[發明專利]刷型二氟單體及其合成方法

有效

• 申請號: 201410508171.5
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104262127A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳新兵;石倩;陳沛;安忠維
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C07C49/813
• 分類號: C07C49/813;C07C49/84;C07C45/68
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種刷型二氟單體及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，普通的高分子材料已經不能滿足在特定功能上的需要，這時功能性高分子材料應運而生。目前高分子材料經功能化后可用于很多領域，例如燃料電池、光伏電池、分離膜等領域。對于含有特定官能團的聚合物，例如含甲基官能團的聚合物經溴代、銨化后，形成季銨化的高分子材料，這類材料可用于燃料電池用陰離子交換膜。而含有甲氧基官能團的聚合物經脫甲基后與磺化內酯反應，可得到磺化聚合物，這種磺化的聚合物材料可用于制備燃料電池中的質子交換膜。

一般情況下，功能性高分子材料中官能團的引入大多是通過特定的功能單體來引入，而功能化單體結構上的差異將會導致聚合物性能的差異，因此開發含有特定官能團的單體對于新型功能聚合物的研制尤為重要。

功能聚合物可分為主鏈型和側鏈型結構，與之相應的聚合物單體也可分為主鏈型單體和側鏈型單體。與主鏈型功能聚合物相比，側鏈型功能聚合物具有熔點低，溶解度高等優勢，而且官能團遠離主鏈結構，有助于形成相分離結構，但是側鏈型單體類型相對較少，合成難度較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種側鏈含有官能團的刷型二氟單體，以及該單體的合成方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案是該刷型二氟單體的結構式如下所示：

其中，X代表CH₃或OCH₃，n為1～3的整數。

本發明刷型二氟單體優選式I～VIII所示化合物中的任意一種：

上述刷型二氟單體的合成路線為：

具體合成步驟如下：

1、制備化合物a

在氮氣保護下，將3,5-二甲基溴苯、鎂粉在60～70℃下攪拌回流3～4小時，制備成格氏試劑；將格氏試劑與2,6-二氟苯腈在60～70℃下攪拌回流5～6小時，停止反應，用鹽酸水解，分離純化產物，制備成化合物a。

2、制備化合物b

將化合物a、N-溴代丁二酰亞胺(NBS)、偶氮二異丁腈(AIBN)回流反應3～4小時，反應結束后，分離純化產物，制備成化合物b。

3、制備刷型二氟單體

在氮氣保護下，將化合物b、化合物c、碳酸鈉、四(三苯基)膦合鈀和四丁基溴化銨按摩爾比為1:3～4:3～5:0.03～0.1:0.03～0.1，在60～70℃下攪拌回流反應12小時，反應結束后，分離純化產物，制備成刷型二氟單體。

上述步驟1中，優選3,5-二甲基溴苯、鎂粉、2,6-二氟苯腈的摩爾比為1:1.2:1。

上述步驟2中，優選化合物a、N-溴代丁二酰亞胺、偶氮二異丁腈的摩爾比為1:2:0.1。

上述步驟3中，優選化合物b、化合物c、碳酸鈉、四(三苯基)膦合鈀、四丁基溴化銨按摩爾比為1:3.3:4:0.05:0.05。

本發明刷型二氟單體含有可聚合二氟基團和可功能化的甲基或甲氧基，其經過縮聚反應和官能團轉換后可以得到季銨化或者磺化的聚合物，該功能化聚合物可作為燃料電池聚合物電解質膜材料。

附圖說明

圖1是實施例1制備的化合物a的¹H核磁共振譜圖。

圖2是實施例1制備的化合物I的¹H核磁共振譜圖。

圖3是實施例1制備的化合物I的質譜圖。

圖4是實施例1制備的化合物I的紅外吸收譜圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不僅限于這些實施例。

實施例1

以制備結構式如下所示的刷型二氟單體為例，具體制備方法如下：

1、制備化合物a