多磺酸基取代化合物的纯化工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种纯化多磺酸基取代化合物的方法，将多磺酸基取代化合物粗产品经色谱柱法和重结晶法纯化，最终得到高纯度单一多磺酸基取代化合物方法。在纯化过程中不使用高沸点的溶剂二甲亚砜和易残留的无机盐氯化钠，可有效控制和显著降低无机盐在多磺酸盐取代化合物中的残留量，提高磺化单体的纯度。由高纯度多磺酸基取代化合物与二酚类化合物聚合成功得到高分子量磺化聚醚醚酮类聚合物。该类高分子量聚合物在质子膜燃料电池电解质膜研究中有着广泛的应用。
【专利说明】多磺酸基取代化合物的纯化工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种多磺酸基取代化合物的纯化方法。
【背景技术】
[0002] 质子交换膜燃料电池 （Proton Exchange Membrane Fuel Cell，即 PEMFC)是以氢 气/氧气为燃料和氧化剂的高效、低污染的发电装置。PEMFC主体由质子交换膜，催化剂pt、 集流板和冷却板等组成。质子交换膜作为PEMFC的关键部件，它起着隔离燃料和氧化剂、以 及传导质子的作用，它的性能决定着燃料电池的性能。
[0003] 全芳香类聚合物，因其具有良好的可用性、加工性、化学组成的多样性及在燃料电 池工作环境下可预期的稳定性，而被认为是最有前途的高性能的质子交换膜之一。特别是 聚芳醚酮，如磺化聚醚醚酮（SPEEK)，磺化聚醚砜（SPEES)及它们的衍生材料，已成为质子 交换膜材料研究的焦点。
[0004] 由于聚合法获得聚合物的磺化度直接受单体磺化程度的影响，即单体的磺酸基团 含量越高所获得聚合物的磺化程度就越高。所以，作为制备SPEEK和SPEES材料的单体一 多磺酸基取代的芳基化合物的研究也引起了广泛的重视。目前4,4' -二氟-3, 3' -二磺酸 二苯甲酮钠盐，1，3-二（3-磺酸钠基-4-氟苯）甲酰基苯和3, 3' -二磺酸-4, 4' -二氯二 苯砜钠盐分别是用于SPEEK和SPEES直接聚合的主要单体：
[0005] 结构A :4,4' -二氟-3, 3' -二磺酸二苯甲酮钠盐：
[0006]
【权利要求】
1. 一种纯化多磺酸基取代化合物的方法，其特征在于：将多磺酸基取代化合物粗产品 经色谱柱法和重结晶法纯化，最终得到高纯度单一多磺酸基取代化合物方法，所述多磺酸 基取代化合物，其结构如（Ml)所示：
在通式（Ml)中，X为酮基、砜基、直接键合、-PO (R1)- (R1为任意的有机基团)、-(CF2) f- (f为1?5的整数）或-C (CF3)2-中的一种；Y为F、Cl、或I中的至少一种；m为1 或者2 ;n为0,1或者2 ;M为金属阳离子或者铵阳离子。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述色谱柱法纯化时，色谱柱包括下部填 料层和上部填料层；下部填料层的填料选自中性氧化铝、硅胶、离子交换树脂、聚酰亚胺或 凝胶中的一种；上部填料层的填料为多磺酸基取代化合物粗产品与中性氧化铝、硅胶、离子 交换树脂、聚酰亚胺或凝胶中的一种的混合物。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述下部填料层中，填料的量是上部填料 层中多磺酸基取代化合物粗产品质量的1-7倍。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述上部填料层中，填料的量是多磺酸基 取代化合物粗产品质量的1-3倍。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述柱色谱法中使用的洗脱剂选自乙腈、 丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、石油醚、异丙醇、丙醇、四氢呋喃、或去离子水 中的一种或几种。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的重结晶在去离子水中，或者在有机 溶剂与去离子水的混合溶液中进行；有机溶剂选自乙腈、丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯 甲烷、氯仿、石油醚、异丙醇、丙醇、或四氢呋喃中的一种或几种。
【文档编号】C07C309/44GK104119252SQ201310153436
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】陈广明, 陈桥, 吴刚 申请人:东丽先端材料研究开发（中国）有限公司