[发明专利]一种聚喹唑啉类化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种聚喹唑啉类化合物及其制备方法与应用，该制备方法包括如下步骤：常压二氧化碳、双官能团异腈和双官能团邻碘苯胺单体在催化剂和碱的作用下进行多组分聚合反应，得到聚喹唑啉类化合物。本发明所述方法条件温和，聚合单体简单易得。本发明得到的聚喹唑啉类化合物具有较好的溶解性、可加工性和较高的热稳定性，在金属离子检测和自组装领域具有潜在的应用。

技术领域

本发明涉及高分子化学和材料学领域，具体涉及一种聚喹唑啉类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

二氧化碳(CO₂)是导致温室效应的主要气体之一。近几十年，CO₂浓度逐年攀升，引起了人们的迫切关注。除了政策上减少二氧化碳排放外，增加CO₂的利用和转化有重大研究意义。由于其产量丰富、经济无毒、不易燃、价格低廉和可再生等优点，CO₂作为一碳资源有着重要的研究价值和商业应用前景。但由于二氧化碳内在的热力学和动力学稳定性，CO₂直接参与的反应通常需要严苛的反应条件。就聚合反应而言，目前被广泛研究的是CO₂和环氧化物的聚合反应。因此发展在温和条件下CO₂参与的新型聚合反应，有很重要的意义。

异腈是现代有机化学中不可缺少的反应合成子，在含氮杂环化合物的合成中得到了广泛的应用。CO₂和异腈参与的反应可以同时引入羰基和亚胺结构，这为构筑新型杂环化合物提供了新的思路。然而，相关的研究工作在有机化学、高分子领域鲜有报道。

喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮类化合物是许多商业药物和重要生物化合物的核心结构。传统的喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮类化合物的合成通常基于毒性很高的反应物(例如，CO、光气、光气衍生物和叠氮化物等)，步骤繁琐，产率低。

因此，开发简单、高效、经济的基于CO₂和异腈单体的聚合反应来制备喹唑啉-2,4(1H,3H)-二酮类聚合物具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大气压CO₂、异腈和邻碘苯胺参与的多组分聚合反应来制备聚喹唑啉类化合物的方法，该制备方法可以在常压CO₂环境下进行，反应简单、容易操作。

本发明的另一目的在于提供通过上述方法制备得到的一种聚喹唑啉类化合物，该聚喹唑啉类化合物具有良好的溶解性、热稳定性和加工性能。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种聚喹唑啉类化合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)在常压CO₂气氛下，CO₂、双官能团异腈和双官能团邻碘苯胺单体在有机溶剂中通过催化剂和碱共同作用来进行聚合反应；

(2)反应结束后，将产物溶解在有机溶剂中，然后加入到甲醇、正己烷或乙醚中进行沉淀，收集沉淀物，干燥至恒重，得到聚喹唑啉类化合物；

所述的双官能团异腈单体的结构通式如式(Ⅱ)所示：

所述的双官能团邻碘苯胺单体的结构如式(Ⅲ)所示：

制得的聚喹唑啉类化合物的结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)～(Ⅲ)中，n为2～200的整数，R₁，R₂为相同或不同的有机基团。

作为优选，式(Ⅰ)～(Ⅲ)中，R₁选自以下化学结构式1～30中的任意一种；R₂选自以下结构式1～5或30～36中的任意一种；