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1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法

文檔序號:3563615閱讀:179來源:國知局
專利名稱:1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于芳香族含氟有機化合物的制備領(lǐng)域,特別是涉及一種1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法。
背景技術(shù)
芳香族聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、優(yōu)良的力學性能、電氣性能和耐 有機溶劑性,在航天航空、電子微電子、電氣等領(lǐng)域得到了廣泛應用。由于它的這些耐高 溫、高強度、抗腐蝕、絕緣性好、成膜工藝簡單等特性,因而是一種優(yōu)良的功能材料,可 以滿足LCD (液晶顯示器)的性能要求。
含氟聚酰亞胺材料不僅具有上述的優(yōu)異性能,而且還具有非常優(yōu)異的光學透明性、阻 燃性以及優(yōu)良的成型加工性。此外,其介電常數(shù)、介電損耗和吸水率都比較低。 含氟聚酰亞胺材料在某些領(lǐng)域具有重要的應用價值,如柔性太陽輻射保護裝置、液晶取向 膜、氣體分離膜、集成電路的鈍化涂層或?qū)娱g絕緣介質(zhì)、通訊連接器的波導材料、柔性印 制線路板的電氣絕緣介質(zhì)膜等。
虞鑫海化工新型材料,2003, 31 (10) :24~27,31公開了 2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基) 苯基]六氟丙烷及其含氟聚酰亞胺材料的制備方法。
虞鑫海絕緣材料,2007, 40 (4): 1~5, 8公開了 2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟 丙烷的制備方法,它不僅是制備含氟聚苯并噁唑高分子材料的重要原料,也是制備含氟含 酚羥基聚酰亞胺樹脂的重要原料。
中國專利CN101234991A公開了 2,2-雙[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的制備方 法,它也是制備含氟聚酰亞胺樹脂的重要原料,特別是制備含氟高支化聚酰亞胺樹脂的重 要原料。
中國專利CN101245028A公開了 2,2-雙[3-氨基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的制 備方法,它也是制備含氟聚酰亞胺樹脂的重要原料,特別是制備含氟高支化聚酰亞胺樹脂 的重要原料。
中國專利CN101245023A公開了 2,2-雙[3-氨基-4-(2,4-二硝基苯氧基)苯基]六氟丙垸 的制備方法,它也是制備含氟聚酰亞胺樹脂的重要原料。
1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯是合成芳香族含氟聚酰亞胺高分子材料的重要原 料之一。
中國專利CN1361097A公開了 1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,其特征在于在1000毫升燒瓶里加入170份l,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯,100份鐵粉 和150份乙醇水溶液。在快速攪拌和回流下慢慢滴入8份鹽酸水溶液,回流2小時。然后 加入氨水,調(diào)溶液至中性,攪拌0.5小時。過濾除去固體,濾液蒸餾濃縮,然后放置10小 時。過濾,將晶體用無水乙醇洗滌三次,然后干燥,得到1,3-雙(2-三氣甲基-4-氨基苯氧基)苯。
K. Xie, J. G. Liu, et al. [Soluble fluoro-polyimides derived from l,3-bis(4-amino -2-trifluoromethylphenoxy)benzene and dianhydrides, Polymer, 2001, 42: 7267-7274公開了 1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,其特征在于濃鹽酸水溶液、50%乙醇水溶 液、1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、還原鐵粉混合物回流反應2小時后,加入10% 氨水,熱過濾,母液冰水浴中冷卻,加入5%的稀鹽酸溶液,析出1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨 基苯氧基)苯的二鹽酸鹽。在二氯甲垸溶劑的1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的二鹽 酸鹽中加入氨水析出純的1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體,熔點41.2°C (DSC法, 空氣氣氛),得率62%。但是該方法的缺點在于(1)三廢嚴重;(2)得率太低;(3)產(chǎn) 業(yè)化前景暗淡。
Wonbong Jang, Ho-Seong Lee, Seokkyu Lee, Se皿ghyuk Choi, Daeyong Shin, Haksoo HanThe optical and dielectric characterization of light-colored fluorinated polyimides based on l,3-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)benzene, Materials Chemistry and Physics, 2007, 104: 342-349公開了 1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,其特征在于 1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯和10%鈀/炭的乙醇/乙酸乙酯(體積比1:1)懸濁液, 室溫攪拌30min,加熱至6(TC繼續(xù)反應3小時,趁熱過濾,除去鈀/炭,蒸餾濃縮母液,80 。C真空干燥,析出固體產(chǎn)物,得到淺黃色的1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯產(chǎn)品(收 率88.5%),熔點18。C (DSC法,升溫速率5'C/min)。但是該方法的缺點在于(1)產(chǎn) 物顏色偏深,熔點也低,說明純度太低(1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的本色是白 色),無法直接作聚合使用,還需進一步作純化處理;(2)得率太低;(3)按照文中描述 的技術(shù)方案,經(jīng)實驗證實不能重復出目標產(chǎn)物,也不能重復出本技術(shù)方案所描述的技術(shù)效 果,可能該技術(shù)方案有所遺漏;(4)產(chǎn)業(yè)化前景暗淡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方 法,該方法工藝簡單、成本低、環(huán)境友好、純度和收率高,適用于工業(yè)生產(chǎn)。
4本發(fā)明的化學反應方程式如下:
本發(fā)明的一種l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,包括
