二氟取代磺化單體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二氟取代磺化單體及其制備方法，該磺化單體的結(jié)構(gòu)式為其中n為1或2，R為Na或K。其是以3,5-二甲氧基芐溴和2,6-二氟苯腈為原料，通過格氏試劑與腈的親核加成，進而水解、氧化、脫甲基及與磺酸內(nèi)酯反應(yīng)制備得到。本發(fā)明磺化單體具有可聚合的二氟基團和親水的磺酸基團，并含有可交聯(lián)的偶酰官能團，可用于制備燃料電池用磺化聚合物。
【專利說明】二氣取代橫化單體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種二氣取代賴化單體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活條件的日益改善，人們對能源的需求量逐漸增加。由于世界各國的能源 儲備非常有限，因此科技工作者們紛紛把目光投向了新能源的開發(fā)和利用，諸如光伏電池、 燃料電池等。在聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（PEMFC)和直接甲醇燃料電池（DMFC)中，質(zhì)子交 換膜是其關(guān)鍵部件，它起著阻隔燃料、傳導(dǎo)質(zhì)子的作用。電池的輸出功率、效率、使用壽命和 成本都與所使用的質(zhì)子交換膜密切相關(guān)，而質(zhì)子交換膜性能取決于所用賴化聚合物。
[0003] 目前，燃料電池用賴化聚合物的合成有兩種方法，一種是通過賴化單體聚合反應(yīng) 得到，另一種是通過聚合物后賴化反應(yīng)得到。然而聚合物后賴化得到的賴化聚合物存在缺 陷，例如賴化度不能有效控制W及賴化過程中聚合物的降解，因此需要開發(fā)新型賴化單體。 通過賴化單體聚合反應(yīng)制備的賴化聚合物有兩種類型，即主鏈型賴化聚合物和側(cè)鏈型賴化 聚合物。相對于主鏈型賴化聚合物而言，側(cè)鏈型賴化聚合物具有明顯的相分離結(jié)構(gòu)，從而使 得賴化聚合物性能優(yōu)異。然而用于制備側(cè)鏈型賴化聚合物的賴化單體類型較少，因此開發(fā) 制備新型高性能賴化聚合物用側(cè)鏈賴化單體受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種二氣取代賴化單體，W及該賴化單體的 制備方法。
[0005] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是；上述二氣取代賴化單體的結(jié)構(gòu)式如下所 示：
【權(quán)利要求】
1. 一種二氟取代磺化單體，其特征在于該磺化單體的結(jié)構(gòu)式如下所示： 其中，η為1或2, R為Na或K。
2. -種權(quán)利要求1所述的二氟取代磺化單體的制備方法，其特征在于它由下述步驟組 成： (1) 制備化合物a 在氮氣保護下，將鎂粉、3, 5-二甲氧基芐溴在-KTC反應(yīng)，得到格氏試劑，然后加入 2, 6-二氟苯腈，室溫反應(yīng)7?10小時，用鹽酸水解，分離純化產(chǎn)物，得到化合物a ; (2) 制備化合物b 以溴化銅為氧化劑，將化合物a在75°C下氧化，得到化合物b ; (3) 制備化合物c 將化合物b、氫溴酸在冰乙酸中回流反應(yīng)8?12小時，分離純化產(chǎn)物，得到化合物c ; (4) 制備二氟取代磺化單體 將化合物c、l，4- 丁磺酸內(nèi)酯或1，3-丙磺酸內(nèi)酯、堿在無水乙醇中回流反應(yīng)5?7小 時，分離純化產(chǎn)物，得到二氟取代磺化單體； 上述的化合物a、b、c的結(jié)構(gòu)式如下所示：
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氟取代磺化單體的制備方法，其特征在于：所述的步驟（1) 中，3, 5-二甲氧基芐溴、鎂粉、2, 6-二氟苯腈的摩爾比為1:1. 5:0. 9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氟取代磺化單體的制備方法，其特征在于：所述的步驟（2) 中，化合物a與溴化銅的摩爾比為1:1.5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氟取代磺化單體的制備方法，其特征在于：所述的步驟（4) 中，化合物c、1，4- 丁磺酸內(nèi)酯或1，3-丙磺酸內(nèi)酯、堿的摩爾比為1:3:4。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的二氟取代磺化單體的制備方法，其特征在于：所述堿為 氫氧化鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、叔丁醇鉀中的任意一種。
【文檔編號】C08G75/23GK104262211SQ201410508174
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】陳新兵, 何富綱, 陳沛, 安忠維 申請人:陜西師范大學(xué)