磺化烷基芳香二胺及其盐酸盐和它们的制备方法

摘要

本发明公开了下式所示的磺化烷基芳香二胺及其盐酸盐和它们的制备方法。这类单体是以卤代烷基苯为基本原料，通过磺化，硝化以及还原三步反应制备而得。以磺化烷基芳香二胺为基本原料，与二酐反应可以制备磺化聚酰亚胺。磺化聚酰亚胺由于其优良的成膜性能，优异的力学性能、耐热性能和耐溶剂性能，在燃料电池用质子导电膜、分离膜以及氯碱工业用离子交换膜等方面具有广泛的应用。

主权项

1.磺化烷基芳香二胺及其盐酸盐的制备方法，其特征在于具体制备方法如下：(1)磺化反应：在氮气保护、磁力搅拌条件下，将卤代烷基苯与亚硫酸氢钠以及醇和水的混合溶剂加入反应器中，其中卤代烷基苯与亚硫酸氢钠的摩尔比为1∶2～1∶8，醇和卤代烷基苯的摩尔比为40∶1～50∶1，醇和水的体积比为5∶4～7∶4，然后将混合物在回流条件下反应12～80小时，反应结束后，生成的产物由体系中析出，过滤，在真空条件下干燥，得到磺化烷基苯；(2)硝化反应：在磁力搅拌条件下，将磺化烷基苯加入反应器中，在冰浴条件下加入浓度为90wt％～98wt％的浓硫酸作溶剂，其中磺化烷基苯的浓硫酸溶液的摩尔浓度为2～5mol/L，然后将混酸加入反应器中，其中混酸mL与磺化烷基苯mmol的比为1∶1～1∶3，冰浴条件下反应0.5～2小时，然后在室温下反应1～8小时，将反应混合物倒入碎冰中，并用碱金属盐进行“盐析”，所得沉淀过滤，干燥，得到粗产物，将粗产物溶于甲醇，过滤，得到的滤液浓缩，并用丙酮洗涤，固体部分过滤，干燥即可得到纯净的磺化烷基二硝基苯；(3)还原反应：在氮气保护、磁力搅拌条件下，将磺化烷基二硝基苯加入反应器中，并加入醇和水的混合溶剂，其中醇mL和磺化烷基二硝基苯mmol的比5∶1～1∶1，醇和水的体积比为4∶1～1∶2，加入10wt％的钯炭，其中10wt％的钯炭g和磺化烷基二硝基苯mmol的比为1∶30～1∶10，在回流条件下，滴加浓度为70wt％～90wt％的水合肼，其中水合肼和磺化烷基二硝基苯的摩尔比为6∶1～2∶1，加完水合肼后，再在回流条件下反应10～30小时，反应结束后冷至室温，过滤，滤液用盐酸调至酸性，减压条件下浓缩，并用丙酮洗涤，固体部分过滤，干燥即可得到磺化烷基芳香二胺盐酸盐，磺化烷基芳香二胺可由其盐酸盐与等摩尔的氢氧化钠反应制得；其中磺化烷基芳香二胺及其盐酸盐的化学结构如下：和其中n＝2，3或4。