將1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、有機溶劑、催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,
攪拌,置換出殘余空氣,繼續(xù)通氫氣,加熱升溫到4(TC 8(TC,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa 1.2MPa,保持反應2 5小時后,冷卻反應體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有 殘余氫氣,確保高壓反應釜內(nèi)為惰性氣氛,過濾,回收濾渣(催化劑),留取母液,并在 母液中邊攪拌邊滴加去離子水,析出白色固體產(chǎn)物,過濾,洗滌,干燥,得到l,3-雙(2-三 氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體;
其中,有機溶劑與1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯的體積重量比為5毫升~15毫 升:l克;催化劑與1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯的重量比為1: 30~100;去離子水 與有機溶劑的體積比必須嚴格控制在1: 0.5-2的范圍內(nèi)。
所述的有機溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇中 的一種或幾種混合物;
所述的催化劑選自雷內(nèi)鎳或鈀/炭;
所述的鈀/炭,其金屬鈀質(zhì)量百分含量為1%~10%。
在N,N-二甲基乙酰胺溶劑中,于0。C 10。C溫度范圍內(nèi),將所得到的1,3-雙(2-三氟甲 基-4-氨基苯氧基)苯固體與等摩爾的均苯四甲酸二酐進行反應,獲得了高粘稠狀的聚酰胺 酸溶液,其特性粘度高達2.0dL/g;涂膜,熱亞胺化,得到堅韌透明的聚酰亞胺薄膜,抗張 強度高達126MPa,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為241.4°C。有益效果
(1) 本發(fā)明的制備方法操作簡單,對設備無特殊要求;反應過程在常壓下進行,原料來 源方便,成本低,不涉及也不產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)(如水合肼等原料);有機溶劑使用種類少, 可反復循環(huán)再用,對環(huán)境友好;
(2) 該方法無需重結(jié)晶操作,簡化了工藝,并且產(chǎn)品的熔點為88.3°C,收率高達95%以 上,純度高達99.8%,適用于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的分子結(jié)構(gòu);
圖2是l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的差示掃描量熱計(DSC)掃描圖譜;
圖3是1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜FTIR圖譜;
圖4是1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯/均苯四甲酸二酐-聚酰亞胺薄膜的傅立葉轉(zhuǎn)換
紅外光譜FTIR圖譜。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例,進一步闡述本發(fā)明。應理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
實施例1
將48.8克(0.10摩爾)1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、488毫升甲醇溶劑、0.8 克10%的鈀/炭催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣,繼續(xù)通氫氣,加 熱升溫到4(TC 8(TC,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa 1.2MPa,保持反應4.5小時后,冷卻反 應體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應釜內(nèi)為惰性氣 氛,過濾,回收濾渣(催化劑),留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加600毫升去離子水, 析出白色固體產(chǎn)物,過濾,用去離子水洗滌2 3次,25'C真空干燥,得到40.6克(產(chǎn)品收 率為95%)白色的l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體粉末(理論產(chǎn)量42.8克), 純度99.8%,熔點88.3'C, (DSC法,氮氣氣氛,升溫速率10°C/min),如圖2所示;其 傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜圖如圖3所示。
在30毫升N,N-二甲基乙酰胺溶劑中,于(TC 1(TC溫度范圍內(nèi),將所得到的1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體中取出4.28克(.0.01摩爾)與2.18克(0.01摩爾)均苯 四甲酸二酐進行反應5小時,獲得了高粘稠狀的聚酰胺酸溶液,其特性粘度為2.0dL/g。 將上述聚酰胺酸溶液均勻涂覆于干凈的平板玻璃上,放入鼓風烘箱中,熱亞胺化,具體工
藝為從室溫開始加熱升溫至8(TC,保溫l小時;繼續(xù)升溫至140'C,保溫l小時;繼續(xù)
升溫至22(TC,保溫l小時;繼續(xù)升溫至280'C,保溫0.5小時;自然冷卻至室溫,脫膜, 得到堅韌透明的聚酰亞胺薄膜,抗張強度為126MPa,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為241.4。C。 1,3-雙 (2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯/均苯四甲酸二酐-聚酰亞胺薄膜的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜圖如 圖4所示。
實施例2
將48.8克(0.10摩爾)1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、500毫升乙醇和232毫 升甲醇溶劑、1.2克10%的鈀/炭催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣, 繼續(xù)通氫氣,加熱升溫到40。C 8(TC,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa 1.2MPa,保持反應2小 時后,冷卻反應體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應 釜內(nèi)為惰性氣氛,過濾,回收濾渣(催化劑),留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加366 毫升去離子水,析出白色固體產(chǎn)物,過濾,用去離子水洗滌2 3次,25'C真空干燥,得到 39.4克(產(chǎn)品收率為92%)白色的1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體粉末(理論產(chǎn) 量42.8克)。
