3,5-二溴苯硼酸的应用与研究

简述

3,5-二溴苯硼酸又名3,5-二溴苯基硼酸，英文名称3,5-Dibromobenzeneboronic acid，是一种分子式为C₆H₅BBr₂O₂，分子量279.73的卤代苯硼酸化合物。常温下，该化合物的性状为白色至棕色结晶粉末，实验测得其熔点很高，高于300 °C(lit.)。

应用

早在1952年，Flory就第一次提出了"高度支化聚合物"(Highlybranchedpolymers)的概念，并从理论研究的角度预测到由AB，(X32)型单体缩聚可得到高度支化聚合物而不会凝胶。直到20世纪80年代末期Dupont公司的研究者Kim和Webster才首次用AB2型单体(3,5-二溴苯硼酸或3,5-二卤代苯基格氏试剂)合成出一种高度支化聚合物，即超支化聚合物(Hyperbranchedpolymers)。超支化聚合物具有树枝状大分子和线形大分子的一些特点，支化度较树枝状大分子低，也没有树枝状大分子那样严格的几何外形^[1]。

超级电容器是一种新型的绿色储能装置，储能原理来自于双电层电容以及赝电容，具备充放电速度快，功率密度高，使用寿命长和绿色安全等特点。以三-(4氨基苯基)胺(TA)和3,6-二溴-9,10-菲醌(3,6-DPQ)为构筑单元，通过Buchwald-Hartwig偶联反应合成菲醌基共轭微孔聚合物PQCMP-36，接着引入第三构筑单元3,5-二溴苯硼酸(BA)，通过改变其比例，优化PQCMP-36的氧化还原活性。由此得到苯硼酸改性PQCMP-36，当引入量为20%BA时，改性聚合物构筑的超级电容器在三电极体系，1M H₂SO₄和1Ag^-1的比电容高达810F g^-1，在经历6000次的循环充放电后，仍可保持接近84%的起始电容，库伦效率接近100%，拓宽了共轭微孔聚合物在柔性储能领域的应用范围^[2]。

有关研究

共轭微孔聚合物(CMPs)因其比表面积大和分子结构可设计等性优点在CO₂吸附领域具有巨大潜力，并且极性杂原子的引入可进一步提高其吸附CO₂的性能。利用以三(4-氨基苯基)胺(TA)和3,5-二溴苯硼酸(BA)为单体，通过Buchwald-Hartwig偶联反应，得到富含N和B杂原子的硼酸基共轭微孔聚合物(BACMPs)，并且通过改变单体反应比例调控BACMPs孔径。通过傅里叶变换红外光谱，热重分析，扫描电子显微镜以及N₂吸脱附测试表征BACMPs的结构和形貌，并对BACMPs进行CO₂吸脱附测试以探究其CO₂吸附性能。结果表明，制备的BACMPs具有大量微孔,Brunauer-Emmett-Teller比表面积最高可达475 m²/g，并且在压力为100 kPa和温度为273 K条件下BACMPs吸附的CO₂质量分数最高可达8.53%，因此其有望应用于CO₂吸附领域^[3]。

参考文献

[1]黄艳.高度支化聚有机硅烷的研究进展(Ⅱ)[J].现代涂料与涂装, 2007, 10(1):5.DOI:CNKI:SUN:XDTL.0.2007-01-011.

[2]陈荐.菲醌基共轭微孔聚合物及其超级电容器研究[D].东华大学.

[3]陈荐,吕伟,程中桦,等.硼酸基富氮共轭微孔聚合物的制备及其CO₂吸附性能[J].东华大学学报:自然科学版, 2023, 49(3):68-73.