一种2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种2,3,3',4'

【技术实现步骤摘要】
一种2,3,3
’
,4
’‑
联苯四甲酸二酐的制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，尤其是涉及一种2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(PI)是一种主链含有亚酰胺环的高分子材料，由于其独特的结构使其具有优异的综合性能，位于高分子材料的前端。PI在柔性显示、航空航天、电气绝缘、微电子、电池、光刻胶等领域已被广泛应用。
[0003]芳香族聚酰亚胺因其含有刚性的亚酰胺环和苯环，使其具有更为出色的热稳定性、力学性能及热稳定性。一种2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐是一种重要的聚酰亚胺单体，利用其合成的聚酰亚胺具有广阔的应用前景。
[0004]目前，常见的合成方法主要有两种，一种以3
‑
氯代苯酐、4
‑
氯代苯酐为原料合成，但是此方法合成路线较长，周期长，且总体收率偏低；另一种以2,3,3',4'
‑
四甲基联苯为起始原料，经氧化后成酐。此方法氧化目前主要存在问题为氧化工艺，主要氧化方法有吡啶
‑
高锰酸钾、浓硝酸
‑
浓硫酸、催化剂
‑
氧气等。吡啶
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高锰酸钾体系会产生大量的废固且反应周期长；浓硝酸
‑
浓硫酸体系会产生大量的废酸溶液，污染环境；催化剂
‑
氧气体系，此方法中催化剂一般为贵金属，价格昂贵，生产成本过高。
专利技术内容
[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出工艺简单、生产成本低、绿色环保、产物质量和收率均较高、适于规模化生产的一种2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的制备方法的制备方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1：将2,3,3',4'
‑
四甲基联苯、催化剂加入到去离子水中，通入空气，在一定温度及压力下反应；
[0009]S2：反应结束后，降低至室温，加入活性炭脱色，脱色后滤液中加入溶剂，高温成酐；降低温度，析出白色固体，固体经干燥后得到2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐。
[0010]催化剂、去离子水、2,3,3',4'
‑
四甲基联苯的质量比为0.8
‑
1.5:10
‑
30:1；
[0011]优选的，所述步骤S1中的温度为40
‑
70℃；
[0012]优选的，所述步骤S1中的压力为1
‑
3MPa；
[0013]优选的，所述步骤S1中的反应时间为24
‑
48h。
[0014]所述步骤S2中的溶剂为苯、甲苯、邻二甲苯、邻二氯苯中的一种或几种，优选为邻二氯苯；
[0015]优选的，所述步骤S2中溶剂和滤液的质量比为1.2
‑
2:1。
[0016]所述步骤S2中的成酐温度为110
‑
140℃。
[0017]所述催化剂的制备方法包括如下步骤：将硝酸铟、氯化钼经研磨后，加入到二甲基
亚砜中超声分散均匀，再将三聚氰胺、环己烷
‑
1，4
‑
二甲醛加到上述体系中，高温反应，反应结束后，降低至室温，过滤后固体经真空干燥得到催化剂。
[0018]硝酸铟、氯化钼、二甲基亚砜、环己烷
‑
1，4
‑
二甲醛、三聚氰胺的摩尔比为0.1
‑
0.3:0.3
‑
0.5:20
‑
40:1
‑
2:1。
[0019]所述高温反应的温度为130
‑
160℃。
[0020]相对于现有技术，本专利技术所述的一种2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的制备方法具有以下优势：
[0021]本专利技术所述的制备方法使用了新的工艺体系，制备简单、操作安全、对环境污染小，合成产品收率高、纯度高，适于规模化生产。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施例1制得的2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的合成路线图；
[0024]图2为本专利技术实施例1制得的催化剂的SEM图；
[0025]图3为本专利技术实施例1制得的2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的HPLC图。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0028]实施例1
[0029](一)CT
‑
XO(催化剂)的制备
[0030]将硝酸铟、氯化钼经研钵研磨后，分别称取95.41g和173.32g加入到3700g二甲基亚砜中，超声2h使其分散均匀；再将200g三聚氰胺和333.44g环己烷
‑
1，4
‑
二甲醛加到上述体系中，升温至150℃，剧烈搅拌下保温反应72h，有大量灰色固体析出，降低至室温，将固体过滤后120℃下真空干燥24h，得到650.76g自制催化剂CT
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XO。
[0031](二)α
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BPDA的合成
[0032]将100g的2,3,3',4'
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四甲基联苯和120g CT
‑
XO催化剂加到1500g去离子水中，通入空气，保持压力为2.2MPa，温度升至50℃，保温反应36h。反应结束后，将温度降低至室温，过滤除去催化剂。滤液中加入15g活性炭，室温搅拌1h，过滤，滤液由深棕色变为无色透明。再向滤液中加入2250g邻二氯苯，将温度升至130℃，回流带出水分，体系中逐渐有固体析出，保持13h，不再有水分蒸出，将温度降低至室温，将固体过滤后，130℃真空干燥24h得到121.34g的2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐，摩尔收率为86.74％，纯度为99.90％，YI＝0.89。
[0033]实施例2
[0034]将100g的2,3,3',4'
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四甲基联苯和100g CT
‑
XO催化剂加到2000g去离子水中，通入空气，保持压力为1.8MPa，温度升至60℃，保温反应40h。反应结束后，将温度降低至室温，过滤除去催化剂。滤液中加入10g活性炭，室温搅拌1h，过滤，滤液由深棕色变为无色透明。再向滤液中加入20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2,3,3',4'
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联苯四甲酸二酐的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将2,3,3',4'
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四甲基联苯、催化剂加入到去离子水中，通入空气，在一定温度及压力下反应；S2：反应结束后，降低至室温，加入活性炭脱色，脱色后滤液中加入溶剂，高温成酐；降低温度，析出白色固体，固体经干燥后得到2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐。2.根据权利要求1所述的一种2,3,3',4'
‑
联苯四甲酸二酐的制备方法，其特征在于：催化剂、去离子水、2,3,3',4'
‑
四甲基联苯的质量比为0.8
‑
1.5:10
‑
30:1；优选的，所述步骤S1中的温度为40
‑
70℃；优选的，所述步骤S1中的压力为1
‑
3MPa；优选的，所述步骤S1中的反应时间为24
‑
48h。3.根据权利要求1所述的一种2,3,3',4'
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联苯四甲酸二酐的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的溶剂为苯、甲苯、邻二甲苯、邻二氯苯中的一种或几种，优选为邻二氯苯；优选的，所述步骤S2中溶剂和滤液的质量比为1.2
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【专利技术属性】
技术研发人员：栗晓东，
申请(专利权)人：天津众泰材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：