[发明专利]一种二苯醚二酐及其异构体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二酐的制备方法，尤其是涉及一种二苯醚二酐的制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

聚酰亚胺(PI)由于其优异的性能，如：热稳定性、电绝缘性、耐磨性、润滑性、尺寸和氧化稳定性、耐化学药品性、耐辐射和机械强度高等，成为广泛应用于机电、电子电气、仪表、石油化工、航空航天等领域的芳杂环高分子材料，但许多芳香族聚酰亚胺由于不溶、不熔，加工性差而限制了其应用范围，因此如何改善其加工性能，提高其耐热温度是目前的研究课题。二苯醚二酐型聚酰亚胺与传统的全芳香聚酰亚胺相比，具有更高机械强度、化学稳定性及良好的加工性，二苯醚二酐及其异构体则是生产二苯醚型聚酰亚胺的重要原料。

US5101006，EP460687使用四甲基二苯醚氧化法制备二苯醚二酐，US4837404，EP0119576，US4948904使用卤代苯酐与羟基苯酐法制备二苯醚二酐，但是，这些方法收率低，反应副产物多，难与分离与提纯。

US4933469，CN101402625A，CN1850814A以苯酐为原料，经甲胺化，硝化，制备出硝基-N-甲基邻苯二甲酰亚胺，在催化剂作用下，经过缩合，水解，酸化制备出二苯醚四甲酸，最后经脱水成二苯醚二酐，该方法合成线路长，总收率低，在反应过程中产生大量的废酸，废碱，同时反应过程中使用大量溶剂，对环境产生极大的污染，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二苯醚二酐及其异构体的制备方法，该方法所制备二苯醚二酐工艺简单，成本低，产物纯度高，易于分离，同时产生的三废少，利于进行工业化生产。

为实现本发明目的所采用的技术方案是：

一种二苯醚二酐及其异构体的制备方法，其特征是：向带有干燥及蒸馏装置的反应器中加入溶剂及单氯代苯酐，在N₂保护的情况下升温回流一段时间，加入碱金属盐和催化剂，回流反应一段时间，降温，过滤，得粗产物，向带有干燥及蒸馏装置的洁净反应器中加入苯腈和上述反应所制备的粗产物，在N₂保护的情况下升温回流一段时间，降温，过滤，烘干，制成二苯醚二酐及其异构体。

作为优选，本发明所采用的溶剂为邻二氯苯、三氯甲苯、对氯苯甲酸、苯甲腈、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种或两种以上的混合物。

作为优选，本发明所采用的催化剂为三苯基磷、三苯氧基磷、四苯基溴化膦、四丁基溴化铵、氯化胍、六丁基氯化胍、六乙基氯化胍中的一种或两种或两种以上的混合物。

作为优选，本发明所采用的碱金属盐为K₂CO₃、Na₂CO₃、NaF、KF中的一种或两种或两种以上的混合物。

作为优选，本发明所采用的反应温度为60～260℃。

作为优选，本发明所采用的单氯代苯酐的两种异构体为4-氯代苯酐和3-氯代苯酐，具体结构式如下：

4-氯代苯酐                    3-氯代苯酐

作为优选，单氯代苯酐与碱金属盐的摩尔比为1∶0.2～1∶5。

作为优选，单氯代苯酐与溶剂的重量比为1∶1～1∶15。

作为优选，催化剂用量为体系总重量的0.1％～5％。

本发明所制备的二苯醚二酐的结构式如下：

本发明所制备的二苯醚二酐异构体结构式如下：

上述三种异构体名称分别为(1)3，3′，4，4′-二苯醚二酐、(2)2，3，3，4′-二苯醚二酐、(3)2，2′，3，3′-二苯醚二酐。

通过本发明制备的二苯醚二酐的指标如下：

外观：白色或类白色粉末

纯度：＞98％

收率：60％～85％

熔点：226℃～231℃

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明以单氯代苯酐为原料，通过缩合反应，产物经过提纯，制备出二苯醚二酐，避免了其它合成工艺线路长，反应副产物多，难以分离、提纯，总收率低，制备过程中所产生的三废多，对环境产生极大的污染等问题。本发明制备工艺简单，成本低，产物纯度高，易于分离，同时产生的三废少，利于进行工业化生产。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明决不仅局限于这些实施例。

实施例1