二氯對二甲苯二聚體的合成

1  合成機理

采用霍夫曼消除法合成Parylene C單體

       該反應為霍夫曼消除反應[10],其可能的反應機理推測如下:在加熱及強堿作用下,季銨鹽先轉變為季銨堿,隨后季銨堿上的OH-作為堿進攻對位甲基上的氫,脫去一分子水,同時三甲胺作為氣體從芐基上脫除,形成如圖所示的中間體,該中間體可以發生環合生成目的產物,也可以通過線性聚合生成多聚物,這與實驗現象相符合。反應機理的推測為催化劑的選擇指明了方向,具有供電子基團且與反應物結構類似的化合物可以作為催化劑的選擇方向之一，選用對苯醌作為催化劑,獲得了較高的收率^[2-4]。

2 實際操作如下：

        在裝有攪拌器、冷凝管和溫度計的四頸燒瓶(1L)中分別加入136g質量分數為30%的氫氧化鈉溶液及1.4g對苯醌,攪拌下油浴加熱至85e,向燒瓶內滴加105mL質量分數為40%的氯代對甲基芐基三甲基氯化銨水溶液,1h內滴加完并升溫至120^oC,持續攪拌反應12h。混合液經抽濾分離出固體物質,用300mL甲苯加熱回流0.5h,過濾除去不溶物(聚合物),濾液冷卻結晶得白色晶體13.4g,收率為48.5%。室溫下取0.5g Parylene C單體,用正己烷配成飽和溶液,采用溶液法培養出單晶。

二氯對二甲苯二聚體的結構分析

         Parylene C膜具有[敏感詞]的電特性和物理特性。由晶體數據可知,Parylene C單體屬于p21/C空間群,即通常所說的鐵電空間群。圖為Parylene C單體的堆積圖,化合物分子沿c軸方向形成了一維結構,該類結構具有良好的介電性。此外,由圖5可以看出,該分子中除-Cl官能團外不含任何親水親油性的基團。根據已報道[11]的Parylene C膜特性,該類薄膜對于水、氧氣、鹽霧、酸霧等具有很好的防護作用,已用于文物檔案的保護、機載黑匣子、雷達以及傳感器等的涂層防護方面。

結束語

        采用霍夫曼消除反應合成Parylene C單體使收率達到50%左右，通過對晶體結構的分析,闡明了對二甲苯環二體類化合物在電絕緣性及防滲透性能方面的潛在應用,由此類化合物通過真空氣相沉積法合成的Parylene C薄膜已經上市,它具有優良的電絕緣性及物理特性,與晶體數據及理論分析相符合。