一种可见光响应性偶氮苯聚合物的合成方法

摘要

本发明涉及一种可见光响应性偶氮苯聚合物的合成方法，包括：将2,6‑二甲氧基苯胺和3,5‑二甲氧基苯酚经重氮化反应制备四甲氧基偶氮苯酚，并以其为原料与6‑溴己醇反应制备四甲氧基‑4‑己醇氧基偶氮苯，再通过酰氯基团的醇解反应将偶氮苯接枝到聚丙烯酰氯骨架上，未反应的酰氯基团通过水解转化为羧基，最终得到一种具有可见光响应性的偶氮苯聚合物，即2‑(2,6,2’,6’‑四甲氧基‑4‑己氧基偶氮苯基苯氧基)丙烯酸乙酯‑丙烯酸共聚物。本发明的优点在于：该合成方法简单易行，合成的聚合物带有可见光响应性偶氮苯基团，可以在绿光（520nm）照射下实现反式向顺式转化，而在蓝光（420nm）照射下可实现反向转化，相比传统偶氮苯分子的最大优势即不需要紫外光即可实现异构体的双向转化。

主权项

一种可见光响应性偶氮苯聚合物的合成方法，其特征在于：所述的方法步骤如下：步骤一：制备2,6,2’6’‑四甲氧基偶氮苯酚：将二甲氧基苯胺、36%的浓盐酸和去离子水按照1:1.5~2:2~3的质量比混合，调成糊状，温度控制在0℃；搅拌下按照1:2的体积比缓慢滴加1.5mmol/mL的NaNO₂冷水溶液，搅拌反应至溶液使淀粉KI变蓝，过滤得到重氮盐溶液；将二甲氧基苯酚溶于1mmol/mL的NaOH水溶液得到1mmol/mL苯酚溶液，将上述重氮盐溶液逐滴加入到制备好的浓度为1mmol/mL的苯酚溶液中，其中，重氮盐液:苯酚溶液的体积比为3:2；滴加过程中，用饱和Na₂CO₃溶液调节使pH值保持在10；滴加完后继续搅拌12h后，用稀HCl中和于pH=6，搅拌10min；抽滤，将产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，干燥得到2,6,2’6’‑四甲氧基偶氮苯酚；步骤二：制备2,6,2’6’‑四甲氧基‑4‑己醇氧基偶氮苯：将步骤一得到的偶氮苯酚，6‑溴己醇, 无水K₂CO₃, 碘化钾按照1:0.72~1:2~3:0.1~0.3的质量比和丙酮混合置于干燥烧瓶中，70℃油浴加热，搅拌回流反应24小时；将反应液过滤，浓缩，50℃干燥24小时；用四氢呋喃溶解后，使用石油醚重结晶两次，最后通过层析柱进一步提纯得到2,6,2’6’‑四甲氧基‑4‑己醇氧基偶氮苯；步骤三：制备聚丙烯酰氯：将单体丙烯酰氯、干燥1,4‑二氧六环和引发剂AIBN（偶氮二异丁腈）按照1:1~2:0.03~0.05的质量比加入到烧瓶中，在氮气的保护下55℃连续反应20小时；产物用干燥石油醚沉淀并洗涤两次，60℃下在真空烘箱中干燥6小时得到聚丙烯酰氯；步骤四：制备2‑(2,6,2’,6’‑四甲氧基‑4‑己氧基偶氮苯基苯氧基)丙烯酸乙酯‑丙烯酸共聚物：将步骤三得到的聚丙烯酰氯，三乙胺，和步骤二得到的偶氮苯按照摩尔比12:17:1的比例混合溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，在氮气保护下60℃搅拌反应24小时；加入去离子水使未反应的酰氯基团水解为羧酸，反应10分钟；反应物按照1:20的体积比倒入36%的浓盐酸中，搅拌10分钟;冷却、过滤得固体，在50℃条件下干燥5h;粗产物溶于N,N‑二甲基甲酰胺，倒入乙醚中沉淀二次;过滤，在50℃条件下干燥24h得到2‑(2,6,2’,6’‑四甲氧基‑4‑己氧基偶氮苯基苯氧基)丙烯酸乙酯‑丙烯酸共聚物。