CN104803892B - 一种芳基磺酸化合物的纯化方法 - Google Patents
一种芳基磺酸化合物的纯化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104803892B CN104803892B CN201410037549.8A CN201410037549A CN104803892B CN 104803892 B CN104803892 B CN 104803892B CN 201410037549 A CN201410037549 A CN 201410037549A CN 104803892 B CN104803892 B CN 104803892B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sulfonic acid
- hydroxide
- aryl sulfonic
- acid compound
- aryl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 *(c1ccccc1)C1=CC=IC=C1 Chemical compound *(c1ccccc1)C1=CC=IC=C1 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种芳基磺酸化合物的纯化方法。将经由硫酸或发烟硫酸磺化反应制备得到的芳基磺酸化合物的混合物通过中和、酸化和再中和的步骤,除去在芳基磺酸化合物的混合物中存在的芳基磺酸化合物以外的无机酸和无机盐。可有效控制和显著降低无机盐在芳基磺酸盐化合物中的残留量,提高磺化单体的纯度。由高纯度芳基磺酸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。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种芳基磺酸化合物的纯化方法。
背景技术
芳基磺酸化合物在医药、农药、材料及环境领域有着广泛的应用。在环境领域中,由于质子交换膜燃料电池具有高功率密度、低温启动、环境友好等优点,已受到广大研究者的重视。目前常用的质子交换膜为全氟磺酸膜(如Nafion膜),由于其价格昂贵、高温下质子传导率低以及甲醇渗透系数高等不足,限制了它的进一步发展。因此研究电池性能好、成本较低、可在高温下运行的质子交换膜材料成为当前热点。目前研究的非氟质子交换膜有磺化聚芳醚酮,磺化聚酰亚胺等。其中,磺化聚芳醚酮以其较好的质子传导性和热稳定性成为很有发展前途的质子交换膜材料。因此,制备新型的芳基磺酸化合物单体,进而获得磺化聚芳醚酮类质子交换膜成为开展质子交换代燃料电(PEMFC)研究的主要途径之一。
芳基磺酸化合物具有易潮解、极性大等特点。除在水及DMSO(二甲基亚砜)具有一定溶解能力外,在多数常规有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、氯仿、或乙酸乙酯等)中溶解性差。因此,在后处理过程中,采用萃取-洗涤液液两相分离芳香类多磺酸化合物和无机盐的方法是不可行的。芳基磺酸类化合物通常由硫酸或发烟硫酸磺化制备而得到,后处理中常根据其在不同溶剂中的溶解性不同,采用二甲亚砜(DMSO)溶解法(CN101717354);氯化钠盐析法(1,3-二(3-磺酸钠基)-4-氟苯甲酰基苯、共聚物及合成方法,CN1654454和含两个磺酸基钠盐结构的4,4’-二取代基二苯砜及其制备方法,CN1470505)将多磺酸类化合物与无机硫酸盐分离。在实际生产过程中,由于二甲亚砜属于高沸点、高温易分解的有机溶剂,对设备有很高的要求。此外,二甲亚砜的价格相对较高,在一定程度上增加了生产的成本。综合上述原因考虑,使用二甲亚砜溶解法将磺酸类化合物与无机盐分离在大规模生产中仍受限制。相对成本较低的盐析法的不足点是操作较繁琐,分离底物的普适性不高。根据相关文献检索发现,研究发现随着磺酸基团的增加,芳基磺酸化合物的在水溶液中的溶解性增强,到一定程度时芳基磺酸化合物不会从盐溶液中析出。此外,已知的方法还有根据芳基磺酸钙盐与硫酸钙盐在水中溶解性的不同,选择在氢氧化钙中和,再将反应产生的硫酸钙除去。但是,该方法对于底物为芳基多磺酸的化合物,其在将钙盐转化为钠盐的过程中易发生副反应。另外,由于采用碳酸盐将钙盐转化的反应在水相中反应,要求使用的碳酸盐必须是可溶性的,进一步限制了芳基磺酸盐的阳离子的种类。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷,本发明提供了一种芳基磺酸化合物的纯化方法,将经由硫酸或发烟硫酸磺化反应制备得到芳基磺酸化合物与硫酸的混合物,通过中和、酸化及再中和的步骤,除去在芳基磺酸化合物的混合物中存在的芳基磺酸化合物以外的无机酸和无机盐,最终得到不含无机盐的芳基磺酸化合物。
具体为:本发明提供一种芳基磺酸化合物的纯化方法,将经由硫酸或发烟硫酸磺化反应制备得到的芳基磺酸化合物与硫酸的混合物通过中和、酸化及再中和的步骤,除去在芳基磺酸化合物的混合物中存在的芳基磺酸化合物以外的无机酸和无机盐;所述芳基磺酸化合物,其结构如(M1)所示:
在通式(M1)中,X为酮基、砜基、直接键合、-PO(R1)-、-(CF2)f-(f为1~5的整数)或-C(CF3)2-中的一种;其中,R1为C1-6的烃基、芳基、C1-6的烃氧基或芳基取代的亚烷基中的至少一种;Y为F、Cl、Br或I中的至少一种;m为1或者2;n为1或者2;M为金属阳离子或者铵阳离子。
考虑到本发明的主要适用对象为芳基多磺酸化合物,所述芳基磺酸化合物的结构优选为具有如下列结构通式(M2):
在通式(M2)中,X为酮基、砜基、直接键合、-PO(R1)-、-(CF2)f-(f为1~5的整数)或-C(CF3)2-中的一种;其中,R1为C1-6的烃基、芳基、C1-6的烃氧基或芳基取代的亚烷基中的至少一种;Y为F、Cl、Br或I中的至少一种;M为金属阳离子或者铵阳离子。
