一种2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物、其制备方法及应用技术

本申请公开了一种2，5‑呋喃二甲酰胺二胺化合物、其制备方法及由其制得的聚合物。该2，5‑呋喃二甲酰胺二胺化合物通过2，5‑呋喃二甲酸二酯与含有两个氨基的化合物的酰胺化反应得到，可用作高性能环氧树脂、聚酰胺、聚氨酯等聚合物的单体。所述方法工艺简单，操作简便，易于控制，适合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物，属于聚合物单体、化工和医药中间体

技术介绍
目前，含有呋喃环的刚性二胺主要为5，5’-二氨甲基二呋喃甲烷，由糠胺合成，其与商业化的二乙烯三胺固化剂有相近的固化速率，具有替代二乙烯三胺固化剂的潜力，但合成工艺复杂，难以实现大规模化生产。2，5-呋喃二甲酸是极具应用前景的生物基平台化合物，基于2，5-呋喃二甲酸的生物基二元胺类单体，能够使呋喃二甲酸在高分子材料制备中得到广泛应用。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供一种2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物，可用作高性能环氧树脂、聚酰胺和聚氨酯等聚合物单体，化工和医药中间体。所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物，其特征在于，所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物具有式I所示化学结构式：其中，R1是氢或R1选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R2是氢或R2选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R3是氢或R3选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R4是氢或R4选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R5是氢或R5选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R6是氢或R6选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；A1选自碳原子数1～20的亚烃基中的
一种；A2选自碳原子数1～20的亚烃基中的一种。优选地，A1选自碳原子数为2～12的亚烷基、碳原子数为6～12且含有苯环的亚烃基中的一种。更进一步优选地，A1选自-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-C5H10-、-C6H12-、-C7H14-、-C8H16-、-C9H18-、-C10H20-、-C11H22-、-C12H24-、-C6H4-、-C8H8-中的一种。A2选自碳原子数为2～12的亚烷基、碳原子数为6～12且含有苯环的亚烃基中的一种。更进一步优选地，A2选自-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-C5H10-、-C6H12-、-C7H14-、-C8H16-、-C9H18-、-C10H20-、-C11H22-、-C12H24-、-C6H4-、-C8H8-中的一种。其中，上述亚基包含所有的同分异构体，如-C6H4-可以为对亚苯基、间亚苯基或邻亚苯基；-C2H4-可以为1，2亚乙基-CH2-CH2-、或者亚乙基-CH(CH3)-。所述烷基，为烷烃化合物的分子上失去任意一个氢原子所形成的基团。所述亚烃基，为烃类化合物分子上失去任意两个氢原子形成的基团，所述烃类化合物为饱和烃或不饱和烃，包含但不限于烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃。优选地，R1、R2、R3、R4、R5、R6均是氢。优选地，A1和A2是相同的基团。优选地，所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物选自2，5-呋喃二(甲酰胺乙胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺丁胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺己胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺辛胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺癸胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺十二烷胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺苯胺)、2，5-呋喃二(甲酰胺苯甲胺)中的至少一种。根据本申请的又一方面，提供所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物的制备方法，以2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与含有两个氨基的化合物为原料，通过酰基化反应制备得到所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物。2，5-呋喃二甲酸二酯化合物可以通过2，5-呋喃二甲酸与醇类化合物的酯化反应得到。
该方法具有产率高、工艺简单的优点，适合大规模工业化生产。所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物的制备方法，其特征在于，2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与含有两个氨基的化合物在0～100℃的温度下发生酰胺化反应，反应0.5～36小时，即得所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物。所述氨基选自-NH2、-NHR、-NR2，R选自碳原子数为1～20的烷基。优选地，所述2，5-呋喃二甲酸二酯化合物选自具有式II所示化学结构式的化合物中的至少一种：其中，R7选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R8选自碳原子数为1～20的烷基中的一种。进一步优选地，R7选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基中的一种；R8选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基中的一种。优选地，R7和R8是相同的烷基。优选地，所述含有两个氨基的化合物选自具有式III所示化学结构式的化合物中的至少一种：其中，R9是氢或R9选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R10是氢或R10选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R11是氢或R11选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R12是氢或R12选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；A3选自碳原子数为1～20的亚烃基中的一种。进一步优选地，A3选自碳原子数为2～12的亚烷基、碳原子数为6～12且含有苯环的亚烃基中的一种。更进一步优选地，A1选自-C2H4-、-C3H6-、-C4H8-、-C5H10-、-C6H12-、-C7H14-、-C8H16-、-C9H18-、-C10H20-、
