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1、(10)申请公布号 CN 103342706 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103342706 A *CN103342706A* (21)申请号 201310287251.8 (22)申请日 2013.07.09 C07D 487/22(2006.01) (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武 汉大学 (72)发明人 刘立建 贾响响 李焰 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 42222 代理人 张火春 (54) 发明名称 一种环状聚吡唑啉甲酰胺及其制备方法 (57) 摘要 本发明的目的是提供一种环状聚。
2、吡唑啉甲酰 胺及其制备方法, 探讨反应的发生路径, 为发展荧 光聚合物提供了一种新的途径。以 2- 吡唑啉为 单体, 加或不加催化剂, 减压或常压下, 高温加热, 搅拌反应, 待反应液变粘稠后停止反应, 冷却至室 温, 经过重沉淀、 离心及真空干燥得到环状聚吡唑 啉甲酰胺。本发明中制备的环状聚吡唑啉甲酰胺 是一种新的结构, 具有荧光性能, 有广泛的应用前 景, 且制备方法操作简单方便, 后处理容易。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN。
3、 103342706 A CN 103342706 A *CN103342706A* 1/1 页 2 1. 一种环状聚吡唑啉甲酰胺, 其特征在于, 结构通式如下 : 其中, m 为大于零的任意整数 ; n 为大于等于零的任意整数 ; a 和 b 每个独立的选自 0 或 1 ; X 和 Y 每个独立的为 2- 吡唑啉单体裂解异构化后的结构单元 ; R2和 R3每个独立的选自 H 或 C1 C8 的烷基、 C1 C8 的烷氧基、 C1 C8 的烷氧羰基、 芳基、 芳氧基、 芳氧羰基、 萘 基、 吡唑基、 噻吩基以及被氰基、 氨基、 卤素取代的上述各基团。 2. 一种如权利要求 1 所述的环状聚吡唑。
4、啉甲酰胺的制备方法, 其特征在于, 以 2- 吡唑 啉为单体, 加或不加催化剂, 减压或常压下, 高温加热, 搅拌反应, 待反应液变粘稠后停止反 应, 冷却至室温, 经过重沉淀、 离心及真空干燥得到环状聚吡唑啉甲酰胺。 3. 根据权利要求 2 所述的一种环状聚吡唑啉甲酰胺的制备方法, 其特征在于, 所述高 温加热的温度为 140 180。 4. 根据权利要求 2 所述的一种环状聚吡唑啉甲酰胺的制备方法, 其特征在于, 所述催 化剂为氯化钯、 异辛酸亚锡、 锡粉、 异丙醇铝、 醋酸铑、 四氧化三钴、 锌粉、 二水合氯化铜、 四 氧化三铁、 氧化铜或者双乙腈氯化钯中的一种。 权 利 要 求 书 C。
5、N 103342706 A 2 1/5 页 3 一种环状聚吡唑啉甲酰胺及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种环状聚吡唑啉甲酰胺及其制备方法, 具体涉及 2- 吡唑啉发生的 一种位点选择性缩聚反应。 背景技术 0002 自上世纪 60 年代以来, 荧光聚合物材料因其独特的光物理和光化学性质以及优 于小分子荧光材料的卓越性能成为研究的热点。其在发光器件、 荧光化学传感器、 荧光探 针、 微电子材料、 非线性光学材料和药物载体等方面的应用研究一直备受人们的关注。 荧光 聚合物的制备大多是将小分子荧光发色团引入聚合物体系中, 其中吡唑啉基团是最受欢迎 的发色团之一。 0003 吡唑啉的研究主。
