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.