考虑到需要将磺化反应得到的混合物中的大量硫酸除去,所述的中和过程优选包括加入Ca(OH)2或者CaCO3中和,控制反应液中和终点的pH值在6.50-9.50之间。综合考虑实际反应体系的均匀性,进一步优选Ca(OH)2或者CaCO3的悬浊液(固体和水的质量比在1:1-1:3);由于CaCO3中和时有大量CO2气泡产生,可能不利于反应速率的控制,再进一步优选Ca(OH)2中和。该步骤中的中和操作是一个放热过程,本发明中进一步优选控制整个过程中的反应液的最高温度不高于45℃。在pH计的检测下控制反应液中和终点的pH值在6.50-9.50之间,为避免处理残留过量的碱,进一步优选中和终点的pH值在6.50-7.50之间。
考虑到需要将中和得到的磺酸钙中的钙离子置换,所述的纯化方法中的酸化过程优选包括加入无水草酸或草酸二水化合物中的至少一种进行酸化。首先,向中和后过滤得到的溶液中加入一定量的无水草酸或草酸二水化合物,考虑到反应的速率,优选控制反应温度在50-80℃,反应1.0-5.0小时。其次,经抽滤等步骤除去不溶固体,滤液进行浓缩和干燥得到粗品。最后,将粗品与等质量的去离子水在100℃-120℃回流1-2小时,趁热过滤,干燥得到浅黄色的固体粉末。本发明中对于浓缩和干燥没有特别限定,例如:上述浓缩可以使用旋转蒸发仪脱除洗脱剂。干燥可以选用真空烘箱、常压鼓风烘箱或红外干燥箱。
所述纯化方法中的再中和是指加入阴离子为氢氧根的碱性化合物与酸化后获得的磺酸进行再次中和的步骤。在pH计的检测下控制反应液中和终点的pH值在7.00-7.25之间。所述加入的阴离子为氢氧根的碱性化合物可以选自:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化铵、氢氧化铝、氢氧化锌或氢氧化铯中的一种或几种。考虑到生产的成本及实际的应用性,所述再中和中加入阴离子为氢氧根的碱性化合物优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、或氢氧化铵。
本发明的纯化方法不仅大大降低了芳基磺酸化合物中无机盐的含量,而且操作中不使用有机溶剂,有效的降低纯化成本。
由本发明涉及的芳基磺酸化合物经进一步纯化与二酚类化合物聚合得到高分子量磺化聚醚醚酮类聚合物。该磺化聚醚醚酮类聚合物可进一步制备得到优良的性能的质子膜燃料电池电解质膜。广泛应用于新型能源电池材料研究开发领域。
具体实施方式
本发明可通过下面优选实施方案的实施例获得,但这些实施例仅在于举例说明,不对本发明的范围做出界定。
实施例中使用的原材料:
实施例中使用的无水草酸、草酸二水化合物、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化铵、氢氧化铝、氢氧化锌或氢氧化铯均为分析纯试剂(AR),购自国药集团化学试剂有限公司;去离子水是通过离子交换树脂树脂自制。pH计使用的是梅特勒,型号为:FE20(已校正)。4,4’-二氟-3,3’,5,5’-四磺酸钠二苯甲酮的合成参照PCT/CN2012/081062中记载的方法。4,4’-二氟-3,3’-二磺酸钠二苯甲酮的合成参照CN101717354中记载的方法。
实施例中所用到的检测方法:
(1)芳基磺酸化合物酸化的检测方法
对于酸化反应是否将芳基磺酸化合物的钙盐完全转化为相应磺酸的检测,主要采用的是滴定法鉴定反应得到的溶液中是否有钙离子的残留。取酸化反应后所得到的芳基磺酸化合物的水溶液15mL,经离心和抽滤,得到浓度在0.1-0.12g mL-1之间清液10mL。向该溶液中滴加碳酸钠溶液(0.2g mL-1),室温搅拌10分钟,观察有无沉淀产生。根据碳酸钙的溶度积常数为KspCaCO3=0.87×10-8mol L-1,在无沉淀条件可确认置换反应完全。
(2)无机硫酸盐的残留检测方法
取除无机盐后所得到的芳基磺酸化合物1.0g溶于5mL去离子水中,采用饱和氯化钡滴定,观察不到浑浊出现。根据硫酸钡的溶度积常数KspBaSO4=1.08×10-10mol L-1,BaCl2常温下饱和浓度为1.8mol L-1,可得到硫酸根浓度低于0.6×10-10mol L-1。即说明芳基磺酸化合物中无机硫酸盐含量低于60ppm。如果有浑浊出现,则说明无机硫酸盐的含量大于60ppm。
实施例1
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为186g,硫酸约为148g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入Ca(OH)2悬浊液(180.0g氢氧化钙和150mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含10.0g氢氧化钙的水溶液至pH=6.50,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.5L。向溶液中加入草酸二水化合物90.0g,控制温度50℃,反应3h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化钠溶液(含53.5g NaOH)至pH=7.00,脱去溶剂水,干燥得到粗品149.0g。将此粗品置于150mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到产物中无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5
,5-四磺酸二苯甲酮化合物钠盐125.0g。
实施例2
