樹浩
摘 要:芳香族聚亞酰胺類合成材料具有耐高溫、抗腐蝕及承受力強(qiáng)的特點(diǎn),用途廣泛;但是大部分聚亞酰胺難溶解,深加工溫度高等缺點(diǎn)。本文介紹一種聚亞酰胺中間體的合成方法,以苯胺為起始原料,經(jīng)重氮化、偶聯(lián)、還原等系列反應(yīng),得到含有醚氧基的聚亞酰胺原料;制成聚亞酰胺薄膜后具有很好的材料性能。
關(guān)鍵詞:苯胺? 1,4-二(4-氨基苯氧基)-2-苯基苯 聚亞酰胺中間體
聚亞酰胺是一類重要的有機(jī)高分子材料,根據(jù)不同的有機(jī)胺類中間體合成不同的聚亞酰胺得到最終用途也不一樣,有可以耐400度以上高溫的,有可以高絕緣性的,也有耐磨性能的等等。聚酰亞胺作為一種特種工程材料,已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。上世紀(jì)60年代,各國都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入 21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。
本文中的聚亞酰胺中間體主要用于聚亞酰胺薄膜;聚亞酰胺薄膜是世界上絕緣類含十分穩(wěn)定的芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)單元,此類薄膜具有較高的熱穩(wěn)定性及拉升強(qiáng)度,而且有較低的線性膨脹系數(shù),還有較好的彈性、耐介質(zhì)性等其他高分子材料無可比擬的優(yōu)異性能。
實(shí)驗(yàn)部分
試劑:
苯胺(工業(yè)級,99%),亞硝酸鈉(試劑級,99%),苯醌(工業(yè)級,99%),碳酸氫鈉(試劑級,98%),丙酮(工業(yè)級,99%),鹽酸36%(試劑級),對硝基氯苯(試劑級,99%),碳酸鉀(試劑級,99%),甲醇(試劑級,99%),乙醇(試劑級,99%),氫氣 (工業(yè)級,99%),5%鈀碳。
1、重氮液的制備
水50mL,鹽酸128mL,加入1L四口瓶中,滴加苯氨48g,降溫到5℃以下。亞硝酸鈉37g、水80 mL,配成水溶液,滴加到四口瓶中。
2、聯(lián)苯醌的制備
水500mL,加入苯醌56g,碳酸氫鈉48g,加入2L燒杯中,降溫到15℃以下,滴加重氮液。注意:有大量氣泡生成。大約滴加兩小時,常溫攪拌兩小時,過濾,得產(chǎn)品。用溫水洗至PH 6~7左右。產(chǎn)品收率99%,含量99.0%,顏色為鐵繡色。
3、聯(lián)苯酚的制備
用聯(lián)苯醌26g,丙酮200mL,5%的鈀碳催化劑加氫還原,壓力0.8MPa,常溫反應(yīng),反應(yīng)完成后,體系成黑紫色,不透明溶液。負(fù)壓蒸餾得到產(chǎn)品,產(chǎn)品收率收率93%,含量99.0%。
4、1,4-二(4-氨基苯氧基)-2-苯基苯的合成
聯(lián)苯酚21g,DMF164mL,對硝基氯苯55g,碳酸鉀65g,加入1L四口燒瓶中,升溫152℃,反應(yīng)無氣泡放出, TLC跟蹤反應(yīng),確認(rèn)反應(yīng)完后, 140℃過濾,濾餅為KCO3和KCl,濾液負(fù)壓蒸餾,去DMF,直到剛好有結(jié)晶出現(xiàn)停止蒸餾,滴加180mL甲醇,并攪拌升溫,滴加完后升溫沸騰,自然降溫,10℃過濾,用少量甲醇漂洗, 濾餅用70mL DMF重結(jié)晶一次, 后在用110mL DMF、3g活性炭脫色10min。過濾后,濾液負(fù)壓蒸餾至有結(jié)晶出現(xiàn)即停,滴加180mL甲醇,沸騰后自然降溫,過濾,用少量甲醇洗一次,即得產(chǎn)品。
產(chǎn)品為淺黃色粉末,收率97%,含量99.0%。
5、1,4-二(4-氨基苯氧基)-2-苯基苯的合成
用側(cè)苯基三苯二醚二硝50g、乙醇200mL,加氫反應(yīng),壓力0.8MPa,催化劑5%PD/C 1g,在80-100℃反應(yīng)。過濾后得產(chǎn)品溶液,顏色為深紅色。濾液直接負(fù)壓蒸餾,將膠狀深紅色液體倒出,冷卻,得固體結(jié)晶塊狀,磨細(xì),得類紅色白色粉末。產(chǎn)品收率99%,含量99.0%。
結(jié)論
以苯胺、苯醌、對硝基氯苯為原料,經(jīng)重氮化、加氫、縮合、加氫還原五步合成了1,4-二(4-氨基苯氧基)-2-苯基苯,總收率88%,改反應(yīng)原料易得,反應(yīng)條件簡單,是合成目標(biāo)化合物的一種簡便可行的方法。
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