[发明专利]一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用，所述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体如式Meng‑guanHF所示。本发明首次使用此类双生物基结构单元组件环氧树脂单体，该树脂单体的合成步骤简单，反应产率高，且原料来源广泛，绿色化程度高，产品生物安全性高。另外，本发明通过双生物基环氧树脂单体聚合得到的生物基环氧树脂结构新颖，且耐热性优异，相比较现有的石油基环氧树脂具有更大的优势。

技术领域

本发明属于涉及一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体及其制备方法和应用。

背景技术

热固性树脂是一种聚合后可以形成高度交联网络状聚合物的树脂，因其优异的力学性能、热学性能及耐腐蚀性能等在涂料、胶粘剂和电子电器行业、多组分复合材料以及工程技术研究领域中应用较广。2016年全年环氧树脂的市场销售总额约为98亿美元，占热固性树脂大市场总额约70％。如此就出现了一些劣势，大多数热固性树脂的原材料取自石油，如双酚A，双酚A环氧树脂(DGEBA)约占90％，但是对石油的过度开采直观上加剧对资源的过度开采和环境的破坏。此外，由于双酚A类树脂对人体生殖等健康的消极影响，已被美国联邦药物管理局明令禁止用作婴儿配方奶粉的包装材料，因此，广泛地开发高性能、生物安全性高的热固性树脂以代替石油资源的过度使用是保持可持续发展的关键。

双酚A树脂主要来源于石油和煤资源，在石油和煤资源不断减少的前提下，迫切需要开发利用绿色可再生的生物质原料，以减少环氧树脂生产对石油和煤资源的依赖性，但是，迄今对其开发利用程度还是偏低，对相应的生物质热固性树脂的研究很少，发展缓慢，迫切需要人们对该类生物基树脂的开发与应用投入更多的研究。

目前研究的生物基环氧树脂单体的主要生物来源还是基于苯环芳香体系的较多，如腰果酚、白藜芦醇、香兰素和木质素等结构。除此之外，也有一些基于链状或非芳香性环状生物质结构如山梨醇和异山梨醇等为骨架结构的环氧单体。由此可见，现阶段基于生物基来源的环氧树脂材料单体正在逐步得到了发展，但是基于双生物基和厚朴酚和糖基呋喃同时构建新型的单体结构研究基本没有报道。为此本专利旨在构建相应新型单体，并初步以此为原料，构建一种耐热性双生物基环氧树脂材料模型。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体。

本发明还要解决的技术问题是提供上述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂。

本发明还要解决的技术问题是提供上述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂的制备方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一种和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng-guanHF；

为了解决上述第二个技术问题，本发明公开了上述和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng-guanHF的制备方法，反应路径如图1所示，包括如下步骤：

S1：醚化反应：碱性溶液中，5-氯甲基糠醛与和厚朴酚在催化剂作用下，在空气氛围下搅拌反应制得化合物c；

S2：还原反应：质子性溶剂中，化合物c与硼氢化钠反应制得化合物d；

S3：环氧化反应：于惰性环境下，化合物d与环氧氯丙烷、碱性溶液和相转移催化剂反应，制得和厚朴酚/糖基呋喃双生物基环氧树脂单体Meng-guanHF；

步骤S1中，所述碱性溶液为碱与有机溶剂按照质量比为1:(2～20)组成的混合溶液；其中，所述碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、碳酸钾和碳酸钠中的任意一种或几种组合；所述有机溶剂包括但不限于二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、四氢呋喃和二氧六环中的任意一种或几种组合。