二氯对二甲苯二聚体的合成

1  合成机理

采用霍夫曼消除法合成Parylene C单体

       该反应为霍夫曼消除反应[10],其可能的反应机理推测如下:在加热及强碱作用下,季铵盐先转变为季铵碱,随后季铵碱上的OH-作为碱进攻对位甲基上的氢,脱去一分子水,同时三甲胺作为气体从苄基上脱除,形成如图所示的中间体,该中间体可以发生环合生成目的产物,也可以通过线性聚合生成多聚物,这与实验现象相符合。反应机理的推测为催化剂的选择指明了方向,具有供电子基团且与反应物结构类似的化合物可以作为催化剂的选择方向之一，选用对苯醌作为催化剂,获得了较高的收率^[2-4]。

2 实际操作如下：

        在装有搅拌器、冷凝管和温度计的四颈烧瓶(1L)中分别加入136g质量分数为30%的氢氧化钠溶液及1.4g对苯醌,搅拌下油浴加热至85e,向烧瓶内滴加105mL质量分数为40%的氯代对甲基苄基三甲基氯化铵水溶液,1h内滴加完并升温至120^oC,持续搅拌反应12h。混合液经抽滤分离出固体物质,用300mL甲苯加热回流0.5h,过滤除去不溶物(聚合物),滤液冷却结晶得白色晶体13.4g,收率为48.5%。室温下取0.5g Parylene C单体,用正己烷配成饱和溶液,采用溶液法培养出单晶。

二氯对二甲苯二聚体的结构分析

         Parylene C膜具有极佳的电特性和物理特性。由晶体数据可知,Parylene C单体属于p21/C空间群,即通常所说的铁电空间群。图为Parylene C单体的堆积图,化合物分子沿c轴方向形成了一维结构,该类结构具有良好的介电性。此外,由图5可以看出,该分子中除-Cl官能团外不含任何亲水亲油性的基团。根据已报道[11]的Parylene C膜特性,该类薄膜对于水、氧气、盐雾、酸雾等具有很好的防护作用,已用于文物档案的保护、机载黑匣子、雷达以及传感器等的涂层防护方面。

结束语

        采用霍夫曼消除反应合成Parylene C单体使收率达到50%左右，通过对晶体结构的分析,阐明了对二甲苯环二体类化合物在电绝缘性及防渗透性能方面的潜在应用,由此类化合物通过真空气相沉积法合成的Parylene C薄膜已经上市,它具有优良的电绝缘性及物理特性,与晶体数据及理论分析相符合。