[发明专利]一种可见光促进的杂链高分子主链碳氢键胺基化的方法

说明书

一种可见光促进的杂链高分子主链碳氢键胺基化的方法，在无金属、添加剂存在条件下，在可见光的照射下，N‑氯‑N‑钠胺类化合物的存在下，相应的有机溶剂中，实现杂链高聚物主链杂原子碳氢键α‑碳氢键断裂、氮烯的插入反应，进而得到可控氨基官能团化产物；该方法直接利用廉价且丰富的杂链高分子作为原料，避免使用大量重金属盐及强氧化剂，为多种杂链高分子的官能团化提供了一种方便快捷的策略，在工业生产上非常具有吸引力，同时不需要任何金属就可以实现该反应，说明该反应在医药、水凝胶、超分子及锂离子电池、材料、航天等领域具有非常大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种可见光促进的杂链高分子主链碳氢键胺基化的方法，是一种可见光下聚醚、聚酯、聚酰胺主链中杂原子sp³杂化的α-碳氢键活化、氮烯插入制备含氮官能团化高分子产物的合成方法。

背景技术

杂链高分子是非常重要的一大类高分子化合物，在医药、材料、航天等各个领域都扮演重要的角色。例如，聚醚类化合物作为十分重要的高分子聚合物，在医药、水凝胶、超分子以及锂离子电池等领域都有广泛的运用。而对这些杂链高分子进行官能团化修饰是改变其性质、性能的重要手段。传统的杂链高分子官能团化主要有：1、现有官能团的转化；2、对聚合物前期的单体进行修饰官能团化后再聚合得到聚醚类化合物这两种方式。由于该类聚合物链段上碳氢键有很好的稳定性，因此目前还没有方法能够实现杂链高分子主链的碳氢键胺基化。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明目的在于提供一种可见光促进的杂链高分子主链碳氢键胺基化的方法，具体为不同聚合度的杂链高分子氨基官能团反应，即在无催化剂、添加剂存在条件下，在可见光的照射下，通过碳氢断裂/氮烯插入反应，生成一系列新的含有不同胺化基团的杂链高分子；具有反应简洁，条件温和，原子经济性高，反应时间短，操作简单等优点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可见光促进的杂链高分子主链碳氢键胺基化的方法，包括以下步骤：

在可见光的照射下，N-氯-N-钠胺类化合物的存在下，相应的有机溶剂中，实现杂链高聚物主链杂原子碳氢键α-碳氢键断裂、氮烯的插入反应，进而得到可控氨基官能团化产物，反应方程式如下：

一种可见光促进的杂链高分子主链碳氢键胺基化的方法，其反应步骤，具体如下：

(1)向干燥的反应管中依次加入杂链高聚物，N-氯-N-钠胺类化合物，有机溶剂，加料结束后，在惰性气体氛围下，搅拌溶解，混合均匀，将反应管置于特定功率和波长的光下照射并不断搅拌，或将反应管进行加热；

(2)待步骤(1)反应完全后，将反应管从光源处移走，加入乙醇逼出固体，过滤、洗涤，将残余的不饱和烯烃除去。

所述的杂链高聚物为聚四氢呋喃及其共聚物、聚乙二醇以及其共聚物、聚对苯二甲酸二酯以及与其共聚物、聚酰胺树脂以及其共聚物、聚氨基甲酸酯以及其共聚物。

所述的N-氯-N-钠胺类化合物包括N-氯-N-钠磺酰胺、N-氯-N-钠氨基甲酸酯；

所述的N-氯-N-钠磺酰胺的通式为其中R为氢、或其他官能团，包括氟、氯、溴、碘、羟基、羧基、氨基、伯氨基、仲氨基、亚胺基、硝基、氰基、烷基、酯基、硅基、酰基、丁基氧羰基，异丙基氧羰基，乙基氧羰基以及苯基。

所述的N-氯-N-钠氨基甲酸酯的通式为其中R为取代或非取代的烷基、取代或非取代的苯基，萘基、吡啶、噻吩、呋喃、吡咯、吲哚、咔唑；所述取代包括氟、氯、溴、碘、羟基、羧基、巯基、氨基、伯氨基、仲氨基、亚胺基、硝基、氰基、烷基、酯基、硅基、酰基、丁基氧羰基，异丙基氧羰基，乙基氧羰基以及苯基。

所述相应的有机溶剂为水、烃类溶剂、芳烃类溶剂、卤代烃类溶剂、硝基烃类溶剂、腈类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、胺类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂、亚砜类溶剂的一种或多种、酮类溶剂；