[发明专利]一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体，其特征在于：所述AB型单体的结构通式为：式中-R为以下结构中的任一种：

其中，与哌啶N+相连的侧链为炔基，哌啶的4位上连接的为叠氮基团。

2.根据权利要求1所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体，其特征在于：所述的AB型单体为N-甲基-丙炔基-4-哌啶甲基叠氮、N-甲基-丙炔基-3-哌啶甲基叠氮、N-甲基-丙炔基-2-哌啶甲基叠氮、N-甲基-丙炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-丙炔基-3-哌啶叠氮、N-甲基-丙炔基-2-哌啶叠氮、N-甲基-丁炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-戊炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-己炔基-4-哌啶叠氮、N-甲基-丙炔基-4-哌啶乙基叠氮、N-甲基-丙炔基-3-哌啶乙基叠氮、N-甲基-丁炔基-4-哌啶甲基叠氮、N-甲基-戊炔基-4-哌啶甲基叠氮或者N-甲基-己炔基-4-哌啶甲基叠氮中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在保护气氛下，将含哌啶基的醇化合物、对甲苯磺酰氯和吡啶在有机溶剂一中进行磺酰化反应，得到磺酰化的粗产品；

(2)在保护气氛下，将步骤(1)得到的磺酰化的粗产品与叠氮化钠在有机溶剂二中进行叠氮化反应，得到含哌啶基的叠氮；

(3)将步骤(2)得到的含哌啶基的叠氮在有机溶剂三中与溴丙炔进行季铵化反应，得到季铵化的AB型单体。

4.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，含哌啶基的醇化合物与对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:1.1～1:3，所述吡啶与含哌啶基的醇化合物的摩尔比为1:1.1～1:3。

5.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，所述有机溶剂一为二氯甲烷；所述的含哌啶基的醇化合物与对甲苯磺酰氯在有机溶剂一中的总质量分数为10～70％，所述的磺酰化反应的温度为0～40℃，时间为1～48h。

6.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，磺酰化的粗产品与叠氮化钠的摩尔比为1:2～1:5。

7.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，所述有机溶剂二为N，N-二甲基甲酰胺；所述的磺酰化产品与叠氮化钠在有机溶剂二中的总质量分数为10～20％，所述的叠氮化反应的温度为40～100℃，时间为12～48h。

8.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，含哌啶基的叠氮化合物与溴丙炔的摩尔比为1:2～1:5。

9.根据权利要求3所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，所述有机溶剂三为N，N-二甲基甲酰胺；所述的N-甲基-4-哌啶叠氮与溴丙炔在有机溶剂三中的总质量分数为20～50％，所述的季铵化反应的温度为40～100℃，时间为5～12h。

10.如权利要求1或2所述的一种基于哌啶的炔-叠氮基的AB型单体在制备梳状长侧链阴离子交换膜中的应用。

11.如权利要求10所述的应用，其特征在于包括以下步骤：在保护气氛下，将AB型单体与所要修饰的取代度为10％-40％的叠氮聚苯醚进行点击反应，制得含有梳状长侧链的阴离子交换膜。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述的AB型单体与聚苯醚中叠氮的摩尔量之比为2-30。

13.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述点击反应的溶剂为N-甲基吡咯烷酮，AB型单体与聚苯醚在溶剂N-甲基吡咯烷酮中的浓度为5％-30％，反应温度为30℃～80℃，时间为5h-24h。