCO₃和DCE，反应混合物置于微波合成仪中，在100～140℃下反应15～60min，冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释后过滤并浓缩；