[發明專利]制備3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸的方法

在審

• 申請號: 202011487291.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112979446A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: H·勒格爾
• 申請（專利權）人: 贏創纖維有限公司
• 主分類號: C07C51/275
• 分類號: C07C51/275;C07C51/43;C07C65/34;C07D307/89
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

本發明公開了，在壓力容器中用硝酸氧化1,1?雙?(3,4?二甲基苯基)?烷烴以產生3,3',4,4'?二苯甲酮四羧酸并同時形成一氧化氮的方法中，將一氧化氮從所述壓力容器送至吸收容器中，并使所述吸收容器中的一氧化氮與分子氧和水反應以生成硝酸水溶液，從而防止了一氧化氮的排放，避免了氧氣抑制硝酸氧化的風險，并且當將來自吸收容器的硝酸用于氧化1,1?雙?(3,4?二甲基苯基)?烷烴時，減少了硝酸的消耗。

技術領域

本發明涉及一種將1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-烷烴氧化成3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸(3,3’,4,4’-benzophenone tetracarboxylic acid)的方法，3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸可用于生產3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐。

背景技術

3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐用作制備芳族聚酰亞胺的單體。由該單體制備的聚酰亞胺已經以商品名P84商品化。

US 3,078,279公開了通過在200℃至210℃下用30重量％硝酸氧化1,1- 雙-(3,4-二甲基苯基)-乙烷來制備3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐。該反應通過中間體3,3’,4,4’-四甲基二苯甲酮和3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸進行，如 J.G.D.Schulz和A.Onopchenko在Ind.Eng.Chem.,Prod.Res.Dev.15 (1976)152-156中所述。US 3,479,400公開了1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-乙烷的兩步驟氧化，其中在105℃至160℃下進行的第一氧化步驟中僅使用少量過量的硝酸，在約175℃下進行的第二氧化步驟中使用更大過量的更濃的硝酸，將通過從在第二氧化步驟中獲得的反應混合物中過濾出3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸得到的含水濾液再利用，以提供用于第一氧化步驟的硝酸。這些方法的缺點在于，在將1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-乙烷氧化成3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸的過程中會形成大量的一氧化氮，并從進行氧化的反應器中排出。因此，通過這種途徑商業化生產3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐需要成本很高的廢氣處理。

US 4,173,573公開了通過在一步法分批進料氧化中用54重量％的硝酸氧化1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-乙烷來制備3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐，其中在定量投料硝酸期間，反應溫度從140℃升高到175℃。US 3,466,301公開了用70重量％硝酸進行的類似的分批進料氧化，其中在定量投料硝酸期間，反應溫度從140℃升高至170℃。

JPS61-103851公開了1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-乙烷的兩階段氧化，其中用30重量％硝酸在封閉的高壓釜中于180℃下進行3小時的氧化，然后向高壓釜中引入氧氣，并在相同溫度下繼續反應。反應結束時高壓釜中存在的氣體僅含有少量一氧化氮。該文獻的比較例2表明，從硝酸氧化開始時引入氧氣強烈地抑制了氧化反應。JPS62-198644和US 4,684,738公開了在類似于JPS61-103851的反應條件下硝酸氧化1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-乙烷，將氧氣連續引入高壓釜中，并通過排放氣體保持20巴的壓力。排放的氣體中具有低含量的一氧化氮。但是，這些文獻并沒有描述如何防止氧氣對硝酸氧化的抑制。申請人已經觀察到與JPS61-103851中所述的相同的氧氣的抑制作用，并且發現在硝酸氧化1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-甲烷期間，將氧氣引入壓力反應器中完全抑制硝酸氧化。

因此，仍然需要通過硝酸氧化1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-烷烴、尤其是 1-雙-(3,4-二甲基苯基)-甲烷，來制備3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸的方法，該方法能減少或防止一氧化氮的排放，并避免氧氣抑制硝酸氧化的風險。

發明內容

本發明的發明人現已發現，這樣的方法可以通過將一氧化氮從其中進行1,1-雙-(3,4-二甲基苯基)-烷烴的硝酸氧化的壓力容器送至單獨的吸收容器中，并使所述吸收容器中的一氧化氮與分子氧和水反應以提供硝酸水溶液來實現。