[发明专利]一种酰胺化环状氮氧自由基化合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种酰胺化环状氮氧自由基化合物，其特征在于，结构通式为：

其中，R为卤素基团、烷基链基团、含季铵盐阳离子基团、含磷酸盐阴离子基团、含磺酸盐阴离子基团中的一种或多种的组合。

2.一种酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，混合反应物A和反应物B，混合后加入二氯甲烷或吡啶，通过重复抽真空和充入惰性气体，使得反应体系处于无氧状态进行反应，反应后通过萃取、干燥、旋蒸获得红色固体；所述反应物A为哌啶氨、吡咯烷氨或吡咯啉氨；所述反应物B为卤代羧酸或酰氯；

步骤2，在有机溶剂中加入红色固体和叔氨类、亚硫酸钠或亚磷酸三乙酯反应物，油浴回流后，将反应体系重复进行后处理若干次，获得酰胺化环状氮氧自由基化合物。

3.根据权利要求2所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述反应物A和反应物B的混合摩尔比为1:(1～5)。

4.根据权利要求2所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，步骤1中，二氯甲烷或吡啶的加入量为反应容器体积的1/3～1/2。

5.根据权利要求2所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，步骤1中，反应温度为0～25℃，反应时间为6～18h。

6.根据权利要求2所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，步骤2中，红色固体和叔氨类反应物的摩尔比为1:1～1:10。

7.根据权利要求2所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，步骤2中，油浴回流温度为60～100℃，油浴回流时间为24～48h。

8.根据权利要求2所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，步骤2中，有机溶剂为二氯甲烷、吡啶、丙酮、乙腈的一种或多种。

9.一种权利要求1所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的应用，其特征在于，用于水系有机电池器件，所述水系有机电池器件由铜板集流体、蛇形流道石墨板、电极、正极电解液材料、离子交换膜、负极电解液材料、电极、蛇形流道石墨板、铜板集流体依次层叠组装构成；所述正极电解液材料为酰胺化环状氮氧自由基化合物。

10.根据权利要求9所述的酰胺化环状氮氧自由基化合物的制备方法，其特征在于，所述负极电解液材料由氯化锌、紫精类、蒽醌类、吩嗪类、喋啶类化合物制备而成；所述电极为高温退火处理或酸预处理后的石墨毡，或者是高温退火处理或酸预处理后的碳纸。