含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐及其制备方法
【专利摘要】含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐及其制备方法，本发明涉及两种含有氨基酚基的苯磺酸磺酸盐化合物，它要解决现有使用含氨基和羟基的苯磺酸单体聚合得到的离子交换膜或质子交换膜的耐热性差的问题。本发明含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐为3,5-二氨基-2-羟基苯磺酸磺酸盐和3,5-二氨基-2,6-二羟基苯磺酸磺酸盐，制备方法是以2,4-二氨基苯酚盐酸盐或4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐为原料，发烟硫酸为磺化剂，冰水作为沉淀剂进行制备。通过以上两种单体合成聚苯并噁唑类聚合物，得到的聚合物耐热性高，使用温度提高到120℃以上，能够应用此类聚合物作为燃料电池的质子交换膜使用。
【专利说明】含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及两种含有氨基酚基的苯磺酸磺酸盐化合物，具体涉及3，5-二氨基-2-羟基苯磺酸磺酸盐和3，5- 二氨基-2，6- 二羟基苯磺酸磺酸盐及其制备方法。
【背景技术】
[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种以含氢燃料与空气作用产生电力与热力的燃料电池，以高分子质子交换膜为传导媒介，没有任何化学液体，发电后产生纯水和热，并且具有转换效率高、启动温度低和环境友好等优点，从而广泛应用在航天、军事、能源和交通等领域。其中的高分子质子交换膜是固态高分子电解材料，用以传送质子，且须隔阻电子与气体通过，目前广泛使用的质子交换膜是Nafion膜,但Nafion膜存在着高温和低湿度下质子电导率低、甲醇渗透率高和制作困难价格昂贵等缺点。
[0003]赵亮等人在2009年《化学学报》第9期题目为“新型磺化聚酰亚胺膜的合成与表征”的文献中记载了以4，4’ - 二(间氨基苯氧基)联苯-3，3’ - 二磺酸，2-(对胺基苯基)苯并噁唑-5-胺和1，4，5，8-萘四甲酸二酐共聚合成含有噁唑环的聚酰胺，随着磺化度的增加，质子导电率提高，其导电率为5.62 X 10_3S/cm，接近Naf ionl 17的导电率，但其耐热性能和质子导电率有待进一步提闻。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决现有使用含氨基和羟基的苯磺酸单体聚合得到的离子交换膜或质子交换膜的耐热性差的问题，而提供含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐及其制备方法。
[0005]本发明含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐为3，5-二氨基-2-羟基苯磺酸磺酸盐，其结构式(I)为:
[0006]
【权利要求】
1.含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于该含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐为3，5- 二氨基-2-羟基苯磺酸磺酸盐,其结构式为:
2.含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于该含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐为3，5- 二氨基-2，6- 二羟基苯磺酸磺酸盐,其结构式为:
3.制备如权利要求1所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于3，5-二氨基-2-羟基苯磺酸磺酸盐的制备方法按下列步骤实现: 向反应容器中通入氮气，然后按发烟硫酸与2，4-二氨基苯酚盐酸盐的质量比为(5~10):1加入发烟硫酸和2，4- 二氨基苯酚盐酸盐，加热回流反应4~8小时后降至室温，再加入冰水，静置晶体析出，最后经过滤，真空干燥得到3，5- 二氨基-2-羟基苯磺酸磺酸盐。
4.根据权利要求3所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于发烟硫酸中SO3的质量浓度为20%~70%。
5.根据权利要求3所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于冰水中冰的质量浓度为60%，冰水的用量是2，4- 二氨基苯酚盐酸盐质量的20~30倍。
6.制备如权利要求2所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于3，5-二氨基-2，6- 二羟基苯磺酸磺酸盐的制备方法按下列步骤实现: 向反应容器中通入氮气，然后按发烟硫酸与4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐的质量比为(5~10):1加入发烟硫酸和4，6- 二氨基间苯二酚盐酸盐，加热回流反应4~6小时后降至室温，再加入冰水，静置晶体析出，最后经过滤，真空干燥得到3，5- 二氨基-2，6- 二羟基苯磺酸磺酸盐。
7.根据权利要求6所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于发烟硫酸中SO3的质量浓度为20%~70%。
8.根据权利要求6所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于冰水中冰的质量浓度为60%，冰水的用量是4，6- 二氨基间苯二酚盐酸盐质量的20~30倍。
9.根据权利要求6所述的含有氨基和酚基的苯磺酸磺酸盐，其特征在于静置3~4天晶体析出。
【文档编号】C07C303/06GK103965082SQ201410216497
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】陈向群, 孙秋, 赵乐 申请人:哈尔滨工业大学