技术领域
本发明涉及一种3,3-二氨基二苯砜的制备方法。
背景技术
3,3-二氨基二苯砜是合成芳砜纶纤维的重要单体,聚砜酰胺纤 维(Polysulfonamide fiber)简称芳砜纶(PSA),是一种在 高分子主链上含有砜基(-SO 2-)的芳香族聚酰胺纤维,它由4、 4′二氨基二苯砜、3、3′二氨基二苯砜和对苯二甲酰氯低温溶液 缩聚,经湿法纺丝成形,高温牵伸制得。该纤维呈淡米黄色且富有光 泽,纤维强度为3.0~4.5g/d,伸长率为20~25%,初始模量为 760kg/mm2,比重为1.416g/cm3.由于芳砜纶既有对位又有间位 的结构,大分子连上又有砜基存在,所以具有耐热,耐燃性,在300 ℃热空气中加热100小时强力损失小于5%,还有良好的绝缘性和抗 辐射性。主要的应用在防护服制品,如宇航服,特种军服,消防服等 耐高温的制品。绝缘方面主要应用在电机绝缘,变压器绝缘等其中绝 缘纸(H、F)级是芳砜纶材料的一个主要应用方面。还可以制成蜂窝 结构材料,用于飞机夹层隔音隔热和自熄材料。
3,3-二氨基二苯砜是用于芳砜纶纤维(PSA)单体,所以3, 3-二氨基二苯砜是合成芳砜纶纤维(PSA)的重要原料。采用目前 3,3-二氨基二苯砜的制备方法制备的3,3-二氨基二苯砜不但含杂质 量高,纯度低,而且在制备过程中反应不彻底,产品收率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是反应彻底,产品收率高且杂质含量 少的纯度高的3,3-二氨基二苯砜的制备方法。
本发明采用如下技术方案:
本发明采用如下的投料比:1摩尔3,3-二硝基二苯砜,0.1~1.5 摩尔盐酸,3~8摩尔铁粉,1~5摩尔溶剂,40~60摩尔水,采用下列 的制备步骤:将0.1~1.5摩尔盐酸,3~8摩尔铁粉,40~60摩尔水,1~5 摩尔溶剂,按比例混合,在80~100℃的条件下慢慢加入1摩尔的3, 3-二硝基二苯砜进行2~6小时的回流反应,然后用氢氧化钠调PH值, 使PH=9-10,过滤,滤液在80~100℃进行脱色,过滤,冷却到20℃, 结晶即可获得3,3-二氨基二苯砜白色结晶。
本发明所用的溶剂为环丁砜。
本发明所用的溶剂为二甲亚砜,γ-丁内酯或二甲基甲酰胺。
本发明积极效果如下:本发明制备方法利用铁粉在弱酸性条件 下,加入溶剂的方法,把3,3-二硝基二苯砜还原为3,3-二氨基二 苯砜。该方法有利于反应顺利进行且反应彻底。反应完全后,然后进 行提纯处理得到纯度很高的白色结晶。母液经沉降、减压蒸馏,回收 溶剂,重复使用。
上述3,3-二氨基二苯砜的制备方法中,所用的溶剂选自二甲亚 砜,环丁砜,γ-丁内酯,二甲基甲酰胺,优选环丁砜。
在制备3,3-二氨基二苯砜的方法中采用了溶剂环丁砜,能充分 将反应生成的3,3-二氨基二苯砜溶解到溶剂中,有利于反应的顺利 进行,其溶解度:
3,3-二氨基二苯砜在环丁砜中的溶解度如下表所示:
50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 100℃ 58.7 65.85 74.00 83.75 95.4 100.32
3,3-二氨基二苯砜在环丁砜和水混合溶液中的溶解度如下表所示:
环丁砜∶水=1∶2.5
50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 98℃ 3.79 5.68 11.24 22.58 57.94 82.67
在反应过程中加入环丁砜溶剂可以是反应产物3,3-二氨基二苯 砜和水充分的分离,减少了反应残渣中3,3-二氨基二苯砜的残留量, 可以使反应比较彻底提高了收率,使收率达到75%,同时可以把产物 中的杂质完全除去得到高纯度的产品,经HPLC检测含量>99.5,熔 点>171℃。
在反应过程中加入环丁砜溶剂可以使反应时间缩短到2~6小时, 使反应的选择性提高,同时环丁砜在制备过程中可以循环套用,损失 只有5%,提高了溶剂的利用率,降低了成本。
具体实施方式
实施例1:
在1000ml的反应容器中加入280g水,89.8g铁粉,20g盐酸, 然后升温到90℃,然后加入300g环丁砜,再慢慢的加入125g3,3- 二硝基二苯砜反应2~3小时,然后加入氢氧化钠,使其溶液成碱性, PH=9~10,将铁泥沉淀,过滤除去铁泥,即得淡黄色滤液,加入活性 炭,在80℃~100℃进行脱色,过滤将活性炭分离,将反应溶液冷却 到20℃结晶,抽滤,干燥即得白色结晶3,3-二氨基二苯砜73g,收 率为73%。
实施例2
在1000ml的反应容器中加入300g水,134.4g铁粉,25g盐酸, 然后升温到90℃,然后加入300g环丁砜,再慢慢的加入125g 3,3- 二硝基二苯砜反应2~3小时,然后加入氢氧化钠,使其溶液成碱性, PH=9~10,将铁泥沉淀,过滤除去铁泥,即得淡黄色滤液,加入活性 炭,在80℃~100℃进行脱色,过滤将活性炭分离,将反应溶液冷却 到20℃结晶,抽滤,干燥即得白色结晶3,3-二氨基二苯砜81g,收 率为81%。
实施例3
在1000ml的反应容器中加入300g水,120g铁粉,25g盐酸, 然后升温到90℃,然后加入300g环丁砜,再慢慢的加入125g 3,3- 二硝基二苯砜反应2~3小时,然后加入氢氧化钠使其溶液成碱性 PH=9~10,将铁泥沉淀,过滤除去铁泥,即得淡黄色滤液加入活性炭 在80℃~100℃进行脱色,过滤将活性炭分离,将反应溶液冷却到20 ℃结晶,抽滤,干燥即得白色结晶3,3-二氨基二苯砜77g,收率为 77%。