實施例3
將48.8克(0.10摩爾)1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、200毫升乙二醇和44 毫升甲醇溶劑、1.6克1%的鈀/炭催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣, 繼續(xù)通氫氣,加熱升溫到4(TC 8(TC,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa 1.2MPa,保持反應5小 時后,冷卻反應體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應 釜內(nèi)為惰性氣氛,過濾,回收濾渣(催化劑),留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加488 毫升去離子水,析出白色固體產(chǎn)物,過濾,用去離子水洗滌2 3次,25'C真空干燥,得到 34.2克(產(chǎn)品收率為80%)白色的1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體粉末(理論產(chǎn) 量42.8克)。
7實施例4
將48.8克(0.10摩爾)1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、400毫升乙醇溶劑、0.5 克10%的鈀/炭催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣,繼續(xù)通氫氣,加 熱升溫到4(TC 8(TC,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa 1.2MPa,保持反應4小時后,冷卻反應 體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應釜內(nèi)為惰性氣氛, 過濾,回收濾渣(催化劑),留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加500毫升去離子水,析 出白色固體產(chǎn)物,過濾,用去離子水洗滌2 3次,25'C真空干燥,得到38.5克(產(chǎn)品收率 為90%)白色的l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體粉末(理論產(chǎn)量42.8克)。
實施例5
將48.8克(0.10摩爾)1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、500毫升乙醇溶劑、1.0 克5%的鈀/炭催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣,繼續(xù)通氫氣,加 熱升溫到40'C 8(TC,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa 1.2MPa,保持反應3小時后,冷卻反應 體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應釜內(nèi)為惰性氣氛,
過濾,回收濾渣(催化劑),留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加700毫升去離子水,析 出白色固體產(chǎn)物,過濾,用去離子水洗滌2 3次,25'C真空干燥,得到39.8克(產(chǎn)品收率
為93%)白色的l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體粉末(理論產(chǎn)量42.8克)。
權(quán)利要求
1.一種1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,包括將1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、有機溶劑、催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣,繼續(xù)通氫氣,加熱升溫到40℃~80℃,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa~1.2MPa,保持反應2~5小時后,冷卻反應體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應釜內(nèi)為惰性氣氛,過濾,回收濾渣,留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加去離子水,析出白色固體產(chǎn)物,過濾,洗滌,干燥,得到1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體;其中,有機溶劑與1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯的體積重量比為5毫升~15毫升∶1克;催化劑與1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯的重量比為1∶30~100;去離子水與有機溶劑的體積比必須嚴格控制在1∶0.5-2的范圍內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,其特征 在于所述的有機溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇 中的一種或幾種混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,其特征 在于所述的催化劑選自雷內(nèi)鎳或鈀/炭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種l,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,其特征 在于所述的鈀/炭,其金屬鈀質(zhì)量百分含量為1%~10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯的制備方法,包括將1,3-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯、有機溶劑、催化劑加入高壓反應釜,通氫氣,攪拌,置換出殘余空氣,繼續(xù)通氫氣,加熱升溫到40℃~80℃,維持反應釜內(nèi)壓力0.4MPa~1.2MPa,保持反應2~5小時后,冷卻反應體系至室溫,緩慢卸壓,并通氮氣以置換出所有殘余氫氣,確保高壓反應釜內(nèi)為惰性氣氛,過濾,回收濾渣,留取母液,并在母液中邊攪拌邊滴加去離子水,析出白色固體產(chǎn)物,過濾,洗滌,干燥,得到1,3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯固體。該方法工藝簡單、成本低、環(huán)境友好、純度和收率高,適用于工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C07C213/02GK101560166SQ200910051668
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者虞鑫海 申請人:東華大學
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