6、要集中在合成具有药理活性和可用于光学材料的吡唑啉衍生物 两个方面。 其药用型衍生物具有显著地抗菌、 消炎、 止痛、 杀菌等作用, 在医药领域有广泛的 应用。 在吡唑啉环上引入可与其形成共轭的官能团, 从而形成大的共轭体系, 可制备具有优 良光学性能的吡唑啉衍生物。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种环状聚吡唑啉甲酰胺及其制备方法, 探讨反应的发生路 径, 为发展荧光聚合物提供了一种新的途径。 0005 本发明的技术方案如下 : 0006 一种环状聚吡唑啉甲酰胺, 其特征在于, 结构通式如下 : 0007 0008 其中, m为大于零的任意整数 ; n为大于等于零的任意整数 ; a和b每。
7、个独立的选自 0或1 ; X和Y每个独立的为2-吡唑啉单体裂解异构化后的结构单元 ; R2和R3每个独立的选 自 H 或 C1 C8 的烷基、 C1 C8 的烷氧基、 C1 C8 的烷氧羰基、 芳基、 芳氧基、 芳氧羰基、 萘基、 吡唑基、 噻吩基以及被氰基、 氨基、 卤素取代的上述各基团。 0009 上述环状聚吡唑啉甲酰胺的制备方法具体为 : 以 2- 吡唑啉为单体, 加或不加催化 剂, 减压或常压下, 高温加热, 搅拌反应, 待反应液变粘稠后停止反应, 冷却至室温, 经过重 说 明 书 CN 103342706 A 3 2/5 页 4 沉淀、 离心及真空干燥得到环状聚吡唑啉甲酰胺。 001。
8、0 反应压强为常压或者减压至 500Pa, 反应温度为 140 180, 催化剂为氯化钯、 异辛酸亚锡、 锡粉、 异丙醇铝、 醋酸铑、 四氧化三钴、 锌粉、 二水合氯化铜、 四氧化三铁、 氧化 铜或者双乙腈氯化钯中的一种。 0011 本发明中单体 2- 吡唑啉发生反应的路线为 : 0012 0013 其中, m为大于零的任意整数 ; n为大于等于零的任意整数 ; a和b每个独立的选自 0或1 ; X和Y每个独立的为2-吡唑啉单体裂解异构化后的结构单元 ; R2和R3每个独立的选 自 H 或 C1 C8 的烷基、 C1 C8 的烷氧基、 C1 C8 的烷氧羰基、 芳基、 芳氧基、 芳氧羰基、 萘。
9、基、 吡唑基、 噻吩基以及被氰基、 氨基、 卤素取代的上述各基团。 0014 上述反应是一种位点选择性缩聚反应, 2- 吡唑啉在高温加热下, 分子间缩合失去 小分子醇, 待冷却至室温后用四氢呋喃石油醚重沉淀, 离心及真空干燥后得到环状聚吡 唑啉甲酰胺。本发明中所用的 2- 吡唑啉是参考文献中的制备方法得到的。 0015 本发明中制备的环状聚吡唑啉甲酰胺是一种新的结构, 具有荧光性能, 有广泛的 应用前景, 且制备方法操作简单方便, 后处理容易。本发明中 2- 吡唑啉发生的反应为一种 全新的位点选择性缩聚反应, 为吡唑啉聚合物的制备提供了新途径。 附图说明 0016 图 1 为实施例 1 制备的。
10、聚合物的核磁共振氢谱。 0017 图 2 为实施例 6 制备的聚合物的核磁共振碳谱。 0018 图 3 为实施例 7 制备的聚合物的傅立叶变换红外光谱。 0019 图 4 为实施例 2 制备的聚合物的基质辅助激光解吸时间飞行质谱。 0020 图 5 为实施例 8 制备的聚合物的基质辅助激光解吸时间飞行质谱。 0021 图 6 为实施例 2 和 8 制备的聚合物的主链的结构单元。 0022 图 7 为制备的聚合物的荧光发射光谱。 具体实施方式 0023 下面结合实施例对本发明做进一步的说明, 选用的单体 2- 吡唑啉 (R1=CH2CH3, R2=R3=COOCH2CH3) 仅在于说明本发明而决。
