一種合成氧代-雙(n-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法
2023-09-15 01:52:45 3
專利名稱：一種合成氧代-雙(n-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法
技術領域：
本發 明涉及一種氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的合成方法。
背景技術：
氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)(OBI)是合成聚醯亞胺的重要單體3，3'，4， 4' -二苯醚四甲酸二酐(ODPA)的中間體。由ODPA合成的聚醯亞胺由於柔性醚鍵的引入， 除具有高耐熱性，良好的機械性能和介電性能外，還具有可熔性。ODPA是目前用於聚醯亞胺合成的醚酐類單體中用量最大的一種。傳統合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法是在無機鹼金屬、鹼土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或氟化鉀、氟化鈉存在下，加上相轉移催化劑如四乙基溴化銨、四丁基溴化銨、四苄基溴化銨、四苯基溴化磷等，在極性非質子性溶劑下進行自縮合反應。該工藝路線雖較為成熟，但傳統工藝中所用的催化劑如亞硝酸鈉等在加熱狀態下在非質子性極性溶劑中的溶解度較小，導致反應時間延長並且反應不完全，產物收率較低，一般為65% 75%。
發明內容
本發明目的是為了解決現有合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法存在反應時間長、反應不完全和產物收率低的問題，而提供一種合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法。合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法按以下步驟實施向帶有攪拌器、 冷凝器、溫度計的三口瓶中加入80 90gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、20 25g碳酸鈉、8 12g碳酸鉀、200 500mlN-甲基吡咯烷酮、30 IOOml甲苯和0. 1 Ig烷基胍滷鹽，然後在150 190°C下加熱回流3 7h，冷卻至室溫後倒入500 2000ml的水中，過濾出棕褐色固體，經水洗和乾燥後，即得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)；其中烷基胍滷鹽為五烷基胍商鹽或六烷基胍滷鹽。本發明中的反應條件比較溫和，不需要無水條件或惰性氣體保護，同時反應時間短，反應完全，產品容易分離，產物收率高達85%以上，熔點為269 271°C，反應後處理簡單、產品純度高，可以達到99%以上；本發明合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，由於產品收率高，因此相對較少了三廢的排放，不汙染環境，同時也降低了生產成本，適用於大規模生產。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式合成氧代_雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法按以下步驟實施向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入80 90gN_甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、20 25g碳酸鈉、8 12g碳酸鉀、200 500mlN_甲基吡咯烷酮、30 IOOml 甲苯和0. 1 Ig烷基胍滷鹽，然後在150 190°C下加熱回流3 7h，冷卻至室溫後倒入500 2000ml的水中，過濾出棕褐色固體，經水洗和乾燥後，即得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)；其中烷基胍滷鹽為五烷基胍滷鹽或六烷基胍滷鹽。本 實施方式中碳酸鈉和碳酸鉀屬於鹼金屬碳酸鹽，作為催化劑使用；烷基胍滷鹽也作為催化劑使用；N-甲基吡咯烷酮屬於極性非質子性溶劑。本實施方式中進行的是自縮合反應。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一的不同是向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入80gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、20g碳酸鈉、8g碳酸鉀、 200mlN-甲基吡咯烷酮、30ml甲苯和0. Ig烷基胍滷鹽。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同是向帶有攪拌器、冷凝器、 溫度計的三口瓶中加入890gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、25g碳酸鈉、12g碳酸鉀、 500mlN-甲基吡咯烷酮、IOOml甲苯和Ig烷基胍滷鹽。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同是向帶有攪拌器、冷凝器、 溫度計的三口瓶中加入82 88gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、21 24g碳酸鈉、9 Ilg碳酸鉀、300 400mlN-甲基吡咯烷酮、40 80ml甲苯和0. 3 0. 8g烷基胍滷鹽。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同是向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入85gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、23g碳酸鈉、IOg碳酸鉀、 350mlN-甲基吡咯烷酮、60ml甲苯和0. 5g烷基胍滷鹽。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一的不同是在150°C下加熱回流7h，冷卻至室溫後倒入500ml的水中。其它步驟及參數與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至五之一的不同是在190°C下加熱回流3h，冷卻至室溫後倒入2000ml的水中。其它步驟及參數與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至五之一的不同是在160 180°C下加熱回流4 6h，冷卻至室溫後倒入800 1500ml的水中。其它步驟及參數與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至五之一的不同是在170°C下加熱回流5h，冷卻至室溫後倒入IOOOml的水中。其它步驟及參數與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