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为186g,硫酸约为148g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入CaCO3悬浊液(233.2g碳酸钙和250mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含15.0g碳酸钙的水溶液至pH=7.50,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.5L。向溶液中加入无水草酸65.0g,控制温度50℃,反应3h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化钠溶液(含56.5g NaOH)至pH=7.05,脱去溶剂水,干燥得到粗品145.0g。将此粗品置于160mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到产物中无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物钠盐128.0g。
实施例3
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为186g,硫酸约为148g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入Ca(OH)2悬浊液(180.0g氢氧化钙和150mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含15.0g氢氧化钙的水溶液至pH=9.50,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.5L。向溶液中加入草酸二水化合物90.0g,控制温度50℃,反应3h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化锂含32.5g LiOH至pH=7.25,脱去溶剂水,干燥得到粗品149.0g。将此粗品置于150mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到产物中无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5,5-四磺酸二苯甲酮化合物锂盐100.0g。
实施例4
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为176g,硫酸约为126g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入Ca(OH)2悬浊液(155.0g氢氧化钙和150mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含24.0g氢氧化钙的水溶液至pH=7.04,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.3L。向溶液中加入无水草酸85.0g,控制温度50℃,反应1h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化钾溶液(含72.9g KOH)至pH=7.10,脱去溶剂水,干燥得到粗品114.0g。将此粗品置于120mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5’,5-四磺酸二苯甲酮化合物钾盐120.0g。
实施例5
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为176g,硫酸约为126g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入Ca(OH)2悬浊液(155.0g氢氧化钙和150mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含24.0g氢氧化钙的水溶液至pH=9.04,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.3L。向溶液中加入草酸二水化合物119.0g,控制温度50℃,反应1h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化镁溶液(含39.9g氢氧化镁)至pH=7.20,脱去溶剂水,干燥得到粗品114.0g。将此粗品置于120mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5’,5-四磺酸二苯甲酮化合物镁盐100.0g。
实施例6
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为176g,硫酸约为126g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入CaCO3悬浊液(209.0g氢氧化钙和250mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含24.0g碳酸钙的水溶液至pH=8.04,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.3L。向溶液中加入草酸二水化合物119.0g,控制温度50℃,反应1h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧铵溶液(含34.0g氢氧化铵)至pH=7.15,脱去溶剂水,干燥得到粗品114.0g。将此粗品置于120mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5’,5-四磺酸二苯甲酮化合物铵盐110.0g。
