簡述
二苯砜是一種分子式為C12H10O2S，分子量為218.27的化合物，別名二苯基砜、殺螨砜等。實驗測定其熔點為125?129℃，常壓下沸點為379℃，性狀為白色粉末，無臭，無味，可溶于熱乙醇、乙醚、苯及甲苯中，微溶于熱水，不溶于冷水[1]。需要注意的是，二苯砜對眼睛和呼吸系統(tǒng)有刺激性，取用與使用都需要做好防護，在通風、低溫干燥處儲存。
合成方法[1]
目前二苯砜常規(guī)生產(chǎn)工藝多采用苯磺酰氯和苯為原料，在三氯化鋁或者氯化鐵等催化劑作用下發(fā)生反應而制備得到，反應方程式如下。該生產(chǎn)工藝技術成熟，但使用該工藝生產(chǎn)二苯砜的成本較高，并且生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量重金屬廢水，對環(huán)境污染嚴重。同時，該工藝所生產(chǎn)的二苯砜會含有單甲基二苯砜、一氯二苯砜、苯磺酸等雜質，還不可避免地含有少量鋁離子或者鐵離子等金屬離子，純度不能達到要求。這些雜質的存在，將大大影響聚醚醚酮類材料的性能，包括顏色、熔體穩(wěn)定性、分子量、結晶性等等。因此，必須要生產(chǎn)出高純度的二苯砜才能夠滿足當前現(xiàn)實生產(chǎn)的需求。
基于傳統(tǒng)合成工藝，陸軍等人報道了一種高純度二苯砜的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：取一定量的苯，加入離子液，在一定溫度下，再加入氯磺酸，在攪拌條件下，苯和氯磺酸進行反應；以離子液富集的氯化氫為催化劑，苯和氯磺酸進行"一鍋法"反應，得到粗品二苯砜；反應完全后，用冷水或碎冰淬滅反應，抽濾或離心后得到粗品二苯砜；采用有機溶劑溶解粗品二苯砜，再分別使用堿液，乙二胺四乙酸四鈉鹽水溶液進行洗滌，得到二苯砜有機溶液；將二苯砜有機溶液利用活性炭脫色，過濾除去活性炭，得到的濾液，再經(jīng)冷卻析晶，抽濾或離心，干燥，得到二苯砜產(chǎn)品。該方法反應條件溫和，收率優(yōu)良，生產(chǎn)工藝簡單方便，安全可靠，且比較環(huán)保，雜質去除效率高，所獲得的產(chǎn)品純度可高達99.9%。
應用
聚醚醚酮(Peek)是一種具有耐高溫、自潤滑、易加工和高機械強度等優(yōu)異性能的特種工程塑料，可制造加工成各種機械零部件，如汽車齒輪、油篩、換檔啟動盤、飛機發(fā)動機零部件、自動洗衣機轉輪、醫(yī)療器械零部件等。二苯砜則是生產(chǎn)聚醚醚酮必備的高溫溶劑，其需求量不斷增加[1]。
此外，二苯砜還可以用作熱敏紙的顯色劑，熱敏紙廣泛應用于傳真、收銀、標簽、票券、醫(yī)學、工業(yè)、數(shù)碼影像等多種領域中。隨著社會經(jīng)濟和科技的飛速發(fā)展，熱敏紙的應用越來越廣泛。雙酚A是熱敏紙中使用的主要顯色劑，但它類似人體自身的荷爾蒙，可以對健康造成危害，如乳癌、前列腺癌、出生缺陷、男性不孕、女童性早熟、糖尿病和肥胖癥等。因此，雙酚A的應用就有了很多限制。如今歐盟已經(jīng)禁止在熱敏紙上使用雙酚A，而采用雙酚S?二苯砜體系來替代，效果良好，因此二苯砜的市場需求量猛然上升[1]。
有關研究
通過Suzuki反應合成三種基于三苯胺/二苯砜的熱激活延遲熒光(TADF)材料(1–3)，采用紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜、時間分辨熒光發(fā)射光譜、循環(huán)伏安(CV)測試、理論計算、熱重分析和差示掃描量熱法，,系統(tǒng)地研究三種材料的光物理、電化學、延遲熒光性能和熱穩(wěn)定性。材料1–3均為基于分子內(nèi)電荷轉移(ICT)的雙極性分子。三種材料在薄膜中的單線態(tài)-三線態(tài)能級差分別為0.46、0.39和0.29 e V。熒光量子效率和熒光壽命的測試結果表明，三種材料均能發(fā)射延遲熒光，其中材料3具有最佳的延遲熒光性能。材料1–3的最高占有分子軌道(HOMO)能級分別為–4.91、–4.89和–4.89 e V。結合UV-Vis吸收光譜中得到的能隙(Eg)值，研究人員得到材料1–3的最低未占分子軌道(LUMO)能級，分別為–1.74、–1.89和–1.94 e V。熱分析的結果表明，材料1–3具有其較高的熱分解溫度(Td,失重5%時的溫度)，分別為436、387和310C[2]。
參考文獻
[1]陸軍,劉輝,劉明榮.一種高純度二苯砜的生產(chǎn)方法:CN202010967175.5[P].
[2]黃斌,代鈺,班鑫鑫,等.基于三苯胺/二苯砜的熱激活延遲熒光材料[J].物理化學學報, 2015, 31(8):8.DOI:10.3866/PKU.WHXB201506121.