双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐的制备与聚合反应

双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐是一种烷基酸酐类化合物，英文名为Dicyclohexyl-3,4,3',4'-tetracarboxylic dianhydride，常温常压下为白色至类白色固体粉末，具有一定的潮解性并且它遇到水或者醇类物质容易发生分解变质反应。双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐主要用作聚合物材料的合成单体，有研究报道该物质可借助酸酐单元的强亲电性应用于聚酰亚胺薄膜材料的合成。

理化性质

双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐结构中的酸酐单元可在常见的亲核试剂例如水，乙醇以及有机胺类物质的进攻下发生开环官能团化反应。双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐由于具有较好的线性结构单元，它可在有机胺类物质的进攻下发生聚合反应得到想要的酰胺聚合物材料分子。

制备方法

图1 双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐的制备方法

在一个干燥的反应烧瓶中将双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐的前体物质二羧酸加入到乙酸酐的溶液中，然后将所得的反应混合物加热至130度并将其在该温度下搅拌反应3小时，反应结束后将反应混合物直接在真空下进行浓缩处理以除去反应体系中的挥发性物质，所得的剩余物可通过打浆的方式进行分离纯化。[1]

聚合反应

图2 双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐的聚合反应

将4,4-二氨基双环己基甲烷（1.0518 g, 5 mmol）和无水N， N-二甲基乙酰胺（DMAc）加入充满氮气的三口烧瓶中。将所得的反应混合物在室温下搅拌反应大约30分钟即可得到均匀的溶液。在120°C下干燥双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐（1.5316 g, 5 mmol），然后在三颈烧瓶中缓慢地加入双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐。所得的反应混合物在反应温度为0°C的低温浴中进行反应18小时。通过加入冷甲醇分离反应产物，过滤反应混合物并用乙醇萃取原油24小时。将所得的反应剩余物在80°C的烘箱中干燥24小时即可得到产品。[2]

参考文献

[1] Mitsubishi, Japanese patent, Patent Number: JP2015165491.

[2] Liu, Man; et al, Advanced Functional Materials (2024), 34(21), 2313258.