[发明专利]一种非共平面苯并咪唑二胺及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种非共平面苯并咪唑二胺及其制备方法和应用。本发明提供了一种非共平面苯并咪唑二胺，具有式Ⅰ所示结构。本发明提供的是一种苯并咪唑和苯环上都带有侧基的新型苯并咪唑二胺，双侧基的引入促使苯并咪唑环和苯环扭转，形成非共平面结构；此外，采用本发明提供的非共平面苯并咪唑二胺作为单体制备得到的透明聚酰亚胺薄膜，在具有较低的热膨胀系数的基础上，具有优异的耐热性能。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种非共平面苯并咪唑二胺及其制备方法和应用。

背景技术

二胺类化合物是一种重要的化工原料或中间体，可以作为单体和二酐反应合成性能优异的聚酰亚胺、聚酰胺或聚脲。通过在二胺类化合物中的N原子引入侧链基团，侧链基团的空间位阻和电子效应可以有效地减少聚合物分子间的电荷作用，使得到的薄膜无色透明。但是由于分子链的柔性过高，刚性降低，导致分子链不牢固，热膨胀系数过高。

热膨胀系数是透明聚酰亚胺(CPI)薄膜的重要性质，是衡量CPI薄膜热稳定性好坏的一个重要指标。在现有技术中，通过将刚性的酰胺键引入CPI的分子结构可以明显降低CPI薄膜的热膨胀系数；同时酰胺键通过在聚合物链中形成强的分子内或分子间氢键使得CPI薄膜具有较高的玻璃转化温度。例如文献“Hasegawa M,Watanabe Y,Tsukuda S,etal.Solution-processable colorless polyimides with ultralow coefficients ofthermal expansion for optoelectronic applications[J].Polymer International,2016,65(9):1063～1073”中公开了引入酰胺键后能够明显降低聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数，但是所得到的薄膜依然存在耐热性能较差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非共平面苯并咪唑二胺及其制备方法和应用，本发明提供的非共平面苯并咪唑二胺能够在降低薄膜热膨胀系数的基础上提高耐热性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种非共平面苯并咪唑二胺，具有式Ⅰ所示结构：

所述X为-CH₃、-CF₃、-C₂H₅、

所述Y为-CH₃、-CF₃、-F、-Cl、-Br、

优选的，所述非共平面苯并咪唑二胺具有式Ⅱ或式Ⅲ所示结构：

本发明还提供了上述技术方案所述非共平面苯并咪唑二胺的制备方法，包括以下步骤：

将具有式Ⅳ所示结构的化合物、对硝基苯甲酰氯、缚酸剂和第一极性有机溶剂第一混合，进行缩合酰化反应，得到具有式Ⅴ所示结构的化合物；

式Ⅳ和式Ⅴ中的X和Y的种类和式Ⅰ中的相同；

将所述具有式Ⅴ所示结构的化合物、加氢催化剂、还原剂和第二极性溶剂第二混合，进行还原反应，得到所述具有式Ⅰ所示结构的化合物。

优选的，所述第一极性溶剂包括二氯乙烷、二氯甲烷、苯、甲苯、氯仿、四氯化碳和四氢吠喃中的一种或几种；

所述缚酸剂包括三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钾中的一种或几种。

优选的，所述具有式Ⅳ所示结构的化合物、对硝基苯甲酰氯和缚酸剂的摩尔比为1：(2～6)：(1.5～6)；

所述具有式Ⅳ所示结构的化合物和第一极性有机溶剂的用量比为1g：10～50mL。