-C11H22-、-C12H24-、-C6H4-、-C8H8-中的一种。优选地，R9、R10、R11、R12均是氢。优选地，所述含有两个氨基的化合物选自乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、对苯二胺、对苯二甲胺、邻苯二胺、邻苯二甲胺、间苯二胺、间苯二甲胺中的至少一种。优选地，所述2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与含有两个氨基的化合物的摩尔比为1∶2～20。进一步优选地，2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与含有两个氨基的化合物的摩尔比例范围上限选自1∶2.5、1∶4.5、1∶6.5、1∶8.5、1∶9.5，下限选自1∶20、1∶18、1∶16、1∶14、1∶12、1∶10。优选地，所述酰胺化反应的反应温度范围上限选自100℃、90℃、83℃、80℃、75℃、70℃、60℃，下限选自10℃、20℃、30℃、40℃、50℃。优选地，所述酰胺化反应的时间范围上限选自36h、32h、30h、30h、24h、20h，下限选自1h、5h、10h、12h、15h、18h。优选地，所述酰胺化反应在有机溶剂中进行。优选地，所述有机溶剂为甲醇和/或乙醇。优选地，所述2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与有机溶剂的质量比为1∶1～20。进一步优选地，所述2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与有机溶剂的质量比例范围上限选自1∶1、1∶3、1∶5、1∶7，下限选自1∶20、1∶15、1∶10。优选地，所述2，5-呋喃二甲酸二酯化合物由2，5-呋喃二甲酸与醇类化合物通过酯化反应得到。作为一个优选地实施方式，所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物的制备方法，至少包括以下步骤：(a)在酸性催化剂存在条件下，2，5-呋喃二甲酸与醇类化合物发生酯化反应，得到2，5-呋喃二甲酸二酯化合物；(b)步骤(a)所得2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与含有两个氨基的化合物在0～100℃的温度下发生酰胺化反应，反应0.5～36小时，即得所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物。优选地，步骤(a)中所述酸性催化剂选自质子酸、路易斯酸(Lewis)
或其它酸性物质。进一步优选地，步骤(a)所述酸性催化剂选自浓硫酸、浓盐酸、浓磷酸、对甲苯磺酸、三氯化铝、硫酸氢钠、氯化亚锡、十二水合硫酸铁铵中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2，5‑呋喃二甲酰胺二胺化合物，其特征在于，所述2，5‑呋喃二甲酰胺二胺化合物具有式I所示化学结构式：其中，R1是氢或R1选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R2是氢或R2选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R3是氢或R3选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R4是氢或R4选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R5是氢或R5选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R6是氢或R6选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；A1选自碳原子数1～20的亚烃基中的一种；A2选自碳原子数1～20的亚烃基中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物，其特征在于，所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物具有式I所示化学结构式：其中，R1是氢或R1选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R2是氢或R2选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R3是氢或R3选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R4是氢或R4选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R5是氢或R5选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R6是氢或R6选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；A1选自碳原子数1～20的亚烃基中的一种；A2选自碳原子数1～20的亚烃基中的一种。2.根据权利要求1所述的2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物，其特征在于，A1选自碳原子数为2～12的亚烷基、碳原子数为6～12且含有苯环的亚烃基中的一种；A2选自碳原子数为2～12的亚烷基、碳原子数为6～12且含有苯环的亚烃基中的一种。3.权利要求1所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物的制备方法，其特征在于，2，5-呋喃二甲酸二酯化合物与含有两个氨基的化合物在0～100℃的温度下发生酰胺化反应，反应0.5～36小时，即得所述2，5-呋喃二甲酰胺二胺化合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述2，5-呋喃二甲酸二酯化合物选自具有式II所示化学结构式的化合物中的至少一种：其中，R7选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；R8选自碳原子数为1～20的烷基中的一种；所述含有两个氨基的化合物选自具有式III所示化学结构式...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓俊，刘小青，王静刚，朱锦，沈潇斌，江艳华，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33