Molecular Design， Synthesis and Characterization of Bio-based Acetosyringone-derived Poly（aryl ether ketone）s

doi:10.7503/cjcu20260030

Abstract

Abstract:

A novel oxygen heterocyclic pyridazinone monomer 6-（4-hydroxy-3，5-dimethoxyphenye）pyridazin-3（2H）- one（AGPZ） derived from the biobased compound acetosyringone was synthesized. Theoretical simulations of the phenoxide anions of AGPZ and the previously reported guaiacol-derived monomer 6-（4-hydroxy-3-methoxyphenyl） pyridazin-3（2H）-one（GSPZ） were conducted using Materials Studio. Comparative analysis reveals that the electrostatic potential extremum at the phenoxide anion of GSPZ is lower， indicating that the nucleophilic substitution activity of AGPZ is lower than that of GSPZ. Nevertheless， the successful synthesis of an AGPZ model compound confirmed that AGPZ still possesses sufficient nucleophilic substitution reactivity. A series of biobased poly（aryl ether ketone）， named as PAFEKKs， was synthesized through ternary copolymerization of AGPZ with the 2，5-bis（4-fluorobenzoyl）furan（BFBF） and 9，9-bis（4-hydroxyphenyl）fluorene（BHPF）. The synthesized PAFEKKs show a glass transition temperature（T_g， ℃） in the range of 217—226 °C and a 5% mass loss decomposition temperature（T_d，5%， ℃） between 419 and 474 °C， demonstrating excellent thermal stability. Furthermore， PAFEKKs exhibit good solubility， readily dissolving in most common organic solvents at room temperature. This synthetic method strategy utilizing biomass- derived monomers offers a molecular design and synthetic route for biobased resins， presenting a promising avenue for the development of sustainable monomers and polymers with diverse structural architectures.

Key words: Biobased polymer material, Poly（aryl ether ketone）s, Acetosyringone, Molecular structure and performance

CLC Number:

O631

TrendMD:

PANG Yiying, HAN Jianhua, ZONG Lishuai, WANG Jinyan, JIAN Xigao. Molecular Design， Synthesis and Characterization of Bio-based Acetosyringone-derived Poly（aryl ether ketone）s[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(7): 20260030.