实施例7
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为176g,硫酸约为126g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入CaCO3悬浊液(209.0g氢氧化钙和250mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含24.0g碳酸钙的水溶液至pH=8.04,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约2.3L。向溶液中加入草酸二水化合物119.0g,控制温度50℃,反应1h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化镁溶液(含39.9g氢氧化镁)至pH=7.15,脱去溶剂水,干燥得到粗品114.0g。将此粗品置于120mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到无机硫酸盐的含量小于60ppm的浅黄色的4,4’-二氟-3,3’,5’,5-四磺酸二苯甲酮化合物镁盐100.0g。
实施例8
取磺化反应后的稀释液1.0L(4,4’-二氟-3,3’–二磺酸二苯甲酮化合物的质量约为125g,硫酸约为70g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入Ca(OH)2悬浊液(78.0g氢氧化钙和100mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含5.0g氢氧化钙的水溶液至pH=7.50,抽滤、洗涤、合并得到浅黄色液体约1.5L。向溶液中加入草酸二水化合物47.0g,控制温度50℃,反应1h,抽滤、洗涤合并。取少量清液,采用上文所述碳酸钠饱和溶液滴定,确认已酸化完全。常温下,pH计测定下向溶液中加入氢氧化钠溶液(含32.5g NaOH)至pH=7.25,脱去溶剂水,干燥得到粗品110.0g。将此粗品置于120mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,少量浑浊出现,得到无机硫酸盐的含量大于60ppm的白色的4,4’-二氟-3,3’-二磺酸二苯甲酮化合物钠盐102.0g。
对比例1
取磺化反应后的稀释液2.0L(4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物的质量约为180g,硫酸约为139g的水溶液),充分搅拌条件下逐步加入Ca(OH)2悬浊液(185.0g氢氧化钙和150mL去离子水的混合物),控制温度小于45℃。加入完成后,经过滤、洗涤、合并滤液得粉红色澄清液体。在pH计指示条件下,加入含14.0g氢氧化钙的水溶液至pH=7.14,抽滤、洗涤、合并得到黄色液体约2.5L。向溶液中加入固体碳酸钠72.0g,控制温度50℃,反应2h,抽滤、洗涤合并、干燥得到粗品162.0g。将此粗品置于180mL去离子水中,回流条件下溶解,热过滤、滤液脱溶干燥及上文所述CaCl2检测,得到无机硫酸盐的含量小于60ppm的黄色的4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮化合物108.0g。由于得到的,进一步核磁分析发现,反应物中出现氟原子被取代的新杂质成分而造成最终获得的产物为黄色粉末。
对比例2
向1.2kg4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸钠二苯甲酮粗产品(20~26%)中加入3.0LDMSO,水浴30℃超声2h,离心(转速8000rpm,共计需要时间2~3h)。将离心后的上部清液抽滤,滤液经旋转蒸发仪脱除大部分DMSO(高真空油泵减压)3~5h,得黄褐色粘稠油状物。加入1.0L无水乙醇(AR),搅拌30min,析出固体,抽滤得浅黄色固体,使用无水乙醇洗涤两次(0.5L/每次),抽滤,真空干燥,得到无机硫酸盐含量大于60ppm的浅黄色固体200g。
对比例3
参考专利CN1470505采用盐析法对磺化反应液进行纯化。将250mL4,4’-二氟-3,3’5,5’-四磺酸二苯甲酮磺化反应液(制备参考专利PCT/CN2012/081062中记载的方法)分别进行如下操作:(A)取50mL加入到300mL氯化钠饱和溶液中,未见有固体析出。(B)取50mL加入到300mL无水乙醇溶液中,未见有固体析出。(C)取50mL经NaOH中和后,加入到300mL氯化钠饱和溶液中,未见有固体析出。实验说明,具有4个磺酸基取代的化合物4,4’-二氟-3,3’,5,5’-四磺酸二苯甲酮或其钠盐在水溶液中具有较好的溶解性,采用常规的氯化钠盐析方法不可行。
对比例4
参考专利CN1470505采用盐析法对磺化反应液进行纯化。取磺化反应后的稀释液1.0L(4,4’-二氟-3,3’–二磺酸二苯甲酮化合物的质量约为125g,硫酸约为70g的水溶液)。在pH计指示条件下,加入28.0gNaOH固体5.0至pH=7.50。搅拌条件下逐步加入NaCl固体至不再有白色固体增加。经过滤、滤饼洗涤,滤液中再加入一定量的氯化钠盐析,合并盐析的固体,得白色的4,4’-二氟-3,3’-二磺酸二苯甲酮化合物钠盐102.0g。采用上文所述CaCl2检测明显的固体沉淀产生,得到无机硫酸盐的含量远大于60ppm。此外,通过硝酸银溶液检测,有沉淀产生说明还有过量的氯化钠残留在磺酸钠盐中。
Claims (5)
1.一种芳基磺酸化合物的纯化方法,其特征在于:将经由硫酸或发烟硫酸磺化反应制备得到的芳基磺酸化合物与硫酸的混合物通过Ca(OH)2或者CaCO3中和、无水草酸或草酸二水化合物酸化及再中和的步骤,除去在芳基磺酸化合物的混合物中存在的芳基磺酸化合物以外的无机酸和无机盐;所述芳基磺酸化合物,其结构如(M1)所示:
