[发明专利]一种基于丁香酚的UV光学树脂单体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于丁香酚的UV光学树脂单体及其制备方法和应用，将丁香酚与含巯基的醇或含巯基的酚在紫外灯和催化剂共同作用下，发生点击化学反应，得到丁香酚‑巯基醇化合物或丁香酚‑巯基酚化合物；丁香酚‑巯基醇化合物或丁香酚‑巯基酚化合物与甲基丙烯酰氯发生取代反应，得到基于丁香酚的UV光学树脂单体。由该基于丁香酚的UV光学树脂单体制备的聚合物在强度、模量、抗蠕变等方面具有优良的力学性能，最重要的是在光学树脂应用中其具有较高的折光率和透过率。

技术领域

发明涉及高折光率光学树脂用聚合物单体，具体涉及一种基于丁香酚的UV光学树脂单体及其制备方法和应用。

背景技术

近百年来由于石油化工行业的蓬勃发展，使得石油产品的应用日益广泛。由石油产生的各种产品及其衍生物给人们的生活和生产带来了极大的便捷，带动了社会的发展和人类文明的进步，但是与此同时带来的各种环境问题同样不容忽视。与此同时，石油资源是一种不可持续、不可再生的资源，伴随着其储量的日益枯竭，必然会造成来源于石油的高分子材料成本的不断提高。最近，在保护环境、降低生产成本与节约石油资源的压力下，环境友好、以可持续资源为原料的生物基高分子材料的研究和开发利用越来越受到人们的重视。

生物基高分子材料以可持续资源为其主要生产原料,使得制造高分子行业减少了对石油化工原料的消耗,同时也减少了高分子材料在生产过程中对环境的污染,因此生物基高分子材料具有保护环境和节约石油资源的双重功效,是当前高分子材料的一个重要发展方向。丁香酚是一种天然含苯环无毒的生物基来源化合物，有着广泛的应用前景，基于丁香酚的生物基高折光率UV光学树脂单体的设计能够使得丁香酚基化合物在制备高性能光学树脂材料中得到广泛应用。

点击化学(Click chemistry)，是由化学家巴里·夏普莱斯(K B Sharpless)在2001年引入的一个合成概念，主旨是通过小单元的拼接，来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。它尤其强调开辟以碳-杂原子键(C-X-C)合成为基础的组合化学新方法，可通过点击反应来简单高效地获得分子多样性。

到目前为止，现有技术中还未见通过点击化学和取代反应利用丁香酚制备丁香酚基高折光率UV光学树脂单体的文献和专利报道。

发明内容

本发明提供了一种基于丁香酚的UV光学树脂单体及其制备方法和应用。该制备方法工艺简单，操作简便，可控制好，易于实施，适于大规模工业化生产。本发明基于丁香酚的UV光学树脂单体制备的聚合物具备良好的光学性能、力学性能和热学性能，具有替代现有石油基产品的可能性，使用范围广泛。

一种基于丁香酚的UV光学树脂单体，所述光学树脂单体具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的结构：

其中，R为C₂H₄、C₃H₆、C₄H₈或C₆H₄。不同的R对聚合物的力学和热学性能产生不同的影响。

由该基于丁香酚的UV光学树脂单体制备的聚合物在强度、模量、抗蠕变等方面具有优良的力学性能，最重要的是在光学树脂应用中其具有较高的折光率和透过率。

本发明还提供了一种基于丁香酚的UV光学树脂单体的制备方法，包括以下步骤：

a)将丁香酚与含巯基的醇或含巯基的酚在紫外灯和催化剂共同作用下，发生点击化学反应，得到丁香酚-巯基醇化合物或丁香酚-巯基酚化合物；

b)将步骤a)得到的丁香酚-巯基醇化合物或丁香酚-巯基酚化合物与甲基丙烯酰氯发生取代反应，得到基于丁香酚的UV光学树脂单体。

丁香酚经过点击化学和取代反应就可以得到基于丁香酚的UV光学树脂单体，利用现有的化工设备就可以大规模生产，具有产率高，工艺简单的优点。