Figures/Tables 11

References 28

[1]	Cywar R. M.， Rorrer N. A.， Hoyt C. B.， Beckham G. T.， Chen E. Y. X.， Nat. Rev. Mater.， 2021， 7（2）， 83—103
[2]	Vasileiou A. V.， Korfia T.， Sarigiannidou M.， Maniar D.， Loos K.， Polymer， 2024， 312， 127652
[3]	Zeng Y. N.， Yang B.， Yuan R. Y.， Luo Z. Y.， Chem. J. Chinese Universities， 2023， 44（4）， 20220621
	曾艳宁，杨斌，院荣炎，罗钊毅. 高等学校化学学报， 2023， 44（4）， 20220621
[4]	Wang T.， Zhou T.， Li C. R.， Song Q.， Zhang M.， Yang H. R.， Energies， 2024， 17（17）， 4484
[5]	Raza S.， Zhang J. Y.， Ali I.， Li X. L.， Liu C. K.， J. Taiwan Inst. Chem. Eng.， 2020， 115， 293—303
[6]	Naguib H. M.， Hou G. H.， J. Polym. Environ.， 2022， 31（2）， 533—540
[7]	Vasile C.， Baican M.， Polymers， 2023， 15（15）， 3177
[8]	Pellis A.， Comerford J. W.， Weinberger S.， Guebitz G. M.， Clark J. H.， Farmer T. J.， Nat. Commun.， 2019， 10（1）， 1762
[9]	Yang W. J.， Ding H.， Puglia D.， Kenny J. M.， Liu T. X.， Guo J. Q.， Wang Q. W.， Ou R. X.， Xu P. W.， Ma P. M.， Lemstra P. J.， SusMat， 2022， 2（5）， 535—568
[10]	Zhang C. Q.， Xue J. Q.， Yang X. Y.， Ke Y. Z.， Ou R. X.， Wang Y.， Madbouly S. A.， Wang Q. W.， Prog. Polym. Sci.， 2022， 125， 101473
[11]	Tang Y. Q.， Lv W.， Wang Y.， Chen H.， Li Y. D.， Wang C.， Xu G. F.， ChemCatChem， 2024， 16（8）， e202301376
[12]	Cajnko M. M.， Novak U.， Grilc M.， Likozar B.， Biotechnol. Biofuels， 2020， 13（1）， 66
[13]	Sheng Y. Q.， Tan X.， Zhou X.， Xu Y.， Appl. Biochem. Biotechnol.， 2020， 192（2）， 455—465
[14]	Xia H. A.， Xu S. Q.， Hu H.， An J. H.， Li C. Z.， RSC Adv.， 2018， 8（54）， 30875—30886
[15]	Chen S. B.， Guo X. S.， Ban H.， Pan T.， Zheng L. P.， Cheng Y. W.， Wang L. J.， Li X.， Ind. Eng. Chem. Res.， 2021， 60（47）， 16887—16898
[16]	Kanetaka Y.， Yamazaki S.， Kimura K.， J. Polym. Sci. A： Polym. Chem.， 2016， 54（19）， 3094—3101
[17]	Bao F.， Song Y. Y.， Liu Q.， Song C.， Liu C.， Wang J. Y.， Jian X. G.， Xiao J. Q.， Polym. Degrad. Stab.， 2019， 161， 309—318
[18]	Pang Y. Y.， Wang J. Y.， Jian X. G.， Acta Polym. Sin.， 2024， 55（12）， 1686—1695
	庞逸盈，王锦艳，蹇锡高. 高分子学报， 2024， 55（12）， 1686—1695
[19]	Bhattacharya A.， Sood P.， Citovsky V.， Mol. Plant Pathol.， 2010， 11（5）， 705—719
[20]	Niazian M.， Sadat⁃Noori S. A.， Tohidfar M.， Galuszka P.， Mortazavian S. M. M.， Ind. Crops Prod.， 2019， 132， 29—40
[21]	Toh W. K.， Loo E. P. I.， Siang C.， Chin P.， Ling H.， In Vitro Cell. Dev⁃Pl.， 2020， 56（5）， 578—587
[22]	Ashrafi⁃Dehkordi E.， Alemzadeh A.， Tanaka N.， Razi H.， J. Consum. Prot. Food Saf.， 2021， 16（1）， 59—69
[23]	Du C. X.， Chai L. A.， Liu C.， Si Y. Y.， Fan H. F.， Plant Biotechnol. Rep.， 2022， 16（1）， 17—27
[24]	Xu J.， Meng Y. Z.， Wang S. J.， Hay A. S.， J. Polym. Sci. A： Polym. Chem.， 2006， 44（10）， 3328—3335
[25]	Qi Y.， Wang J. Y.， Kou Y.， Pang H. C.， Zhang S. H.， Li N.， Liu C.， Weng Z. H.， Jian X. G.， Nat. Commun.， 2019， 10（1）， 2107
[26]	Xie X. X.， Wang Z.， Zhang K.， Xu J.， High Perform. Polym.， 2012， 24（6）， 521—529
[27]	Zhang R.， Bao F.， Weng Z. H.， Zong L. S.， Wang J. Y.， Jian X. G.， Polym. Degrad. Stab.， 2022， 195， 109792
[28]	Fox T. G.， Bull. Am. Phys. Soc.， 1956， 1， 123

Sample	n（BHPF）∶n（AGPZ）∶n（BFBF）		GPC		Productivity（%）
Sample	n（BHPF）∶n（AGPZ）∶n（BFBF）	M_n	M_w	PDI	Productivity（%）
PAFEKK100	10∶0∶10	25900	62300	2.41	87
PAFEKK82	8∶2∶10	17700	41500	2.34	90
PAFEKK55	5∶5∶10	12900	31900	2.47	84
PAFEKK28	2∶8∶10	13200	32900	2.49	87
PAFEKK010	0∶10∶10	9800	26700	2.72	78

Sample	n（BHPF）∶n（AGPZ）∶n（BFBF）		GPC		Productivity（%）
Sample	n（BHPF）∶n（AGPZ）∶n（BFBF）	M_n	M_w	PDI	Productivity（%）
PAFEKK100	10∶0∶10	25900	62300	2.41	87
PAFEKK82	8∶2∶10	17700	41500	2.34	90
PAFEKK55	5∶5∶10	12900	31900	2.47	84
PAFEKK28	2∶8∶10	13200	32900	2.49	87
PAFEKK010	0∶10∶10	9800	26700	2.72	78

Sample	T_g/℃	T_d，5%/℃	T_d，10%/℃	C_y（%）	E΄ at 50 ℃/MPa	tanδ peak temperature/℃
PAFEKK100	226	474	498	64.0	2744	236
PAFEKK82	223	460	481	62.1	2499	225
PAFEKK55	221	440	454	59.4	2786	223
PAFEKK28	219	424	433	59.3	2766	222
PAFEKK010	217	419	427	60.6	2334	218

Sample	T_g/℃	T_d，5%/℃	T_d，10%/℃	C_y（%）	E΄ at 50 ℃/MPa	tanδ peak temperature/℃
PAFEKK100	226	474	498	64.0	2744	236
PAFEKK82	223	460	481	62.1	2499	225
PAFEKK55	221	440	454	59.4	2786	223
PAFEKK28	219	424	433	59.3	2766	222
PAFEKK010	217	419	427	60.6	2334	218