在通式(M1)中,X为酮基、砜基、直接键合、-PO(R1)-、-(CF2)f-或-C(CF3)2-中的一种;其中,R1为C1-6的烃基、芳基、C1-6的烃氧基或芳基取代的亚烷基中的至少一种,f为1~5的整数;Y为F、Cl、Br或I中的至少一种;m为0、1或者2;n为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所述纯化方法,其特征在于:所述芳基磺酸化合物,其结构如下列通式(M2)所示:
在通式(M2)中,X为酮基、砜基、直接键合、-PO(R1)-、-(CF2)f-或-C(CF3)2-中的一种;其中,R1为C1-6的烃基、芳基、C1-6的烃氧基或芳基取代的亚烷基中的至少一种,f为1~5的整数;Y为F、Cl、Br或I中的至少一种;M为金属阳离子或者铵阳离子。
3.根据权利要求1所述的纯化方法,其特征在于:所述通过Ca(OH)2或者CaCO3中和的步骤中,控制反应液中和终点的pH值在6.50-9.50之间。
4.根据权利要求1所述的纯化方法,其特征在于:所述再中和是指加入阴离子为氢氧根的碱性化合物进行再次中和,控制反应液中和终点的pH值在7.00-7.25之间。
5.根据权利要求4所述的纯化方法,其特征在于:所述阴离子为氢氧根的碱性化合物选自:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化铵、氢氧化铝、氢氧化锌或氢氧化铯中的一种或几种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410037549.8A CN104803892B (zh) | 2014-01-26 | 2014-01-26 | 一种芳基磺酸化合物的纯化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410037549.8A CN104803892B (zh) | 2014-01-26 | 2014-01-26 | 一种芳基磺酸化合物的纯化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104803892A CN104803892A (zh) | 2015-07-29 |
CN104803892B true CN104803892B (zh) | 2018-01-23 |
Family
ID=53689136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410037549.8A Active CN104803892B (zh) | 2014-01-26 | 2014-01-26 | 一种芳基磺酸化合物的纯化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104803892B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114085344B (zh) * | 2021-12-08 | 2023-07-07 | 上海市第五人民医院 | 一种磺化改良聚醚醚酮的方法及改良的聚醚醚酮在椎间融合器中的应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1470505A (zh) * | 2003-06-26 | 2004-01-28 | 上海交通大学 | 含两个磺酸基(盐)结构的4,4’-二取代基二苯砜及其制备方法 |
CN1654454A (zh) * | 2005-01-13 | 2005-08-17 | 吉林大学 | 1,3-二(3-磺酸钠基-4-氟苯甲酰基)苯、共聚物及合成方法 |
JP2006299080A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Yamaguchi Univ | 多スルホン化芳香族化合物、スルホン化ポリマー、固体高分子電解質およびプロトン伝導膜 |
JP2007084739A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Toray Ind Inc | イオン性基を有するポリマー、高分子電解質材料、高分子電解質部品、膜電極複合体および高分子電解質型燃料電池 |
CN101550094A (zh) * | 2009-05-12 | 2009-10-07 | 天津师范大学 | 磺化聚醚酮重要单体二卤-二磺酸二苯甲酮及其盐的制备方法 |
CN101717354A (zh) * | 2009-11-03 | 2010-06-02 | 上海大学 | 磺化4,4’-二氟二苯酮的制备方法 |
WO2013040985A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | Toray Advanced Materials Research Laboratories (China) Co., Ltd. | Sulfonic acid group-containing polymer, sulfonic acid group-containing aromatic compound and method of making the same, as well as polymer electrolyte material, polymer electrolyte molded product and solid polymer fuel cell using the same |
-
2014
