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含偶氮苯和1，3，4-噁二唑结构线性聚酯的合成及性能研究

作　者: 高博
导　师: 于世钧
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 偶氮苯噁二唑线型聚酯合成表征性能
分类号: TQ323.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以间苯二甲酸为原料经硝化、酯化、还原、重氮化偶联、烷基化、氨解及关环等多步反应合成一种新型化合物5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(2-1,3,4-噁二唑)硫酚(7),再与氯乙酸甲酯反应合成一种新型化合物5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(2-1,3,4-噁二唑硫)乙酸甲酯(8),进一步与不同的二醇(乙二醇、1,3-丙二醇和1,6-己二醇)通过熔融聚合方法合成三种新型含偶氮苯和1,3,4-噁二唑结构的线型聚酯(P1～P3),采用IR、UV-vis和1H NMR对中间体和聚合物结构进行了表征。通过空间排阻色谱(GPC)测试,聚酯(P1～P3)的特性粘度分别为0.3213 dL/g(P1)、0.4107 dL/g(P2)、0.5613 dL/g(P3),数均分子量Mn分别为6584 g/mol(P1)、7499 g/mol(P2)、7562 g/mol(P3),重均分子量Mw分别为9548 g/mol(P1)、11774g/mol(P2)、12554 g/mol(P3),PDI分别为1.45(P1)、1.57(P2)、1.66(P3)。TG测得P1～P3的5%失重温度分别为239℃、245℃、264℃,表明聚酯(P1～P3)具有良好的热稳定性。含偶氮苯和1,3,4-噁二唑结构的聚酯(P1～P3)易溶于THF和CHCl3等有机溶剂,表明具有良好的溶解性。365 nm紫外光照射下,中间体和聚酯中偶氮苯结构均发生光致反-顺异构化现象,计算得到中间体和聚酯(P1～P3)的光致反-顺异构化转化效率(R)、光稳态时顺式异构体含量(Y)及速率常数(kp),R分别为83.14%(6)、80.95%(8)、76.33%(P1)、75.20%(P2)、74.17%(P3),Y分别为87.34%(6)、84.99%(8)、80.15%(P1)、78.97%(P2)、77.88%(P3),kp分别为0.7653 min-1(6)、1.3389 min-1(8)、1.1881 min-1(P1)、1.2081 min-1(P2)、1.1790 min-1(P3)。聚酯(P1～P3)形成后产生新的空间位阻,偶氮苯光反-顺异构化受到限制,中间体的R、Y均大于聚酯(P1～P3)。荧光光谱表明聚酯(P1～P3)在402 nm附近均出现一个宽峰,归属为偶氮苯及噁二唑两种发光基团的发射峰,P1～P3均发蓝紫色光。含长烷氧基侧链的偶氮苯和1,3,4-噁二唑结构的线型聚酯(P1～P3)具有良好的溶解性、热稳定性、光致反-顺异构化性能、荧光性能,期望在光电功能高分子材料领域具有应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-11
1 文献综述  11-42
  1.1 偶氮苯化合物  11-22
    1.1.1 偶氮苯基团的光致变色  11-12
    1.1.2 偶氮苯基团的光学活性  12-14
      1.1.2.1 光致双折射和光致二向色性  12
      1.1.2.2 非线性光学性能  12-13
      1.1.2.3 光致表面起伏光栅  13-14
    1.1.3 偶氮苯聚合物的研究进展  14-22
      1.1.3.1 侧链型偶氮苯聚合物  14-17
      1.1.3.2 主链型偶氮苯聚合物  17-20
      1.1.3.3 掺杂型偶氮苯聚合物  20-22
  1.2 含1,3,4-噁二唑(OXD)基团的化合物  22-34
    1.2.1 1,3,4-噁二唑(OXD)化合物的传统合成方法  22-25
      1.2.1.1 双酰肼环合法  22-23
      1.2.1.2 四唑环缩合法  23-24
      1.2.1.3 N-羰基腙氧化法  24
      1.2.1.4 其它方法  24-25
    1.2.2 1,3,4-噁二唑(OXD)化合物的研究进展  25-32
      1.2.2.1 含硫醚结构的1,3,4-噁二唑化合物  25-26
      1.2.2.2 侧链含1,3,4-噁二唑(OXD)基团聚合物  26-28
      1.2.2.3 主链含1,3,4-噁二唑(OXD)基团聚合物  28-32
    1.2.3 1,3,4-噁二唑(OXD)化合物的应用  32-34
      1.2.3.1 生物活性  32-33
      1.2.3.2 电致发光性能  33-34
      1.2.3.3 荧光性能  34
  1.3 聚酯  34-41
    1.3.1 聚酯的合成方法  34-36
      1.3.1.1 直接酯化法  34
      1.3.1.2 酯交换法  34-35
      1.3.1.3 酰氯与醇的反应  35
      1.3.1.4 羟基酸自缩聚法  35
      1.3.1.5 内酯聚合法  35-36
    1.3.2 含偶氮苯结构聚酯的研究进展  36-38
    1.3.3 含杂环结构聚酯的研究进展  38-39
    1.3.4 聚酯的应用  39-41
      1.3.4.1 脂肪族聚酯  39-40
      1.3.4.2 芳香族聚酯  40-41
  1.4 选题意义  41-42
2 实验部分  42-46
  2.1 仪器  42
  2.2 原料与试剂  42-43
  2.3 合成路线  43-44
  2.4 中间体及聚合物的合成  44-45
    2.4.1 5-硝基-1,3-苯二甲酸(1)的合成  44
    2.4.2 5-硝基-1,3-苯二甲酸二乙酯(2)的合成  44
    2.4.3 5-氨基-1,3-苯二甲酸二乙酯(3)的合成  44
    2.4.4 5-(4-羟基苯基偶氮)-1,3-苯二甲酸二乙酯(4)的合成  44
    2.4.5 5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯二甲酸二乙酯(5)的合成  44-45
    2.4.6 5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯二甲酰肼(6)的合成  45
    2.4.7 5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(2-1,3,4-噁二唑)硫酚(7)的合成  45
    2.4.8 5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(2-1,3,4-噁二唑硫)乙酸甲酯(8)的合成  45
    2.4.9 聚酯(P1～P3)的合成  45
  2.5 光致反-顺异构化测试  45-46
  2.6 聚酯(P1～P3)的荧光性能  46
3 结果与讨论  46-60
  3.1 合成方法  46-47
    3.1.1 5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(2-1,3,4-噁二唑)硫酚(7)的合成  46-47
    3.1.2 5-[4-(十六烷氧基)苯基偶氮]-1,3-苯基-二(2-1,3,4-噁二唑硫)乙酸甲酯(8)的合成  47
  3.2 结构表征  47-54
    3.2.1 化合物5和化合物6的结构表征  47-49
    3.2.2 化合物7和化合物8的结构表征  49-51
    3.2.3 聚酯(P1～P3)的结构表征  51-54
  3.3 聚合物物理性能  54-55
  3.4 热力学性能  55-56
  3.5 中间体及聚酯(P1～P3)光致反-顺异构化性能  56-58
  3.6 荧光性能  58-60
结论  60-61
参考文献  61-70
致谢  70-71
硕士期间发表论文情况  71

含偶氮苯和1，3，4-噁二唑结构线性聚酯的合成及性能研究

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