11、不限制本发明。 0024 实施例 1 0025 称取 2- 吡唑啉 (R1=CH2CH3, R2=R3=COOCH2CH3)201.5mg, 放入聚合管中, 减压至 500Pa, 加热至 180, 搅拌反应 22h, 冷却至室温后, 用四氢呋喃石油醚重沉淀, 离心, 真 说 明 书 CN 103342706 A 4 3/5 页 5 空干燥后得聚合物。 0026 实施例 2 0027 称取 2- 吡唑啉 (R1=CH2CH3, R2=R3=COOCH2CH3)200.3mg, 放入聚合管中, 加入催化剂 PdCl23.8mg, 减压至 500Pa, 加热至 180, 搅拌反应 22h, 冷却至室。
12、温后, 用 1.5ml 四氢呋喃 溶解, 滤去催化剂, 滴入大量石油醚中重沉淀, 离心, 真空干燥后得聚合物。 0028 实施例 3 0029 称取 2- 吡唑啉 (R1=CH2CH3, R2=R3=COOCH2CH3)218.9mg, 放入聚合管中, 加入催化剂 醋酸铑Rh2(OAc)410.7mg, 减压至500Pa, 加热至140, 反应22h, 冷却至室温后, 用1.5ml四 氢呋喃溶解, 滤去催化剂, 滴入大量石油醚中重沉淀, 离心, 真空干燥后得聚合物。 0030 实施例 4 0031 称取 2- 吡唑啉 (R1=CH2CH3, R2=R3=COOCH2CH3)222.0mg, 放。
13、入聚合管中, 加入催化剂 醋酸铑 Rh2(OAc)410.6mg, 常压反应, 加热至 140, 反应 22h, 冷却至室温后, 用 1.5ml 四氢 呋喃溶解, 滤去催化剂, 滴入大量石油醚中重沉淀, 离心, 真空干燥后得聚合物。 0032 实施例 5-14 0033 实施例 5-14 操作同实施例 2, 所用催化剂分别为异辛酸亚锡 Sn(Oct)2、 锡粉 Sn、 异丙醇铝 Al(OCH(CH3)2)3、 醋酸铑 Rh2(OAc)4、 四氧化三钴 Co3O4、 锌粉 Zn、 二水合氯化铜 CuCl22H2O、 四氧化三铁 Fe3O4、 氧化铜 CuO、 双乙腈氯化钯 PdCl2(CH3CN。
14、)2, 催化剂的用量及 所得聚合物的分子量、 多分散性系数和元素分析结果如表 1 中所示。 0034 表 1.2- 吡唑啉的聚合反应 0035 0036 其中 催化剂 / 单体 表示催化剂的摩尔量与单体 2- 吡唑啉的摩尔量之比。 0037 实施例 15 0038 称取 2- 吡唑啉 (R1=CH3, R2=COOCH3, R3=H) 198.2mg, 放入聚合管中, 加入催化剂 PdCl25.6mg, 减压至 500Pa, 加热至 180, 搅拌反应 22h, 冷却至室温后, 用 1.5ml 四氢呋喃 说 明 书 CN 103342706 A 5 4/5 页 6 溶解, 滤去催化剂, 滴入大。
15、量石油醚中重沉淀, 离心, 真空干燥后得聚合物。 0039 实施例 16 0040 称取 2- 吡唑啉 (R1=CH3, R2=C6H5, R3=COOCH3) 201.3mg, 放入聚合管中, 加入催化剂 PdCl24.1mg, 减压至 500Pa, 加热至 180, 搅拌反应 22h, 冷却至室温后, 用 1.5ml 四氢呋喃 溶解, 滤去催化剂, 滴入大量石油醚中重沉淀, 离心, 真空干燥后得聚合物。 0041 图 1 为实施例 1 制备的聚合物的核磁共振氢谱, 溶剂为氘仿, 1.29ppm 附近的峰 为 CH3基团的共振峰, 4.24ppm 处为 CH2和 CH 基团共振峰的叠加。其他。
16、实施例所得聚合 物的核磁共振氢谱与实施例 1 的类似。 0042 图 2 为实施例 6 制备的聚合物的核磁共振碳谱, 溶剂为氘仿, 峰的归属为 : 14.18ppm(CH3) , 53.06-54.53ppm(CH-COO- 结构中的 CH) , 61.63-63.62ppm(OCH2) , 65.06ppm(N-CH-COO- 结 构 中 的 CH) , 148.98ppm(C=N) , 158.56-160.49ppm 和 166.47-167.90ppm(C=O) 。其他实施例所得聚合物的核磁共振碳谱与实施例 6 的类似。 0043 图 3 为实施例 7 制备的聚合物的傅立叶变换红外光谱。
