新型1H-1，2，3三氮唑類(lèi)化學(xué)的合成研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜是PEM燃料電池的核心部件之一。目前常見(jiàn)的全氟磺酸膜具有較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率，但其質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)理決定了全氟磺酸膜在低溫度、高相對(duì)濕度下才顯示出功能化。從而帶來(lái)催化劑易CO中毒、系統(tǒng)水和熱的管理等一系列問(wèn)題，此外價(jià)格高、燃料滲透性高等問(wèn)題限制了其進(jìn)一步推廣使用。氮唑類(lèi)分子由于原生質(zhì)子的存在擁有良好的質(zhì)子傳導(dǎo)率，且其環(huán)內(nèi)的共軛結(jié)構(gòu)，可以形成一類(lèi)化學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的化合物。為此，作為鄭州大學(xué)研究生科學(xué)研究基金項(xiàng)目(A192)，本文以

2、1H-1，2，3-三氮唑?yàn)榇?，采?-甲氧基芐醇為原料，經(jīng)氯代、疊氮取代和環(huán)加成反應(yīng)制備獲得一種質(zhì)子導(dǎo)體1-(4-甲氧芐基)-4-羥甲基-1，2，3-三氮唑，可用于制備新型聚合物電解質(zhì)膜。該研究具有重要的學(xué)術(shù)理論意義和工程應(yīng)用前景。
　　 首先合成了一種新型含三氮唑官能團(tuán)的單體以作為制備質(zhì)子交換膜的前驅(qū)體。以對(duì)甲氧基苯甲醇為原料經(jīng)氯代合成對(duì)甲氧基芐氯(Ⅰ，收率90.1％)，再經(jīng)疊氮取代合成了有機(jī)疊氮物1-(疊氮甲基)-4-苯甲

3、醚(AMOB)(Ⅱ，收率93％)，并用FTIR與NMR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定。
　　 其次，以有機(jī)疊氮物(AMOB)和炔丙醇為原料，以抗壞血酸與硫酸銅產(chǎn)生的Cu+作為催化劑，經(jīng)“點(diǎn)擊法”環(huán)加成合成了含三氮唑官能團(tuán)的化合物1-(4-甲氧芐基)-4-羥甲基-1，2，3-三氮唑(Ⅲ，HTZMOB)，并通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化獲得了較佳的工藝條件：反應(yīng)時(shí)間41h；反應(yīng)溫度70℃；物料配比為甩(炔丙醇)：n(AMOB)=1.1:1，硫酸銅與抗壞血酸的