[发明专利]一种聚硫脲类化合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚硫脲类化合物及其制备方法，属于有机合成技术领域。本发明在有机溶剂中将单质硫、丙二酸和多元胺类化合物进行加温搅拌反应，后经分离、沉降处理得到聚硫脲类化合物。本发明所用原料均可商业购买，成本低，方法简单，反应产率高，原子经济性高，并且可进行大规模制备。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种聚硫脲类化合物及其制备方法。

背景技术

近年来，聚硫脲作为一类新型的含硫功能高分子材料已经受到广泛的关注，由于聚硫脲具有优异的介电性能、高折光指数性能，硫脲基团还能和重金属离子产生配位作用而使其能够吸附重金属离子，另外聚硫脲共价键的重组和氢键作用可以实现自愈合。因此，聚硫脲在介电材料、高折光材料、金属配位材料和自愈合材料等方面有着很大的应用潜力。

单质硫是石油化工最大的副产物之一，具有稳定、低毒、廉价等特点，是合成聚硫脲理想的原料。另一方面，单质硫的年产量达八千万吨以上，导致大量的硫磺堆积。由于其易燃性和空气中的氧化反应，单质硫在储存过程中也会产生严重的安全和环境问题。因此，将经济、无毒、无臭的单质硫直接作为硫源转化为聚硫脲也是解决硫的利用的有效途径。

目前已报道的合成聚硫脲的方法主要是以二胺单体与硫脲、硫光气、二异硫氰酸酯等反应制得。这些方法中都有一些不足，例如硫脲通常需要微波辐射和昂贵的催化剂、硫光气是高毒性单体、硫代羰基二咪唑单体昂贵、二异硫氰酸酯需要复杂的合成和纯化。

因此，如何提供一种经济高效的制备方法，直接将单质硫转化为聚硫脲是本领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚硫脲类化合物及其制备方法，以解决制备聚硫脲化合物的原料制备复杂、制备成本高且部分原料毒性较大的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚硫脲类化合物，所述聚硫脲类化合物包含如下结构通式中的一种：

其中，n为2～2000之间的整数；

R¹、R²、R³独立的为烷基、烷氧基或芳基，R⁴、R⁵独立的为芳基。

进一步的，R¹、R²、R³中所述烷基独立的为1～12个碳原子的烷基。

进一步的，所述聚硫脲类化合物具体包含以下结构式中的一种：

其中，n为2～2000之间的整数。

本发明提供了一种聚硫脲类化合物的制备方法，包括以下步骤：

将单质硫、丙二酸和多元胺类化合物混合于有机溶剂中反应，即得到聚硫脲类化合物。

进一步的，所述单质硫、丙二酸和多元胺类化合物的摩尔比为1～8：1～4：1～2。

进一步的，所述多元胺类化合物与有机溶剂的摩尔体积比为0.05～2mol：1L；

所述有机溶剂包含二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、氯仿、正己烷、1,4-二氧六环、甲醇、乙醇、甲苯、异丙醇和四氢呋喃中的一种或几种。

进一步的，所述多元胺类化合物具体包含以下结构式中的一种：H₂N-R⁶-NH₂ H₂N-R⁷-NH₂

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