[發(fā)明專利]一種含朝格爾堿基二酐的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113666940B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊永兵;李晶;代俊明;萬印華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C07D491/22
• 分類號: C07D491/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發(fā)明提供了一種含朝格爾堿基二酐的制備方法，所述制備方法包括：含氨基芳香族酸酐化合物與甲醛起源劑反應(yīng)，得到所述含朝格爾堿基二酐。本發(fā)明通過“一步法”合成含朝格爾堿基二酐，縮短了反應(yīng)路線，減少了后處理步驟，提高了產(chǎn)率。所述含朝格爾堿基二酐的純度≥99.8％，產(chǎn)率≥86.5％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含朝格爾堿基二酐的制備方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺作為一類非常重要的功能材料，在航空航天、電子電路、分離膜等方面有著廣泛的應(yīng)用。但是，常規(guī)聚酰亞胺難溶解、難熔融以及不可加工性等缺點限制了它的應(yīng)用。對于特定的應(yīng)用場景，常規(guī)聚酰亞胺也不能滿足特定的性能要求。二酐類單體是制備聚酰亞胺的基礎(chǔ)原料，基于分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性，從單體的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計入手，開發(fā)新型的二酐以改善聚酰亞胺的相關(guān)性能，對優(yōu)化聚酰亞胺的性能及拓寬其應(yīng)用有著極為重要的意義。

改善聚酰亞胺性能的方法之一是在聚酰亞胺分子的主鏈中引入剛性扭曲結(jié)構(gòu)，能夠有效誘導(dǎo)自具微孔結(jié)構(gòu)的形成，從而制備具有優(yōu)異的熱、機(jī)械及可加工性能的自具微孔聚酰亞胺。而朝格爾堿基(base，簡稱TB)作為典型的具有V型剛性雙環(huán)扭曲結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，能夠有效切斷聚合物分子鏈間及鏈內(nèi)電子云的共軛，從而降低聚酰亞胺的介電常數(shù)。此外，朝格爾堿基還具有類似于苯并咪唑等氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)的富電子特征，從而改善聚酰亞胺與金屬的粘接性能。因此，朝格爾堿基是用于改善聚合物的可加工、分離、介電及粘接等性能的理想基團(tuán)。近年來，含有朝格爾堿基的聚合物材料已在氣體分離(如CO₂捕獲、氫氣分離等)、質(zhì)子交換膜、光學(xué)透明膜等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

目前，已有關(guān)于含朝格爾堿基的二元胺單體、四元酚單體及其聚合物的制備方法的報道。如CN110606951A公開了一種半芳香型聚酰亞胺材料、其制備方法、用途和包含其的氣體分離膜。所述半芳香型聚酰亞胺的分子鏈中具有朝格爾堿基結(jié)構(gòu)，且主鏈中的芳環(huán)結(jié)構(gòu)與脂環(huán)結(jié)構(gòu)相配合，由其制備的氣體分離膜具有良好的機(jī)械性能、耐熱性和穩(wěn)定性，用于氫氣分離和空氣分離時具有高的滲透系數(shù)和較好的選擇性。因此，朝格爾堿基基團(tuán)在聚酰亞胺中具有重要作用，而高效地制備含朝格爾堿基的單體也是迫切需要解決的問題。

CN106749297A公開了一種含朝格爾堿基二酐的制備方法。以4-氨基鄰苯二甲酸(4-APA)及甲醛起源劑為起始反應(yīng)物，通過“二步法”合成含朝格爾堿基二酐——6H,12H-5,11-亞甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛-2,3,8,9-四羧酸二酐(TB-DA)。但是，所述制備方法需要通過兩步反應(yīng)得到TB-DA，不僅增加反應(yīng)時間，浪費成本，而且產(chǎn)率也有所下降。

因此，在節(jié)約成本、縮短反應(yīng)路線以及提高產(chǎn)率的條件下，開發(fā)一種含朝格爾堿基二酐的制備方法是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含朝格爾堿基二酐的制備方法。通過含氨基芳香族酸酐化合物與甲醛起源劑反應(yīng)，實現(xiàn)“一步法”合成含朝格爾堿基二酐，縮短反應(yīng)過程，減少后處理步驟，提高產(chǎn)率。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種含朝格爾堿基二酐的制備方法，所述制備方法包括：具有式I所示結(jié)構(gòu)的含氨基芳香族酸酐化合物與甲醛起源劑反應(yīng)，得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的所述含朝格爾堿基二酐；