[發明專利]一種固定化負載酸催化劑合成N-苯基馬來酰亞胺的方法

無效

• 申請號: 200910237427.2
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN101875626A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 史大昕;鄭靭;李加榮;徐習亮;陳旭波;張奇
• 申請（專利權）人: 廣東光華化學廠有限公司;北京理工大學
• 主分類號: C07D207/448
• 分類號: C07D207/448;B01J8/10
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;郭德忠

技術領域

本發明的一種固定化負載酸催化劑合成N-苯基馬來酰亞胺的方法，屬于合成技術領域。

背景技術

N-苯基馬來酰亞胺(N-phenylmaleimide，簡稱N-PMI)是用途廣泛的精細化工產品。可作為橡膠的硫化劑，以提高橡膠的強度和耐疲勞性；也可作為環境友好的防污劑應用到輪船、軍艦、水下管道或漁網上，可有效防止有害生物的附著與繁殖。N-PMI還是重要的有機合成中間體，用于合成多種殺菌劑、除蟲劑和農藥。目前，N-苯基馬來酰亞胺的主要用途為塑料制品的耐熱改性劑，N-PMI作為ABS樹脂的耐熱改性劑，不僅能使其耐熱性能有較大提高，而且其加工性、相容性、耐沖擊性能均保持良好。另外，將N-PMI添加到PVC樹脂中可使其軟化溫度和熱變形溫度提高，其加工性能也有明顯的改善。還廣泛應用于聚甲基丙烯酸甲脂等高分子材料中，下面為N-苯基馬來酰亞胺的結構式。

N-苯基馬來酰亞胺的合成方法主要有以下三種：乙酐法(M.P.Cava，OrganicSyntheses，1961，41，93)是以乙酸酐為脫水劑，使N-苯基馬來酰胺酸脫水環合得到N-苯基馬來酰亞胺的方法，總產率最高為83％；負載Lewis酸催化法(S.Chandrasekhar，M.Takhi?and?G.Uma，Tetrahedron?Lett.，1997，38(46)：8089)是以TaCl₅-SiO₂為催化劑，微波促進，無溶劑合成N-苯基馬來酰亞胺；共沸去水法(化學工業與工程，2005，22(6)，427)，該方法通常是在酸性脫水促進劑的催化下，利用溶劑與反應生成的水共沸，除去反應產生的水以促進產物生成，產率最高為83％。上述三種方法生產成本高，產率低，產生酸性廢液，生產工序多，反應裝置復雜。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有合成方法的產率低，生產過程污染大，生產工序多，催化劑易磨損等問題，提供一種固定化負載酸催化劑合成N-苯基馬來酰亞胺的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種固定化負載酸催化劑合成N-苯基馬來酰亞胺的方法，其具體實施步驟如下：

1)用酸溶液等體積浸漬硅膠、分子篩、三氧化鋁、酸性樹脂或活性炭載體，浸漬0.5～24小時，然后干燥、烘干得負載催化劑；然后將負載催化劑裝入不銹鋼網，固定在攪拌器上；

2)將苯胺和順丁烯二酸酐按物質的量比為1∶0.9～1.2加入到苯、甲苯或二甲苯溶劑中酰化，攪拌，加熱，溫度為40～100℃，時間為0.5～4小時，得到N-苯基馬來酰胺酸溶液；

3)將步驟1)中裝有負載催化劑的攪拌器、步驟2)中得到的N-苯基馬來酰胺酸溶液和阻聚劑加入到脫水反應器中脫水環合，反應溫度為120～160℃，反應時間為1～6小時，再減壓除去溶劑，得到N-苯基馬來酰亞胺粗品；其中，阻聚劑與N-苯基馬來酰胺酸溶液的物質的量比為0.0005～0.1∶1，負載催化劑與N-苯基馬來酰胺酸溶液的質量比為0.01～0.3∶1；

4)將步驟3)得到的N-苯基馬來酰亞胺粗品，在溶劑中重結晶，得到N-苯基馬來酰亞胺；

上述步驟1)中酸溶液為硫酸、磷酸、硝酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、甲磺酸、甲酸或乙酸的水溶液，濃度為0.5％～50％；

上述步驟3)中阻聚劑為對苯二酚、氯化亞銅或其混合物；

上述步驟4)中溶劑為環己烷、正己烷、甲醇、乙醇或乙醇-水。

有益效果

本發明中N-苯基馬來酰亞胺的收率高；采用負載酸催化劑，減少了有機相中廢酸的含量，減少了水洗環節，簡化了生產流程，降低了生產成本，減少了含酸廢水排放；將催化劑固定化，簡化了催化劑的更換，減少了催化劑的機械磨損，延長了催化劑的壽命。

具體實施方式

實施例1

1)用10％的H₃PO₄溶液等體積浸漬硅膠6小時，然后真空干燥、高溫烘干得負載催化劑；然后將4克負載催化劑裝入不銹鋼網，固定在攪拌器上；

2)將9.3克苯胺和8.8克順丁烯二酸酐加入到70毫升二甲苯中酰化，攪拌，加熱，溫度為100℃，反應0.5小時后，得到N-苯基馬來酰胺酸溶液；

3)將N-苯基馬來酰胺酸溶液、0.2克對苯二酚和負載催化劑加入到脫水反應器中脫水環合，反應溫度為160℃，反應時間為1小時，減壓除去溶劑，得到N-苯基馬來酰亞胺粗品；