[发明专利]一种聚喹啉二酮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啉二酮类化合物及其制备方法与应用，该制备方法包括如下步骤：在CO₂气氛下，CO₂、双官能团邻炔苯胺单体和双官能团芳基碘单体在有机溶剂中通过催化剂和碱的共同作用进行聚合反应；反应结束后，对产物进行提纯、干燥，制得聚喹啉二酮类化合物。本发明所述方法条件温和，聚合单体简单易得。本发明得到的聚喹啉二酮类化合物溶解性和成膜性好，具有较高热稳定性和折光指数，在光学透镜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，具体涉及一种聚喹啉二酮类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

二氧化碳(CO₂)作为一种丰富、廉价、无毒且可再生的天然资源，是一种很有潜力的反应原料，其化学利用一直是学术界和工业界的研究热点。除了将CO₂转化为化学品和燃料外，CO₂作为单体参与构建功能聚合物受到了高分子科学家的广泛关注。然而，目前报道的CO₂参与制备的多为链式聚合物。利用CO₂作为单体直接制备杂环聚合物具有很大的挑战。

自Shirakawa、MacDiarmid和Heeger发现掺杂的聚乙炔具有金属导电性后，利用炔类单体等三键单体来构建功能聚合物引起了广泛的研究兴趣。以三键单体制备的聚合物结构中通常含有不饱和键或芳香环，表现出优异的光电性能。基于三键单体的聚合反应为功能高分子的构筑提供了机遇。

基于化学性质活泼的三键单体与CO₂的聚合反应构筑杂环聚合物少有研究。2017年，成江课题组报道了在温和条件下大气压CO₂、邻炔苯胺单体和芳基碘单体的三组分反应(Org.Lett.,2017,19,4319-4322)。这是一种由CO₂和三键单体制备杂环聚合物的高效有机反应，引起了我们的关注。利用该反应开发简单、高效的基于CO₂和三键单体的新型聚合反应来构筑杂环聚合物具有很大的研究意义。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于大气压CO₂、邻炔苯胺单体和芳基碘单体的新型聚合反应来制备聚喹啉二酮类化合物的方法，该制备方法可以在温和环境下进行，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啉二酮类化合物，该聚喹啉二酮类化合物溶解性和成膜性好，具有高热稳定性、高折光指数和自组装性能。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种聚喹啉二酮类化合物的制备方法，包括以下步骤：

在CO₂气氛下，CO₂、双官能团邻炔苯胺单体和双官能团芳基碘单体在有机溶剂中通过催化剂和碱的共同作用进行聚合反应；反应结束后，对产物进行提纯、干燥，制得聚喹啉二酮类化合物；

所述的双官能团邻炔苯胺单体的结构通式如式(Ⅱ)所示：

所述的双官能团芳基碘单体的结构通式如式(Ⅲ)所示：

I-R₄-I (Ⅲ)；

制得的聚喹啉二酮类化合物的结构通式如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)～(Ⅲ)中，n为5～400的整数；R₁、R₂、R₃、R₄为有机基团。