三唑官能化的4,4’-二氟二苯砜类化合物及其合成方法
【专利摘要】本发明涉及一种三唑官能化的4,4’-二氟二苯砜类化合物及其制备方法，该化合物的结构式为：。该类化合物以4,4’－二氟二苯砜为原料，通过溴代、偶联、点击等反应合成，分四个步骤，包括3,3’-二溴-4,4’-二氟二苯砜的合成，3,3’-二三甲基硅基乙炔基-4,4’-二氟二苯砜合成，3,3’-二乙炔基-4,4’-二氟二苯砜的合成，三唑官能化的4,4’-二氟二苯砜的合成。本发明所合成的化合物可与双酚类化合物进行缩聚，得到高分子聚砜材料，聚砜的骨架结构使其具有优异的阻醇效果以及抗氧化、抗酸催化水解性能，以及优良的力学性能和热稳定性，而且三唑碱性官能团提供质子缺陷，可用于制备酸-碱两性高温质子导电材料。
【专利说明】三唑官能化的4, 4’ - 二氟二苯砜类化合物及其合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种4，4’ - 二氟二苯砜类化合物及其合成方法，特别是一种三唑官能化的4，4’ - 二氟二苯砜类化合物及其合成方法。
【背景技术】
[0002]燃料电池(FC)是一种将储存在燃料和氧化剂中化学能转变为电能的高效能量转化装置，是一种很有前途的高效绿色能源。质子交换膜燃料电池(proton exchangemembrane fuel cell，PEMFC)采用聚合物膜作为电解质，具有低温启动、能量转化率高、无电解液泄露、寿命长等优点，是公认的最有希望成为军事、电动汽车、航天和区域性电站的首选电源。电催化剂和质子交换膜是质子交换膜燃料电池的关键材料。其中，阳极电催化剂的作用是催化燃料的氧化反应；阴极电催化剂的作用是催化氧气的还原反应质子交换膜的作用是隔离燃料和氧化剂，并提供质子的迁移通道。
[0003]阻碍PEMFC推广使用的最主要障碍是PEMFC的昂贵价格，特别是电催化剂和质子交换膜这两种核心材料的高昂价格。但是，若能将PEMFC的工作温度提高到120至180°C，则电极反应速度将大大加快，可以降低电催化剂中的Pt用量，甚至可以使用其它廉价的电催化剂替代昂贵的Pt催化剂，大大降低PEMFC的成本。PEMFC在高温工作时，电催化剂对氢气中的CO等杂质的耐受性将大大提高，可以简化氢气的纯化工艺，甚至可以直接利用重整气作燃料，扩大氢气的来源。同时，在水的气态温区工作的PEMFC，其水热管理将更为便捷。因此，开发高效、 低成本的新型质子交换膜，特别是耐高温、能在无水条件下运行的非氟质子交换膜便成为燃料电池技术亟待解决的关键问题。
[0004]传统质子交换膜与高温质子交换膜的对比，传统的必须含有溶剂水，而且质子电导率受含水量影响非常大，含水量降低将会使电导率急剧下降。高温质子交换膜是无水条件，但需要质子授体和接受质子的物质，并且质子能在授体和受体之间循环迁移。在酸-碱复合质子交换膜中，酸性基团提供传导质子，碱性基团形成质子缺陷。在氢键供体和授体间形成氢键网络，便于质子传输。
[0005]聚芳醚砜是一类在分子主链上含有砜基的芳香族高性能热塑性工程塑料，具有优异的阻醇效果以及抗氧化、抗酸催化水解性能，另外还具有优良的力学性能和热稳定性，因此可以用于制备酸碱两性高温质子导电材料。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一在于提供了一种三唑官能化的4，4’ - 二氟二苯砜类化合物。
[0007]本发明的目的之二在于提供该类化合物的合成方法。
[0008]为达到上述目的，本发明采用如下反应机理:
【权利要求】
1.一种三唑官能化的4，4’ - 二氟二苯砜类化合物，其特征在于结构式为:
2.一种制备根据权利要求1所述的三唑官能化的4，4’- 二氟二苯砜类化合物的方法，该方法的具体步骤为: a.将4，4’-二氟二苯砜及N-溴代丁二酰亚胺按1:2.2~1:2.5的摩尔比混合后，加入催化剂用量的浓硫酸，常温反应，通过点板确定结束后，将溶液倒入冰水中，沉淀物用用水、正己烷洗涤，分离提纯得到3，3’ - 二溴-4，4’ - 二氟二苯砜，其结构式为:
【文档编号】C07F7/10GK103755650SQ201310505487
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】严六明, 岳宝华, 苗思雨, 陈焕庆, 张晓明, 韩帅元, 张叶沛, 刘太昂 申请人:上海大学