[发明专利]一种以萘、二氧化碳为原料的1,4,5,8-萘四甲酸的合成方法

说明书

本发明公开了一种1,4,5,8‑萘四甲酸的合成方法，步骤包括：向反应瓶内加入溶剂、萘、催化剂以及Mannich碱配体；然后通入二氧化碳，升温后保温反应；回收溶剂后萃取，浓缩结晶，得到1,4,5,8‑萘四甲酸。本发明1,4,5,8‑萘四甲酸的合成方法中使用廉价易得的萘、二氧化碳，Mannich碱配体具有强供电性以及大位阻，与钯盐配位，催化效果显著提高，在金属催化作用下经一步反应得到产品1,4,5,8‑萘四甲酸，催化反应效率高，反应步骤短、后处理纯化简单、原料易得、生产成本低、环境友好等优势。

技术领域

本发明是属于聚酰亚胺合成技术领域，特别是关于一种以萘、二氧化碳为原料的1,4,5,8-萘四甲酸的合成方法。

背景技术

聚酰亚胺(Polyimides简称PI)是一大类主链上含有酞酰亚胺或丁二酰亚胺环的耐高温聚合物，通常由二酐或二胺合成。目前是已经工业化的聚合物中使用温度最高的材料之一，其分解温度达到550～600℃，长期使用温度可达到200～380℃。此外还具有优良的尺寸和氧化稳定性、耐辐照性能，绝缘性能、耐化学腐蚀、耐磨损、强度高等特点，被广泛应用于航空、航天、机械、电气、原子能、微电子、液晶显示等高技术领域，并已经成为全球火箭、宇航等尖端科技领域不可缺少的材料之一。

1,4,5,8-萘四甲酸酐是制备聚酰亚胺的重要二酐单体之一，工业上，1,4,5,8-萘四甲酸酐通过1,4,5,8-萘四甲酸脱水得到。因此，研究1,4,5,8-萘四甲酸合成对于聚酰亚胺产业的发展具有重要的意义。工业上，1,4,5,8-萘四甲酸合成主要有以下三种路线。

路线一：1966年，住友化学以芘为原料，经氯化、水解、氧化等步骤制备得到1,4,5,8-萘四甲酸(住友，日特69 14,714(1966))。

路线二：1972年，三菱化学报道一种1,4,5,8-萘四甲酸合成路线，该方法以苊为原料，经F-C酰化反应、闭环反应得到(三菱，日特开74 37,931(1972))。

路线三：专利CN106146283A公开报道一种1,4,5,8-萘四甲酸的工业化制备方法，该方法以萘为原料，经F-C酰化反应、氧化-水解反应后制备得到，反应总收率71％。

上述合成路线中，路线一反应步骤长，水解过程反应条件剧烈，产生大量三废，不利于工业化实施。路线二、路线三种都用到F-C酰化反应，需要在无水条件下进行，反应条件苛刻且反应过程产生大量盐酸等废酸及铁、铝等金属盐固废，环保问题突出，极大限制其在工业上大规模应用。

一直以来，技术人员不断研究1,4,5,8-萘四甲酸合成方法，以期获得更为经济、绿色、高效的1,4,5,8-萘四甲酸合成新路线。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1,4,5,8-萘四甲酸的合成方法，其能够解决现有技术发应步骤长、发应剧烈、反应条件苛刻、产生大量三废的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种1,4,5,8-萘四甲酸的合成方法，步骤包括：向反应瓶内加入溶剂、萘、催化剂以及Mannich碱配体；然后通入二氧化碳，升温后保温反应；回收溶剂后萃取，浓缩结晶，得到1,4,5,8-萘四甲酸；反应式如下：

在本发明的一实施方式中，所述催化剂为催化剂A和催化剂B的复合催化剂。

在本发明的一实施方式中，所述催化剂A为钯盐。