專利名稱：氧代－雙(n－甲基酞酰亞胺)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的制備方法，屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)是一種高附加值的精細(xì)有機(jī)產(chǎn)品，是合成3，3’，4，4’-二苯醚四甲酸二酐(簡稱單醚酐)的最重要中間體。單醚酐是新型特種工程塑料聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酯酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚馬來酰亞胺、聚芳酰胺等耐高溫樹脂的重要單體之一。它還可用作高性能耐熱性環(huán)氧樹脂、聚氨酯等合成高分子材料的交聯(lián)劑。單醚酐型聚酰亞胺具有突出的機(jī)械性能、電性能、耐輻射性能，可以在-180～230℃范圍內(nèi)長期使用。由于是在聚酰亞胺主鏈結(jié)構(gòu)中引人了柔性醚鍵，大大降低了軟化溫度，屬于熱塑性聚酰亞胺，具有良好的加工性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國的航空航天和其他高技術(shù)領(lǐng)域，隨著我國聚酰亞胺產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的日益成熟普及，規(guī)格品種日趨齊全，單醚酐作為重點(diǎn)新材料單體將越來越受到重視。應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的需求量和產(chǎn)量也會逐年增加。所以氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)制備技術(shù)極具經(jīng)濟(jì)價值和社會意義。
目前制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法主要是用無機(jī)堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或用氟化鉀、氟化鈉等催化劑進(jìn)行自縮合反應(yīng)。存在的主要問題是氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)產(chǎn)品收率較低，一般在65～75％之間。工業(yè)化大生產(chǎn)的收率在55～65％之間。導(dǎo)致產(chǎn)品成本高，應(yīng)用面窄，使用量小，三廢處理量大等一系列問題，需要進(jìn)一步加以改進(jìn)提高。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法的不足，本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本相對較低、環(huán)境污染相對較小、產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法。
本發(fā)明解決以上問題所采用的技術(shù)方案是采用三元復(fù)合催化劑，即無機(jī)堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或氟化鉀、氟化鈉等催化劑，加上第三元的相轉(zhuǎn)移催化劑，該相轉(zhuǎn)移催化劑可以是四乙基溴化銨、四丁基溴化銨和四芐基溴化銨。由于相轉(zhuǎn)移催化劑的引入，使原來的二元無機(jī)催化劑效果明顯提高，氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)產(chǎn)品收率可以達(dá)到75～80％，熔點(diǎn)范圍269～271℃。這樣技術(shù)生產(chǎn)的氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)成本相對較低、環(huán)境污染相對較小、產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高，有利于大量使用推廣。
作為優(yōu)選所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是N-甲基-4-硝基酞酰亞胺在三元復(fù)合催化劑，即二元無機(jī)堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或氟化鉀、氟化鈉等催化劑，加上第三元的相轉(zhuǎn)移催化劑，在極性非質(zhì)子性溶劑作溶劑進(jìn)行常壓下自縮合反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，回收溶劑，水洗攪拌，過濾干燥，得到氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)產(chǎn)品。
作為優(yōu)選所述的二元無機(jī)催化劑為堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或氟化鉀、氟化鈉等。
作為優(yōu)選所述的二元無機(jī)催化劑為亞硝酸鈉和氟化鉀。
作為優(yōu)選所述的相轉(zhuǎn)移催化劑，可以是四乙基溴化銨、四丁基溴化銨和四芐基溴化銨。
作為優(yōu)選所述的相轉(zhuǎn)移催化劑是四丁基溴化銨。
作為優(yōu)選所述的相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨的摩爾用量為1～5％。
作為優(yōu)選所述的相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨的摩爾用量為2.5～3.5％。
作為優(yōu)選所述的極性非質(zhì)子性溶劑可以是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮。
作為優(yōu)選所述的極性非質(zhì)子性溶劑是N-甲基吡咯烷酮。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、生產(chǎn)成本相對較低，質(zhì)量好，收率高由于使用了第三元的相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨，氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)產(chǎn)品的收率從65～75％(工業(yè)化大生產(chǎn)的收率55～65％)提高至75～80％，熔點(diǎn)范圍269～271℃，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
2、環(huán)境污染相對較小由于產(chǎn)品收率的提高，相對減少了三廢的排放。
本發(fā)明生產(chǎn)成本相對較低，環(huán)境污染相對較小，產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，市場競爭力強(qiáng)，易進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1向1000ml帶攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)的三口玻璃燒瓶中加入103g(0.5摩爾)N-甲基-4-硝基酞酰亞胺、10g亞硝酸鈉(0.15摩爾)、3g(0.05摩爾)氟化鉀、4g(0.0125摩爾)四丁基溴化銨相轉(zhuǎn)移催化劑、400ml極性非質(zhì)子性溶劑是N-甲基吡咯烷酮，攪拌加熱升溫至回流2.5小時，結(jié)束反應(yīng)?；厥杖軇?，加水?dāng)嚢柘礈?，過濾干燥，得到59g棕黃色氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)產(chǎn)品，收率77％，熔點(diǎn)范圍269～270℃。
實(shí)施例2其他條件與實(shí)施例1相同，只是相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨的用量為5.6g。得到60.5g產(chǎn)品，收率79％，熔點(diǎn)范圍270～271℃。
權(quán)利要求
1.一種制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是N-甲基-4-硝基酞酰亞胺在三元復(fù)合催化劑，即二元無機(jī)堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或氟化鉀、氟化鈉等催化劑，加上第三元的相轉(zhuǎn)移催化劑，在極性非質(zhì)子性溶劑作溶劑進(jìn)行常壓下自縮合反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，回收溶劑，水洗攪拌，過濾干燥，得到氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的二元無機(jī)催化劑為堿金屬、堿土金屬的亞硝酸鹽、碳酸鹽或氟化鉀、氟化鈉等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的二元無機(jī)催化劑為亞硝酸鈉和氟化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的相轉(zhuǎn)移催化劑，可以是四乙基溴化銨、四丁基溴化銨和四芐基溴化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨的摩爾用量為1～5％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨的摩爾用量為2.5～3.5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的極性非質(zhì)子性溶劑可以是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備氧代-雙(N-甲基酞酰亞胺)的方法，其特征是所述的極性非質(zhì)子性溶劑是N-甲基吡咯烷酮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧代－雙(N－甲基酞酰亞胺)的制備方法，屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。以N－甲基－4－硝基酞酰亞胺為起始原料，在二元無機(jī)催化劑亞硝酸鈉和氟化鉀及第三元相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨存在下，用極性非質(zhì)子性溶劑作溶劑，在常壓下，加熱回流2～3小時，進(jìn)行自縮合反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，回收溶劑，水洗攪拌，過濾干燥，得到氧代－雙(N－甲基酞酰亞胺)，熔點(diǎn)為269～271℃，收率75～80％。
文檔編號C07D209/00GK1958583SQ200610118540
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者郁偉新 申請人:郁偉新