[发明专利]一种N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的合成方法。

背景技术

N，N’-间苯撑马来酰亚胺是一种多功能橡胶助剂，是橡胶重要的配合材料，具有延长橡胶焦烧时间，减少发热量，提高定伸强度，抗硫化返原性，增强橡胶与金属的黏合强度的优点。市场需求很大，多年来，为了降低生产成本，提高产品质量，人们在合成N，N’-间苯撑马来酰亚胺合成工艺上进行了不断的探索和改进。

目前，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的制备方法主要有以下几种：

第一种方法是N，N’-二甲基甲酰胺法。以强极性溶剂N，N’-二甲基甲酰胺法为反应溶剂，以醋酸钠为催化剂，在90℃左右进行脱水反应。其特点为中间产物双马来酰亚胺酸溶于溶剂中，体系始终处于均相，有利于反应进行。缺点是溶剂价格高，毒性大，产品质量不稳定。

第二种是丙酮法。此方法主要原料与N，N’-二甲基甲酰胺法是一样的，只是需要加入有机脱水剂和胺类催化剂。这种工艺需要两步完成，在第一步缩合反应过程中，中间产物双马来酰亚胺酸从溶剂中析出，反应不均匀，然后蒸发回收丙酮，再将反应物转移到另一反应釜内，加入醋酸酐和胺类催化剂反应完全即得到本产品。这种工艺的优点是：溶剂为丙酮，污染减小，催化剂选择性好，副产物少。缺点是：工艺操作复杂，溶剂回收困难，生产成本高。

第三种是甲苯法。该方法使用甲苯作为反应溶剂，在催化剂热闭环的同时，将水与甲苯溶剂的共沸物蒸馏出反应器。其工艺的优点是由于水不断的蒸出，加快了热闭环反应的进行，减少了原料的投入，产品生产效率显著提高，溶剂甲苯可以回收，大大的降低了生产成本。缺点是反应体系不易均匀，温度太高时，容易产生树脂状黏性物，甲苯对环境和人体毒害性大。

第四种是混合溶剂法。此方法使用的原料与前三种方法相同，只是N，N’-二甲基甲酰胺和甲苯的混合溶剂作为反应溶剂，在均相的条件下，经过一步催化脱水闭环反应得到产品。此方法的优点是减少了N，N’-二甲基甲酰胺的用量，甲苯可以回收，节约了生产成本。但该工艺依然是治标不治本，随着近些年该产品的发展，生产方法也是多种多样，但产品的质量相差很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种以乙酸乙酯为溶剂合成N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的方法，以降低合成的成本、能耗和污染，同时提高产品的收率。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的合成方法，将间苯二胺加热溶解在乙酸乙酯中，保持温度在40～50℃之间，加入顺丁烯二酸酐，加毕保温反应0.5-3小时；再加入相转移催化剂，加入超过反应量的乙酸酐，保温反应0.5-3小时，反应完毕后蒸发回收溶剂，经离心、洗涤、烘干得到N，N’-间苯撑双马来酰亚胺。

所述间苯二胺与顺丁烯二酸酐的摩尔比为1∶2.1～2.4。

所述顺丁烯二酸酐与乙酸酐的摩尔比为1∶1.5～1.8。

所述聚乙二醇的加入量为顺丁烯二酸酐重量的5.0～10.0％。

所述聚乙二醇为聚乙二醇600。

本发明的合成过程为，一分子间苯二胺上的胺基与两分子顺丁烯二酸酐发生开环反应，生成马来酰亚胺酸，然后加入乙酸酐脱去两分子的水进行闭环反应生成目标产物，具体的化学反应方程式为：

本发明的N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的合成方法具有以下优点：1、合成方法采用乙酸乙酯为溶剂，相比溶剂DMF和甲苯，乙酸乙酯价格便宜，对环境毒害比较小的优点，相比沸点低的丙酮，乙酸乙酯相对容易回收，因此采用乙酸乙酯作为反应溶剂可以降低合成的成本。2、在采用乙酸乙酯作为溶剂的同时采用聚乙二醇600作为相转移催化剂，使反应能够在乙酸乙酯溶剂中能够发生，同时使反应条件较为温和，不产生树脂状粘性物，反应速度快，副反应少，使产品收率比较稳定。3、马来酰胺酸反应和脱水闭环反应可以在同一反应容器中进行，不需要对中间产物进行分离纯化，其合成工艺操作简单，工作环境得到明显改善。本发明合成的N，N’-间苯撑双马来酰亚胺产品质量如下：外观：淡黄色粉末，熔点：195-198℃，灼烧残渣：≤0.5％，加热减量：≤0.4％，酸值：≤0.9％，筛余物，325目：≤0.5％。

具体实施方式

实施例1