简述
二苯砜是一种分子式为C12H10O2S,分子量为218.27的化合物,别名二苯基砜、杀螨砜等。实验测定其熔点为125‑129℃,常压下沸点为379℃,性状为白色粉末,无臭,无味,可溶于热乙醇、乙醚、苯及甲苯中,微溶于热水,不溶于冷水[1]。需要注意的是,二苯砜对眼睛和呼吸系统有刺激性,取用与使用都需要做好防护,在通风、低温干燥处储存。

合成方法[1]
目前二苯砜常规生产工艺多采用苯磺酰氯和苯为原料,在三氯化铝或者氯化铁等催化剂作用下发生反应而制备得到,反应方程式如下。该生产工艺技术成熟,但使用该工艺生产二苯砜的成本较高,并且生产过程会产生大量重金属废水,对环境污染严重。同时,该工艺所生产的二苯砜会含有单甲基二苯砜、一氯二苯砜、苯磺酸等杂质,还不可避免地含有少量铝离子或者铁离子等金属离子,纯度不能达到要求。这些杂质的存在,将大大影响聚醚醚酮类材料的性能,包括颜色、熔体稳定性、分子量、结晶性等等。因此,必须要生产出高纯度的二苯砜才能够满足当前现实生产的需求。

基于传统合成工艺,陆军等人报道了一种高纯度二苯砜的生产方法,包括如下步骤:取一定量的苯,加入离子液,在一定温度下,再加入氯磺酸,在搅拌条件下,苯和氯磺酸进行反应;以离子液富集的氯化氢为催化剂,苯和氯磺酸进行"一锅法"反应,得到粗品二苯砜;反应完全后,用冷水或碎冰淬灭反应,抽滤或离心后得到粗品二苯砜;采用有机溶剂溶解粗品二苯砜,再分别使用碱液,乙二胺四乙酸四钠盐水溶液进行洗涤,得到二苯砜有机溶液;将二苯砜有机溶液利用活性炭脱色,过滤除去活性炭,得到的滤液,再经冷却析晶,抽滤或离心,干燥,得到二苯砜产品。该方法反应条件温和,收率优良,生产工艺简单方便,安全可靠,且比较环保,杂质去除效率高,所获得的产品纯度可高达99.9%。
应用
聚醚醚酮(Peek)是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料,可制造加工成各种机械零部件,如汽车齿轮、油筛、换档启动盘、飞机发动机零部件、自动洗衣机转轮、医疗器械零部件等。二苯砜则是生产聚醚醚酮必备的高温溶剂,其需求量不断增加[1]。
此外,二苯砜还可以用作热敏纸的显色剂,热敏纸广泛应用于传真、收银、标签、票券、医学、工业、数码影像等多种领域中。随着社会经济和科技的飞速发展,热敏纸的应用越来越广泛。双酚A是热敏纸中使用的主要显色剂,但它类似人体自身的荷尔蒙,可以对健康造成危害,如乳癌、前列腺癌、出生缺陷、男性不孕、女童性早熟、糖尿病和肥胖症等。因此,双酚A的应用就有了很多限制。如今欧盟已经禁止在热敏纸上使用双酚A,而采用双酚S‑二苯砜体系来替代,效果良好,因此二苯砜的市场需求量猛然上升[1]。
有关研究
通过Suzuki反应合成三种基于三苯胺/二苯砜的热激活延迟荧光(TADF)材料(1–3),采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、时间分辨荧光发射光谱、循环伏安(CV)测试、理论计算、热重分析和差示扫描量热法,,系统地研究三种材料的光物理、电化学、延迟荧光性能和热稳定性。材料1–3均为基于分子内电荷转移(ICT)的双极性分子。三种材料在薄膜中的单线态-三线态能级差分别为0.46、0.39和0.29 e V。荧光量子效率和荧光寿命的测试结果表明,三种材料均能发射延迟荧光,其中材料3具有最佳的延迟荧光性能。材料1–3的最高占有分子轨道(HOMO)能级分别为–4.91、–4.89和–4.89 e V。结合UV-Vis吸收光谱中得到的能隙(Eg)值,研究人员得到材料1–3的最低未占分子轨道(LUMO)能级,分别为–1.74、–1.89和–1.94 e V。热分析的结果表明,材料1–3具有其较高的热分解温度(Td,失重5%时的温度),分别为436、387和310C[2]。
参考文献
[1]陆军,刘辉,刘明荣.一种高纯度二苯砜的生产方法:CN202010967175.5[P].
[2]黄斌,代钰,班鑫鑫,等.基于三苯胺/二苯砜的热激活延迟荧光材料[J].物理化学学报, 2015, 31(8):8.DOI:10.3866/PKU.WHXB201506121.