17、, 其他实施例所得聚合物的 红外光谱与实施例 7 的类似。 0044 图 4 为实施例 2 制备的聚合物的基质辅助激光解吸时间飞行质谱, 经过计算可得 聚合物的主链由三种结构单元构成, U1(M=258.3)、 U2(M=286.3) 和 U3(M=240.2), 如图 6 中 所示。质谱的具体解析结果如下 : 0045 A1-A3 : Na+U1+U3, m/z=23+258.3+240.2n, n=2-4 ; 0046 B1-B3 : K+U1+U3, m/z=39.1+258.3+240.2n, n=2-4 ; 0047 A11-A22 : Na+U1+U2+U3, m/z=23+258。
18、.3+286.3+240.2n, n=2-3 ; 0048 B11-B22 : K+U1+U2+U3, m/z=39.1+258.3+286.3+240.2n, n=2-3。 0049 其中 n 为整数。 0050 由以上数据可得实施例 2 的反应路线为 : 0051 0052 其中, m 为大于零的任意整数, n 为大于等于零的任意整数。 0053 图 5 为实施例 8 制备的聚合物的基质辅助激光解吸时间飞行质谱, 经过计算可得 聚合物的主链由三种结构单元构成, U3(M=240.2)、 U4(M=140.1) 和 U5(M=212.2), 如图 6 中 所示。质谱的具体解析结果如下 : 0。
19、054 A1-A2 : H+U4+U3, m/z=1+140.1+240.2n, n=6-7 ; 0055 B1-B2 : H+U5+U3, m/z=1+212.2+240.2n, n=6-7。 0056 其中 n 为整数。 说 明 书 CN 103342706 A 6 5/5 页 7 0057 由以上数据可得实施例 8 的反应路线为 : 0058 0059 其中, m 为大于零的任意整数, n 为大于等于零的任意整数, a 和 b 每个独立的选自 0 或 1。除非另有说明, Et 代表 CH2CH3基团。 0060 图 7 为制备的聚合物的荧光发射光谱, 溶剂为氯仿, 浓度为 0.25mg/。
20、ml, 制备的聚 合物的荧光发射强度远高于单体 2- 吡唑啉, 且发生红移。 0061 上述表征所用仪器为 : 核磁共振波谱由 Mercury VX-300(300MHz,Varian) 核磁共 振波谱仪在室温下测定 ; 红外光谱由 ThermoFisher is10 型红外光谱仪测定 ; 荧光光谱使 用 Shimadzu 公司的 RF-5301PC 型荧光分光光度计测量 ; 分子量和多分散性指数由凝胶渗 透色谱仪 (GPC) 测定, 检测器为 Waters2414 型示差折光检测器, 色谱柱为 Shodex K-805, K-804 和 K-802.5 系列, 四氢呋喃为淋洗剂, 聚苯乙烯为标样 ; 元素分析由德国 Elementar Analysensysteme GmbH 公司 VarioEL III 型元素分析仪测定。 说 明 书 CN 103342706 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103342706 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103342706 A 9 3/4 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103342706 A 10 4/4 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 103342706 A 11 。