技术领域
本发明属于芳香族有机化合物的制备领域,特别是涉及一种2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯 氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的制备方法。
背景技术
芳香族聚酰亚胺具有优异的热稳定性、化学稳定性、耐核辐射性、优良的力学性能、 电气性能和耐有机溶剂性,在航天航空、电子微电子、电气等领域得到了广泛应用。由于 它的这些耐高温、高强度、抗腐蚀、绝缘性好、成膜工艺简单等特性,因而是一种优良的 功能材料,可以满足LCD(液晶显示器)的性能要求。
2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷是合成含氟芳香族聚酰亚胺 单体的重要原料之一,即芳香族含氟多元伯胺的重要原料。
但2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的制备方法,目前尚未有 公开的专利或文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的 制备方法,该方法工艺简单、成本低、环境友好、纯度和收率高,适用于工业生产。
本发明的化学反应方程式如下:
其中,X为卤素原子,即氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)。
本发明的2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的制备方法,包括 下列步骤:
(1)摩尔比为1.00∶2.00~2.22的2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷和4-卤代 硝基苯,在成盐剂、有机溶剂体系中,加热回流分水反应4~18小时;
(2)浓缩反应液,冷却反应物体系,加水,析出固体产物,过滤,洗涤,干燥,得2,2- 双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷晶体。
所述的4-卤代硝基苯选自4-氟代硝基苯、4-氯代硝基苯、4-溴代硝基苯、4-碘代硝基 苯中的一种或几种混合物;
所述的成盐剂选自碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸 氢钙、碳酸氢镁、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或几种混合物,成 盐剂与2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的摩尔数之比为0.10~8.00∶1.00;
所述的有机溶剂是非水溶性有机溶剂和强极性非质子有机溶剂,体积比为1∶0.05~10, 有机溶剂与2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的体积重量比为5毫升~80毫 升∶1克;
所述的非水溶性有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、一氯代苯、二氯代苯、三氯代苯、 乙苯、二乙苯、一氯代甲苯、二氯代甲苯中的一种或几种混合物;
所述的强极性非质子有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2- 吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种混合物;
所述的加热回流分水反应是温度为80℃-200℃的反应。
本发明的有益效果:
(1)本发明是制备2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的工业方法, 且产品收率和纯度都较高;
(2)操作简单,反应过程在常压下进行,不涉及也不产生腐蚀性物质,对设备无特殊要 求,投资少;
(3)有机溶剂使用种类少,而且回收方便,可反复循环再用,三废少,对环境友好;
(4)2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷等反应原料(上海EMST电子材料有 限公司生产)来源方便,成本较低,便于进一步推广应用。
附图说明
图是2,2-双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的分子结构。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。
实施例1
将42.6克(0.10摩尔)2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、34.7克(0.22 摩尔)4-氯代硝基苯、110.4克(0.80摩尔)碳酸钾、700毫升N,N-二甲基甲酰胺和180 毫升甲苯放入反应釜中,搅拌,加热回流分水反应18小时后,浓缩反应液,回收溶剂以 循环使用,冷却反应物体系,加水,析出固体产物,洗涤,干燥,得到64.8克2,2-双[3- 硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,纯度为99.3%,根据实际获得2,2-双[3- 硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的量和理论量(66.8克),计算得到2,2- 双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的收率为97.0%。
实施例2
将42.6克(0.10摩尔)2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、44.5克(0.22 摩尔)4-溴代硝基苯、55.2克(0.40摩尔)碳酸钾、150毫升N,N-二甲基乙酰胺和15毫升 二甲苯放入反应釜中,搅拌,加热回流分水反应4小时后,浓缩反应液,回收溶剂以循环 使用,冷却反应物体系,加水,析出固体产物,洗涤,干燥,得到34.2克2,2-双[3-硝基-4-(4- 硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,纯度为98.7%,根据实际获得2,2-双[3-硝基-4-(4- 硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的量和理论量(66.8克),计算得到2,2-双[3-硝基 -4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的收率为51.2%。
实施例3
将42.6克(0.10摩尔)2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、31.5克(0.20 摩尔)4-氯代硝基苯、10.6克(0.10摩尔)碳酸钠、40毫升N-甲基-2-吡咯烷酮和15毫升 二氯代苯放入反应釜中,搅拌,加热回流分水反应10小时后,浓缩反应液,回收溶剂以 循环使用,冷却反应物体系,加水,析出固体产物,洗涤,干燥,得到59.6克2,2-双[3- 硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,纯度为99.3%,根据实际获得2,2-双[3- 硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的量和理论量(66.8克),计算得到2,2- 双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的收率为89.2%。
实施例4
将42.6克(0.10摩尔)2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、31.0克(0.22 摩尔)4-氟代硝基苯、11.8克(0.21摩尔)氢氧化钾、20毫升N,N-二甲基甲酰胺和400 毫升二氯代苯放入反应釜中,搅拌,加热回流分水反应16小时后,浓缩反应液,回收溶 剂以循环使用,冷却反应物体系,加水,析出固体产物,洗涤,干燥,得到54.8克2,2-双 [3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,纯度为99.5%,根据实际获得2,2-双 [3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的量和理论量(66.8克),计算得到2,2- 双[3-硝基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的收率为82.1%。
实施例5
将42.6克(0.10摩尔)2,2-双(3-硝基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、42.4克(0.21 摩尔)4-溴代硝基苯、80.0克(0.80摩尔)碳酸氢钾、300毫升二甲基亚砜和100毫升二 甲苯放入反应釜中,搅拌,加热回流分水反应18小时后,浓缩反应液,回收溶剂以循环 使用,冷却反应物体系,加水,析出固体产物,洗涤,干燥,得到64.2克2,2-双[3-硝基-4-(4- 硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,纯度为99.2%,根据实际获得2,2-双[3-硝基-4-(4- 硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的量和理论量(66.8克),计算得到2,2-双[3-硝基 -4-(4-硝基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的收率为96.1%。