К.х.н. Тоневицкий Ю.В., к.х.н. Санжижапов Д.Б., Тоневицкий В.Ю.

Бурятский государственный университет, Россия

Синтез N-фенилзамещенных полибензимидазолов

Двустадийной окислительной циклополиконденсацией бис-имидоилхлоридов с ароматическими диаминами синтезированы N-фенилзамещенные полибензимидазолы, растворимые в органических растворителях и обладающие высокой термостойкостью.

Среди известных полигетероариленов полибензимидазолы (ПБИ) характеризуются высокой радиационной, термо- и теплостойкостью в сочетании с хорошими физикомеханическими и электрофизическими свойствами.

Обычно ПБИ получают взаимодействием бис-о-фенилендиаминов с производными дикарбоновых кислот в расплаве или растворе полифосфорной кислоты [1,2,3]. Успешный синтез ПБИ зависит от селективного полиацилирования аминогрупп, и кроме того, бис-о-фенилендиамины остаются дорогими, труднодоступными и неустойчивыми к окислению соединениями.

Цель настоящей работы – разработка методов синтеза новых N-фенилзамещенных ПБИ на основе ароматических диаминов и имидоилхлоридов моно-, дикарбоновых кислот.

Положительные результаты, достигнутые при изучении модельных реакций [4], позволили реализовать синтез N-фенилзамещенных ПБИ на основе двустадийного процесса.

Полибензимидазолы получали в две стадии: поликонденсацией ароматических диаминов с имидоилхлоридами дикарбоновых кислот по схеме 1 и бис-имидоилхлоридами бензойной кислоты по схеме 2 с последующей циклизацией продуктов взаимодействия - полиамидинов (ПАД) в ПБИ. Циклизацию ПАД в ПБИ проводили как в реакционном растворе с применением окислителей при 80 ºС в течение 3 ч, так и изотермическим нагреванием пленок ПАД на воздухе при 260, 280 и 300 ºС в течение 4 ч.

Строение синтезированных полимеров подтверждено данными элементного анализа, а также методами ИК, ПМР и ЯМР ¹³С спектроскопии. Данные элементного анализа хорошо согласуются с расчетными.

Полимеры, содержащие мостиковые группы -О- и -СН₂-, хорошо растворимы в ДМАА, ДМФА, ДМСО.

По результатам термомеханического и термогравиметрических исследований установлено, что температура пластической деформации полученных полимеров находится в пределах 240-390 ºС. Достаточно большой интервал между показателями теплостойкости и термостойкости открывает хорошие возможности переработки синтезированных ПБИ в изделия. Прямым прессованием получены компрессионные материалы, характеризующиеся высокими показателями физико-механических свойств, сопоставимых со свойствами известных ПБИ[5].

Литература:

1. Бюллер К.У. Тепло- и термостойкие полимеры. М.: Химия, 1984. 1056 с.

2. Коршак В.В. Химическое строение и температурные характеристики полимеров. М.: Наука, 1970. 719 с.

3. Фрейзер А.Г. Высокотермостойкие полимеры. М.: Химия, 1971. 294 с.

4. Тоневицкий Ю.В., Могнонов Д.М., Санжижапов Д.Б., Мазуревская Ж.П., Токтонов А.В. // Изв. РАН. Сер. Хим. 1999. № 3. С. 626.

5. Вознесенская Н.И., Берендеев В.И., Котов Б.В., Праведников А.Н. // Высокомолек.соед. Б. 1974. Т. 16. № 2. С. 114.