- 2014-01-26 CN CN201410037549.8A patent/CN104803892B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1470505A (zh) * | 2003-06-26 | 2004-01-28 | 上海交通大学 | 含两个磺酸基(盐)结构的4,4’-二取代基二苯砜及其制备方法 |
CN1654454A (zh) * | 2005-01-13 | 2005-08-17 | 吉林大学 | 1,3-二(3-磺酸钠基-4-氟苯甲酰基)苯、共聚物及合成方法 |
JP2006299080A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Yamaguchi Univ | 多スルホン化芳香族化合物、スルホン化ポリマー、固体高分子電解質およびプロトン伝導膜 |
JP2007084739A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Toray Ind Inc | イオン性基を有するポリマー、高分子電解質材料、高分子電解質部品、膜電極複合体および高分子電解質型燃料電池 |
CN101550094A (zh) * | 2009-05-12 | 2009-10-07 | 天津师范大学 | 磺化聚醚酮重要单体二卤-二磺酸二苯甲酮及其盐的制备方法 |
CN101717354A (zh) * | 2009-11-03 | 2010-06-02 | 上海大学 | 磺化4,4’-二氟二苯酮的制备方法 |
WO2013040985A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | Toray Advanced Materials Research Laboratories (China) Co., Ltd. | Sulfonic acid group-containing polymer, sulfonic acid group-containing aromatic compound and method of making the same, as well as polymer electrolyte material, polymer electrolyte molded product and solid polymer fuel cell using the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Preparation of sulfonated monomer for Pem fuel cell and solvent optimization for recrystallization;El-Araby R.et al;《World Applied Sciences Journal》;20121231;第16卷(第8期);1082-1086 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104803892A (zh) | 2015-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106866497B (zh) | 一种降冰片烯类化合物及其制备方法和应用 | |
CN105776257B (zh) | 盐湖卤水镁锂分离并生产氢氧化镁和高纯氧化镁的方法 | |
CN108774316B (zh) | 阳离子型聚芳醚树脂、分离膜及其制备方法 | |
CN102702106B (zh) | 一种高耐碱稳定性咪唑类离子液体及其应用 | |
CN110690486A (zh) | 一种基于柔性长侧链多阳离子结构的交联型碱性阴离子膜的制备方法 | |
CN101875004A (zh) | 一种吸附镓专用螯合树脂、其制备方法及其应用 | |
CN106633034B (zh) | 一种聚醚醚酮树脂的制备方法及制得的聚醚醚酮树脂 | |
CN105503664B (zh) | 一种三单体生产工艺废水综合利用的方法 | |
CN104803892B (zh) | 一种芳基磺酸化合物的纯化方法 | |
CN102050788A (zh) | 一种无卤素咪唑类离子液体的合成方法 | |
WO2016029735A1 (zh) | 两性离子交换膜及其制备方法 | |
CN103910757A (zh) | 双(4-卤苯基)(3’-膦酸苯基)氧膦及其盐和它们的制备方法 | |
CN101993418B (zh) | (甲基)丙烯酰胺基羧酸盐离子液体及其制备方法 | |
CN101723978B (zh) | 磺化膦氧化物单体及其盐的高效制备方法 | |
CN104725175B (zh) | 一种芳香类多磺酸化合物的纯化方法 | |
CN103130917A (zh) | 木聚硫酸及其盐的制备方法 | |
CN107602478A (zh) | 一种新型苯并咪唑类离子单体及其制备方法 | |
CN113354587B (zh) | 一种咪唑基含氟锂盐的干燥方法 | |
CN103739449B (zh) | 一种1,5-二羟基萘的制备方法 | |
CN108070907A (zh) | 一种干涸盐湖的盐卤制备碱式氯化镁晶须的方法 | |
CN1556100A (zh) | 一种新型的磺化单体、聚合物及其合成方法 | |
CN101445473A (zh) | 全芳香侧链型磺化二胺及其制备方法 | |
CN105753821A (zh) | 一种2,5-呋喃二甲酸的制备方法 | |
CN104803858B (zh) | 一种制备四丁基氟化铵三水合物的方法 | |
CN104030949A (zh) | 含有磺酸酯基的芳香族化合物及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |