本發(fā)明涉及一種特種高分子材料的制備方法,特別是涉及一種派瑞林f的制備方法。
背景技術(shù):
聚對(duì)二甲苯是一種堅(jiān)韌、透明具有優(yōu)異電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能和可均勻涂敷的特種高分子材料,派瑞林商品已獲大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的類別一共有四種:n粉、c粉、d粉、f粉。四種派瑞林粉都有各自的優(yōu)點(diǎn),其中派瑞林f的熱穩(wěn)定性最好。隨著人類對(duì)抗高溫材料的需要得越來(lái)越多,派瑞林f的需求也越旺盛。但是受限制目前合成派瑞林f的方法,派瑞林f的價(jià)格昂貴。
專利號(hào)為zl200510023332.2的發(fā)明專利中,提到了一種二聚對(duì)二甲苯的制備方法,主要采用甲磺酸(對(duì)三甲硅甲基四氟芐基)酯烷制備派瑞林f,產(chǎn)率可以達(dá)到80%,但是該原料很難獲得,價(jià)格也很昂貴,最后很難工業(yè)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種派瑞林f的制備方法。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種派瑞林f的制備方法,所述制備方法具體如下:
(1)將19g的4-甲基四氟苯甲醇與150ml干燥的二氯甲烷置于兩口瓶中在低于0℃的溫度下冷卻反應(yīng),并滴加2~5滴dmf催化攪拌均勻,之后滴加11.5~13.5g的二氯亞砜攪拌,并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng),反應(yīng)化學(xué)式為:
(2)將步驟(1)中的混合溶液持續(xù)攪拌1小時(shí)后通過(guò)旋蒸儀減壓濃縮,冷卻10~30min后加入石油醚攪拌,過(guò)濾得到白色粉末狀固體4-甲基四氟芐氯;
(3)將步驟(2)中制備得到的4-甲基四氟芐氯與100ml無(wú)水乙醇置于兩口瓶中,采用磁力攪拌均勻,室溫下滴加25ml甲胺水溶液,然后加熱至60℃并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng)24h,反應(yīng)化學(xué)式為:
(4)將步驟(3)中反應(yīng)完成的溶液減壓蒸干,蒸發(fā)物質(zhì)包括水、乙醇、未反應(yīng)完成的甲胺,之后加入25ml的二甲苯,劇烈攪拌30min后過(guò)濾,過(guò)濾后的濾餅用丙酮洗滌,并放置在真空干燥箱內(nèi)烘干得到白色粉末狀固體4-甲基四氟季胺鹽;
(5)將20g氫氧化鈉、30mldmso、150ml甲苯置于三口瓶中,攪拌均勻并加熱至80℃得到甲苯體系溶液;
(6)用150ml的水溶解步驟(4)中制備得到的4-甲基四氟季胺鹽,并在3小時(shí)內(nèi)勻速滴加至甲苯體系溶液中,之后均勻攪拌24h并反應(yīng),反應(yīng)化學(xué)式為:
(7)將步驟(6)中的溶液溫度降低至室溫,分離最上層甲苯層,然后用50ml的甲苯萃取dmso以及水層,合并甲苯層,再加入無(wú)水硫酸鈉,之后干燥過(guò)濾并減壓蒸干濾液,加入20ml乙醇于蒸干后的固體中,攪拌15分鐘,過(guò)濾得到白色晶體狀固體派瑞林f。
進(jìn)一步的,所述步驟(1)中二氯亞砜的滴加速度為25g/h。
進(jìn)一步的,所述步驟(3)中甲胺水溶液的滴加速度為25ml/h。
進(jìn)一步的,所述步驟(1)、步驟(3)及步驟(6)中混合反應(yīng)后的溶液通過(guò)tlc板進(jìn)行溶液雜質(zhì)及含量的測(cè)定。
進(jìn)一步的,所述步驟(2)中制備得到的4-甲基四氟芐氯經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,cdcl3)δ2.25(s,3h),4.63(s,2h);所述步驟(4)中制備得到的4-甲基四氟季胺鹽經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,dmso)δ2.32(s,3h),3.17(s,9h),4.72(s,2h);所述步驟(7)中制備得到的派瑞林f經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,dmso)δ3.25。
由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列有益效果:
(1)本發(fā)明提供了一種派瑞林f的制備方法,通過(guò)三次化學(xué)反應(yīng)即可制得,原料獲得簡(jiǎn)單且價(jià)格相對(duì)較低,是一種十分經(jīng)濟(jì)有效的制備方法。
(2)制備過(guò)程中二氯亞砜的滴加速度為25g/h,甲胺水溶液的滴加速度為25ml/h,合理控制滴加速度能保證反應(yīng)更充分,產(chǎn)物的制備效率更高。
(3)溶液反應(yīng)完成后通過(guò)tlc板進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),用于判定溶液反應(yīng)是否完全;同時(shí)將制備得到的產(chǎn)物進(jìn)行核磁共振,用測(cè)得的核磁數(shù)據(jù)判定制得的產(chǎn)物是否為目標(biāo)產(chǎn)物,整個(gè)過(guò)程使制備與檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行,有效保證派瑞林f的制備質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
實(shí)施例1
一種派瑞林f的制備方法,該制備方法具體如下:
(1)將19g的4-甲基四氟苯甲醇與150ml干燥的二氯甲烷置于兩口瓶中在低于0℃的溫度下冷卻反應(yīng),并滴加2~5滴dmf催化攪拌均勻,之后以25g/h的滴加速度滴加11.5~12.2g的二氯亞砜攪拌,并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng),且通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢,反應(yīng)化學(xué)式為:
(2)將步驟(1)中的混合溶液持續(xù)攪拌1小時(shí)后通過(guò)旋蒸儀減壓濃縮,冷卻10~30min后加入石油醚攪拌,過(guò)濾得到白色粉末狀固體4-甲基四氟芐氯,該4-甲基四氟芐氯的平均重量為18.5g,此時(shí)制備效率為89%,制備得到的4-甲基四氟芐氯經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,cdcl3)δ2.25(s,3h),4.63(s,2h);
(3)將步驟(2)中制備得到的的4-甲基四氟芐氯與100ml無(wú)水乙醇置于兩口瓶中,采用磁力攪拌均勻,室溫下以25ml/h的滴加速度滴加25ml甲胺水溶液,然后加熱至60℃并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng)24h,并通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢,反應(yīng)化學(xué)式為:
(4)將步驟(3)中反應(yīng)完成的溶液減壓蒸干,蒸發(fā)物質(zhì)包括水、乙醇、未反應(yīng)完成的甲胺,之后加入25ml的二甲苯,劇烈攪拌30min后過(guò)濾,過(guò)濾后的濾餅用丙酮洗滌,并放置在真空干燥箱內(nèi)烘干得到白色粉末狀固體4-甲基四氟季胺鹽,制備得到的4-甲基四氟季胺鹽經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,dmso)δ2.32(s,3h),3.17(s,9h),4.72(s,2h);
(5)將20g氫氧化鈉、30mldmso、150ml甲苯置于三口瓶中,攪拌均勻并加熱至80℃得到甲苯體系溶液;
(6)用150ml的水溶解步驟(4)中制備得到的4-甲基四氟季胺鹽,并在3小時(shí)內(nèi)勻速滴加至甲苯體系溶液中,之后均勻攪拌24h并反應(yīng),并通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢,反應(yīng)化學(xué)式為:
(7)將步驟(6)中的溶液溫度降低至室溫,分離最上層甲苯層,然后用50ml的甲苯萃取dmso以及水層,合并甲苯層,再加入無(wú)水硫酸鈉,之后干燥過(guò)濾并減壓蒸干濾液,加入20ml乙醇于蒸干后的固體中,攪拌15分鐘,過(guò)濾得到白色晶體狀固體派瑞林f,制備得到的派瑞林f經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,dmso)δ3.25。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的的不同點(diǎn)在于:步驟(1)中:將19g的4-甲基四氟苯甲醇與150ml干燥的二氯甲烷置于兩口瓶中在低于0℃的溫度下冷卻反應(yīng),并滴加2~5滴dmf催化攪拌均勻,之后以25g/h的滴加速度滴加12.2~12.8g的二氯亞砜攪拌,并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng),且通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢;步驟(2)中:將步驟(1)中的混合溶液持續(xù)攪拌1小時(shí)后通過(guò)旋蒸儀減壓濃縮,冷卻10~30min后加入石油醚攪拌,過(guò)濾得到白色粉末狀固體4-甲基四氟芐氯,該4-甲基四氟芐氯的平均重量為19.1g,此時(shí)制備效率為92%,制備得到的4-甲基四氟芐氯經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,cdcl3)δ2.25(s,3h),4.63(s,2h)。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1的的不同點(diǎn)在于:步驟(1)中:將19g的4-甲基四氟苯甲醇與150ml干燥的二氯甲烷置于兩口瓶中在低于0℃的溫度下冷卻反應(yīng),并滴加2~5滴dmf催化攪拌均勻,之后以25g/h的滴加速度滴加12.8~13.5g的二氯亞砜攪拌,并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng),且通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢;步驟(2)中:將步驟(1)中的混合溶液持續(xù)攪拌1小時(shí)后通過(guò)旋蒸儀減壓濃縮,冷卻10~30min后加入石油醚攪拌,過(guò)濾得到白色粉末狀固體4-甲基四氟芐氯,該4-甲基四氟芐氯的平均重量為19.12g,此時(shí)制備效率為92%,制備得到的4-甲基四氟芐氯經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,cdcl3)δ2.25(s,3h),4.63(s,2h);
根據(jù)上述3個(gè)實(shí)施例,實(shí)施例2中的制備效率高于實(shí)施例1的制備效率,與實(shí)施例3的制備效率幾乎持平,因此從制備效率高且原料使用節(jié)省的角度考慮,實(shí)施例2為最佳實(shí)施例,選用二氯亞砜的滴加重量為12.2~12.8g,正常制備時(shí)可選取該范圍內(nèi)的中間值12.5g進(jìn)行試驗(yàn)操作,具體制備原料、制備產(chǎn)物及制備效率如下表:
實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)在于:步驟(3)中將4-甲基四氟芐氯與100ml無(wú)水乙醇置于兩口瓶中,采用磁力攪拌均勻,室溫下以25ml/h的滴加速度滴加25ml甲胺水溶液,并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng)24h,并通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢;
該步驟中各項(xiàng)反應(yīng)均在常溫下進(jìn)行,在一定的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),4-甲基四氟季胺鹽的制備重量為19.4g,制備效率為79%,因此為提高制備效率,仍選用反應(yīng)溫度為60℃。
實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)在于:步驟(5)中將20g氫氧化鈉、30mldmso、150ml二甲苯置于三口瓶中,攪拌均勻并加熱至80℃得到二甲苯體系溶液;
將產(chǎn)物與二甲苯體系溶液反應(yīng)后,制備得到的固體派瑞林f的重量為5.80g,制備效率為32.9%;因此該實(shí)施例較實(shí)施例2得出,采用甲苯體系溶液制備效率更高。
實(shí)施例6
一種派瑞林f的制備方法,該制備方法具體如下:
(1)將190g的4-甲基四氟苯甲醇與1500ml干燥的二氯甲烷置于兩口瓶中在低于0℃的溫度下冷卻反應(yīng),并滴加20~50滴dmf催化攪拌均勻,之后以25g/h的滴加速度滴加125g的二氯亞砜攪拌,并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng),且通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢,反應(yīng)化學(xué)式為:
(2)將步驟(1)中的混合溶液持續(xù)攪拌1小時(shí)后通過(guò)旋蒸儀減壓濃縮,冷卻10~30min后加入石油醚攪拌,過(guò)濾并在50℃下烘干得到195.5g的白色粉末狀固體4-甲基四氟芐氯,產(chǎn)率為95%,制備得到的4-甲基四氟芐氯經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,cdcl3)δ2.25(s,3h),4.63(s,2h);
(3)將步驟(2)中制備得到的195.5g的4-甲基四氟芐氯與100ml無(wú)水乙醇置于兩口瓶中,采用磁力攪拌均勻,室溫下以25ml/h的滴加速度滴加250ml甲胺水溶液,然后加熱至60℃并與兩口瓶中的原溶液反應(yīng)24h,并通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢,反應(yīng)化學(xué)式為:
(4)將步驟(3)中反應(yīng)完成的溶液減壓蒸干,蒸發(fā)物質(zhì)包括水、乙醇、未反應(yīng)完成的甲胺,之后加入25ml的二甲苯,劇烈攪拌30min后過(guò)濾,過(guò)濾后的濾餅用丙酮洗滌,并放置在真空干燥箱內(nèi)烘干得到白色粉末狀固體4-甲基四氟季胺鹽,固體稱重為240.0g,產(chǎn)率為96%,制備得到的4-甲基四氟季胺鹽經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,dmso)δ2.32(s,3h),3.17(s,9h),4.72(s,2h);
(5)將200g氫氧化鈉、300mldmso、1500ml甲苯置于三口瓶中,攪拌均勻并加熱至80℃得到甲苯體系溶液;
(6)用150ml的水溶解步驟(4)中制備得到的240.0g的4-甲基四氟季胺鹽,并在3小時(shí)內(nèi)勻速滴加至甲苯體系溶液中,之后均勻攪拌24h并反應(yīng),并通過(guò)tlc板檢測(cè)原料反應(yīng)完畢,反應(yīng)化學(xué)式為:
(7)將步驟(6)中的溶液溫度降低至室溫,分離最上層甲苯層,然后用50ml的甲苯萃取dmso以及水層,合并甲苯層,再加入無(wú)水硫酸鈉,之后干燥過(guò)濾并減壓蒸干濾液,加入20ml乙醇于蒸干后的固體中,攪拌15分鐘,過(guò)濾得到白色晶體狀固體派瑞林f,固體稱重為65.33g,產(chǎn)率為37.24%,制備得到的派瑞林f經(jīng)核磁共振檢測(cè)的核磁數(shù)據(jù)為1hnmr(400mhz,dmso)δ3.25。
本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同點(diǎn)在于,步驟(1)中選用190.0g的4-甲基四氟苯甲醇;步驟(3)中選用195.5g經(jīng)制備得到的4-甲基四氟芐氯,4-甲基四氟芐氯的收率為95%;步驟(6)中選用240.0g經(jīng)制備得到的4-甲基四氟季胺鹽,4-甲基四氟季胺鹽的收率為96%,步驟(7)中制備得到65.33g的固體派瑞林f,固體派瑞林f的收率為37.24%,該反應(yīng)在實(shí)施的過(guò)程中,操作穩(wěn)定,并與實(shí)施例2相比得到小試和放大收率基本一致,便于以后的工業(yè)化生產(chǎn)。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。