[发明专利]三(3-三氟甲基-4-氨基苯)胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物及其制备技术领域，具体涉及一种可用于制备超支化 聚酰亚胺的三(3-三氟甲基-4-氨基苯)胺及其制备方法。

背景技术

因特网和多媒体通信的全球化高速普及加速了光学通讯网络的发展，光纤通 信或高速光纤通信越来越受到人们的重视，作为光纤通讯载体的光通讯材料已成 为人们研究的热门课题。由于有机聚合物材料自身具有介电常数小、电光和热光 系数大、损耗小、易于加工及可垂直集成等优点，使得有机聚合物光波导成为近 年来研究的热点，在光通信方面有广泛的和极具吸引力的应用前景。

当前研究的光通讯波段聚合物光波导材料中，聚酰亚胺(PI)显示了一些突 出的特点。由于其玻璃化温度高，介电常数低，膨胀系数低等特点，很早就被应 用于宇航、电子行业作为耐高温的绝缘材料、润滑材料等。由于芳香性聚酰亚胺 具有杰出的热、机械、光和介电性能，它被广泛应用于电子工业领域。含氟聚酰 亚胺(FPI)在光波导领域的应用研究是近几年开始的。将氟原子引入到聚合物 的骨架中，可增强聚合物的热稳定性、疏水性、憎油性和耐化学腐蚀性，并且降 低材料的内聚能，因而受到广泛重视。FPI材料不但具有高的热稳定性，低的吸 湿率，好的溶解性等特点，而且在红外波段(特别是1310nm和1550nm两个 通讯窗口)表现出极低的吸收，显示了在有机波导材料应用方面的潜力。相比于 线性聚酰亚胺，超支化聚酰亚胺具有溶解性好，熔体黏度低，封端基团数目多并 且可修饰的特点，同时超支化结构的各向同性的性质可以大幅度降低材料的双折 射。

针对以上介绍的特点，本发明合成了一种新型的含氟三胺单体，含有三氟甲 基，如果使其用于制备超支化聚酰亚胺，将使聚合物具有较低的折光指数，较低 的双折射，较好的溶解性，并且具有多个可修饰端基。

发明内容

本发明目的是提供一种全新结构的三胺单体——三(3-三氟甲基-4-氨基苯) 胺及提供制备这种单体的方法，该单体的结构如下：

三(3-三氟甲基-4-氨基苯)胺的制备是以3-三氟甲基-4-硝基苯胺和2-三氟 甲基-4-氯硝基苯(或2-三氟甲基-4-氟硝基苯，2-三氟甲基-4-溴硝基苯)进行反 应，生成三(3-三氟甲基-4硝基苯)胺，然后将此三硝基单体还原得到三(3- 三氟甲基-4-氨基苯)胺，具体的制备步骤如下：

第一步反应，将3-三氟甲基-4-硝基苯胺、2-三氟甲基-4-氯硝基苯(或2-三 氟甲基-4-氟硝基苯，2-三氟甲基-4-溴硝基苯)和碳酸钾放入装有机械搅拌、带 水器、温度计的三口瓶中，以N，N-二甲基甲酰胺(或N，N-二甲基乙酰胺， N-甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜)为溶剂，3-三氟甲基-4-硝基苯胺、2-三氟甲基-4- 氯硝基苯和碳酸钾三者的摩尔比为1∶2～3∶1～1.5，体系的含固量为20～50％， 加入甲苯(溶剂体积的为10～40％)，通氮气，缓慢升温到130～140℃，带水反 应2～10小时，放出甲苯，然后在140～155℃条件下反应2～20小时，降温至 20～120℃，出料在去离子水中；然后将产物用去离子水反复洗，再用乙醇洗， 抽滤，真空烘干得黄色粉末，即三(3-三氟甲基-4-硝基苯)胺；

第二步反应，将三(3-三氟甲基-4-硝基苯)胺和还原铁粉放入装有机械搅拌 的三口瓶中，溶剂为丙酮、乙醇、水的混合溶剂，在氮气保护下加热至回流，然 后缓慢滴加盐酸，再反应2～6小时，然后滴加氢氧化钠溶液，滴加完毕后再反 应10～80分钟后趁热过滤，滤液倒于去离子水中，得固体粉末即三(3-三氟甲 基-4-氨基苯)胺；再反复用去离子水洗，抽滤，将固体粉末置于真空烘箱中， 烘干得三(3-三氟甲基-4-氨基苯)胺粉末；其中，三(3-三氟甲基-4-硝基苯) 胺、还原铁粉、盐酸、氢氧化钠的摩尔比为1∶15～20∶3～5∶0.6～1.2；丙酮、 水、乙醇的摩尔比为1∶1～5∶1～8。