十本實施方式合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法按以下步驟實施向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入82. 4gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、21. 2g碳酸鈉、IOg碳酸鉀250mlN-甲基吡咯烷酮、50ml甲苯和0. 36g烷基胍滷鹽，然後在160°C下加熱回流5h，冷卻至室溫後倒入500ml的水中，過濾出棕褐色固體，經水洗和乾燥後，即得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)；其中烷基胍滷鹽為六烷基胍滷鹽。本實施方式所得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)為58. 3g，收率86. 76%，測其熔點為269. 4 269. 9"C。
具體實施方式
十一本實施方式合成氧代_雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法按以下步驟實施向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入84gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、22g碳酸鈉、12g碳酸鉀、300mlN-甲基吡咯烷酮、60ml甲苯和0. 5g烷基胍滷鹽，然後在180°C下加熱回流4. 5h，冷卻至室溫後倒入600ml的水中，過濾出棕褐色固體， 經水洗和乾燥後，即得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)；其中烷基胍滷鹽為五烷基胍滷鹽。本實施方式所得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)為58. 6g，收率達85.5%，測其熔點為269. 8 271 °C。
權利要求
1.一種合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，其特徵在於合成氧代-雙 (N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法按以下步驟實施向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入80 90gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、20 25g碳酸鈉、8 12g碳酸鉀、 200 500mlN-甲基吡咯烷酮、30 IOOml甲苯和0. 1 Ig烷基胍滷鹽，然後在150 190°C下加熱回流3 7h，冷卻至室溫後倒入500 2000ml的水中，過濾出棕褐色固體，經水洗和乾燥後，即得氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)；其中烷基胍滷鹽為五烷基胍滷鹽或六烷基胍滷鹽。
2.根據權利要求1所述的一種合成氧代_雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，其特徵在於向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入82 88gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、21 24g碳酸鈉、9 Ilg碳酸鉀、300 400mlN-甲基吡咯烷酮、40 80ml甲苯和0. 3 0. 8g烷基胍滷鹽。
3.根據權利要求1所述的一種合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，其特徵在於向帶有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口瓶中加入85gN-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、23g碳酸鈉、IOg碳酸鉀、350mlN-甲基吡咯烷酮、60ml甲苯和0. 5g烷基胍滷鹽。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，其特徵在於在160 180°C下加熱回流4 6h，冷卻至室溫後倒入800 1500ml的水中。
5.根據權利要求4所述的一種合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，其特徵在於在170°C下加熱回流5h，冷卻至室溫後倒入IOOOml的水中。
全文摘要
一種合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法，它涉及一種氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的合成。它解決了現有合成氧代-雙(N-甲基鄰苯二甲醯亞胺)的方法存在反應時間長、反應不完全和產物收率低的問題。方法向三口瓶中加N-甲基-4-硝基鄰苯二甲醯亞胺、碳酸鈉、碳酸鉀、N-甲基吡咯烷酮、甲苯和烷基胍滷鹽，然後加熱回流，冷卻至室溫後倒入水中，過濾固體，經水洗和乾燥後即得。本發明中的反應條件比較溫和，不需要無水條件或惰性氣體保護，同時反應時間短，反應完全，產品容易分離，產物收率高達85％以上，熔點為269～271℃，反應後處理簡單、產品純度高，不汙染環境，降低了生產成本，適用於大規模生產。
文檔編號C07D209/48GK102199118SQ20111006320
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月16日 優先權日2011年3月16日
發明者劉傳玉, 姜洪, 張春榮, 鍾佔文 申請人:黑龍江省科學院石油化學研究院