c粉（二氯对二甲苯二聚体）|28804-46-8|的合成及结构分析

摘要：Parylene材料是一类重要的材料，已被美国等先进国家应用于航空航天等重要领域，Parylene C膜是一种分子量超过50万的新型高分子涂层材料,是以氯代对二甲苯的环二体颗粒为原料,通过真空化学气相沉积法制成的保护性薄膜。为此，小编给大家介绍了二氯对二甲苯二聚体的合成及结构分析。

关键词：c粉，二氯对二甲苯二聚体，28804-46-8，Parylene C单体，合成，结构分析

前言

        二氯对二甲苯二聚体，英文名称: Dichlorodi-p-xylylene，俗称c粉，CAS号: 28804-46-8，熔点 165-167 ºC^，[1]用于合成Parylene C材料，有着较为广阔的市场前景。Parylene是由WILLIAM F GORHAM在五十年代发明的，是一种对二甲苯的聚合物，Parylene是其商品名;它被广泛用于美国等先进国家在航空、航天、军土、微电子、半导体、医疗、文保等方面的隔离保护，不会影响任何电子儿件或基板的性能，是一种性能优异的高聚物材料。

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,反应式如图所示。

       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^[5]

         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。

参考文献

[1]苏州亚科科技股份有限公司产品详细信息

[2]Lindeman S V, Struchkov Yu T, Guryshev V N. Molecular structure of 4,16-dichloro-and 4,16-dibromo[2.2]-paracy-clophanes[J]. Russian Chem Bull,1986,35(9):1825

[3] Li Xiaolong (李小龙), Chu Mingfu (褚明福), Shuai Mao-bing (帅茂兵), et al. Development of the research on parylene membrane aging(聚对二甲苯膜老化的研究进展)[J]. Mater Rev(材料导报),2006,20(5):54

[4] Zhang Zhanwen (张占文), Zhong Zhijing (钟志京), Wang Chaoyang (王朝阳), et al. Fabrication of the parylene film by the method of hot-wire assistance(热丝辅助裂解法制备 聚对二甲苯薄膜)[J].Vacuum(真空),2002(4):29

[5] Zan Lina(昝丽娜). Research advance in preparation and application of poly(p-xylylene)(聚对二甲苯的制备及其应用研究进展)[J].Chem Propellants Polym Mater(化学推进剂与高分子材料),2008,6(5):22]

二氯对二甲苯二聚体 C粉| 28804-46-8 |产品质量检验说明书

中文名称(Product Name)：二氯对二甲苯二聚体 C粉

英文名称(English Name）：Dichloro-[2,2]-paracyclophane

分子式(Molecular Formula)：C₁₆H₁₄Cl₂

分子量(Molecular Wt)：277.19

CAS：28804-46-8

有效期：两年

Shelf Life: two years

储存条件：常温

Storage: room temperature

Parylene AF4（3345-29-7）沉积工艺及与parylene C（28804-46-8）膜性能对比研究

 1 薄膜性能及制备工艺

1. 1制备原理及沉积工艺

Paiylene AF4薄膜的制备同样采用化学气相沉积法，其化学反应方程式如图4所示。与Parylene系列的其他涂敷型材料所不同的是Parylene AF4所需的沉积温度较低，要求基体温度低于0℃,这是由亚甲基上F取代基所造成的。亚甲基上取代基团不同，由于空间位阻效应和电子效应的差异导致单体自由基的活性不同，进而使得沉积温度也略有不同， parylene N的沉积温度小于30℃, Parylene C的沉积温度小于90℃, Parylene D的沉积温度小于50℃。

    Parylene涂敷过程是在专用的沉积设备中完成的:固体环二体在升华炉内气化，进入裂解炉后在高温下裂解为单体自由基，接着进入沉积室进行自由基聚合生成Parylene薄膜。真空泵用来确保整个薄膜制备过程反应体系的真空度，冷阱收集未反应完全的残余气体。现有的沉积设备和已知的沉积参数对沉积Paiylene N , C , D是很有效的。

但是由于Parylene AF4单体分子的特殊性，使得现有的设备不能够提供有效的沉积控制和较高的原料利用率及所需的涂层速率。美国SCS公司等在原有设备的基础上在沉积室内增加了基体控温装置和沉积室壁的加热装置(防止腔室壁上沉积)，有效地提高了原料利用率并成功实现了Parylene AF4在硅基体上的涂敷。Sutcliffe等[14]给出了Parylene AF4的沉积工艺参数:

气化室压力控制在13.30 Pa左右；

裂解温度650℃;沉积室，压力控制在2.66-5.32 Pa；

基体温度为0℃,沉积速率约为1. 5 X 10^-8cm/min；

1. 2性能

    Paiylene C是该系列产品中性能较优、应用最广泛的物质。表1给出了Parylene AF4与Parylene C各种性能参数的比较。

    通过对比可以看出，Parylene AF4除具有Parylene C产品的各种优异性能外，在热稳定性和抗紫外线性能方面远远超过Parylene C。从化学键的理论分析可知，氟原子的范德华半径只比氢原子的大10%，因此氟取代不会导致较大的空间结构变化，有利于提高薄膜的致密性;F-C键是已知最强的共价键，键能高达445 kJ/mol，仅次于C-H键，但是键能却比C-H键强得多，因而能抵抗紫外线对它的破坏，改善抗紫外线能力;氟原子取代亚甲基上的氢原子也极大地改变化学键的极性，进而提高了其热稳定性和抗老化性能。

2 应用前景与展望

    据美国专利局统计数据显示，2002年有267项被授予的专利提到了Parylene的某种应用。相比而言，1995年只有43项。目前，从普通领域到鲜为人知的领域，Parylene都有应用，其所涵盖的应用市场从太空深处的飞行器、汽车发动机一直到心脏调搏器、微流体控制装置的制造、图像制作设备及军事电子产品等。在每种应用中，选择Parylene都是基于其一种或几种基本特性。

   可见，随着自动化沉积设备的出现及涂敷效率的不断改进，不同技术领域对这种聚合物的日益熟悉以及对Parylene AF4深入研究和认识的加深，其应用广度将进一步得到拓宽.

摘自：《现代化工》2008年第6期