[发明专利]N-苯基马来酰亚胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种N-苯基马来酰亚胺(N-phenylmaleimide，PMI)的制备方法，尤指一种制备高产率及高纯度的N-苯基马来酰亚胺的制备方法。

背景技术

N-苯基马来酰亚胺(N-phenylmaleimide，PMI)是一种有机合成原料，可嵌入高分子链中以增加链与链之间的内旋阻力，进而提高材料耐热性。目前N-苯基马来酰亚胺常作为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(acrylonitrile butadiene styrene resin，ABS resin)的耐热改性剂，可提高丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的软化点，而提高其耐热性，且改性后的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂耐冲击，故可代替部分工程塑料并可应用于汽车工业。此外，N-苯基马来酰亚胺亦可作为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)交联剂；并用于作为黏着剂，可加强金属和橡胶之间的黏着作用。

现有技术的N-苯基马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐(maleic anhydride，MA)与苯胺(aniline)合成而得，但制造过程繁杂，且产率低及纯度不高，例如中国台湾发明专利第29955号揭示使用铵盐作为催化剂以制备N-苯基马来酰亚胺，但因溶解度不良使得反应困难，且须于制造过程中添加金属化合物，使得工艺成本较高；美国专利第5136052号揭示将苯胺、顺丁烯二酸酐及有机酸混合后再过滤除去催化剂及不纯物，其中过滤步骤相当麻烦；另有文献指出于催化剂存在下，N-苯基马来酰亚胺酸(N-phenylmaleamic acid)和乙二酰氯(oxalyl chloride)反应后会产生盐酸(hydrochloric acid)，此方法不但产率不佳，且需对于其副产物盐酸进行再处理，故工艺较为复杂；其它亦有文献指出，先将N-苯基马来酰亚胺酸加醇并于硫酸存在条件下进行酯化，再加入磷酸脱醇以产生N-苯基马来酰亚胺，该工艺所使用的硫酸酸性强，且加醇酯化后亦需脱醇较不符合商业价值；另外，中国台湾发明专利第225859号亦揭示一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法，但该方法需升温至50℃后，再升温至140℃才进行回流脱水，且需降温过滤，故此方法较耗时耗能。

发明内容

鉴于目前N-苯基马来酰亚胺的制备方法工艺繁杂、产率低且需处理副产物，本发明的目的在于提供一种工艺简单、高产率及高纯度的N-苯基马来酰亚胺的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种N-苯基马来酰亚胺的制备方法，其包括下列步骤：

将催化剂、有机溶剂、聚合抑制剂与顺丁烯二酸酐于反应釜中混合搅拌并加热处理至第一反应温度及历经第一反应时间，形成顺丁烯二酸酐混合物；

再以连续分量方式将苯胺加入经加热处理的顺丁烯二酸酐混合物，并同时进行回流脱水，待反应完成后，进行酸碱中和，然后经由分层、水洗及冷却结晶后，获取N-苯基马来酰亚胺。

依据本发明，用语“连续分量”如此处所使用的是指分次逐步加入。根据本发明的具体实施方案，优选地，所述的连续分量方式是以0.5小时至4小时内分次逐步加入。更优选地，所述的连续分量方式加入是以3小时至4小时内分次逐步加入。

根据本发明的具体实施方案，优选地，所述的催化剂为任何可催化顺丁烯二酸酐以及苯胺进行反应的物质，其包括有机酸，例如，但不限于：甲磺酸(methanesulfonic acid)、对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid，PTSA)、磷酸(phosphoric acid)或磷酸载体。

此处所指的“磷酸载体”如所属领域技术人员所知，是指磷酸与黏土或二氧化硅搅拌均匀混合后，再高温烘干以形成磷酸载体；优选地，以744公克(g)的二氧化硅及85％的480g的磷酸为例子，将上述二氧化硅与磷酸磷酸混合均匀后，以120℃烘干即可形成1000g至1100g的磷酸载体。

根据本发明的具体实施方案，优选地，所述的有机溶剂包括，但不限于：二甲苯(dimethylbenzene)、甲苯(methylbenzene)、一氯苯(monochlorobenzene)、二氯乙烷(ethylene dichloride)、邻二氯苯(o-dichloro benzene)、丙酮(acetone)、丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)或甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone，MIBK)。