[发明专利]一种全氟取代二酐及其制备方法和在制备聚酰亚胺中的应用

权利要求书

1.一种全氟取代二酐，具有式I所示结构：

式I，

其中，R为-C₄F₉、-C₆F₁₃、-C₈F₁₇、-C₁₀F₂₁、-C₁₂F₂₅、-C₁₄F₂₉、-C₁₆F₃₃、-C₁₈F₃₇或-C₂₀F₄₁。

2.根据权利要求1所述的全氟取代二酐，其特征在于，所述全氟取代二酐具有式II~式IV任一项所示结构：

式II

式III

式IV。

3.权利要求1或2所述全氟取代二酐的制备方法，包括以下步骤：

（1）将化合物A和化合物B在金属催化剂、配体、碱性化合物和低沸点醇类有机溶剂的作用下进行铃木反应，得到化合物C；

所述化合物A具有式V所示结构：

式V，

所述化合物B具有式VI所示结构：

式VI；

所述低沸点醇类有机溶剂选自甲醇和/或乙醇；

所述化合物C具有式VII所示结构：

式VII；

所述式V、式VI和式VII中R为-C₄F₉、-C₆F₁₃、-C₈F₁₇、-C₁₀F₂₁、-C₁₂F₂₅、-C₁₄F₂₉、-C₁₆F₃₃、-C₁₈F₃₇或-C₂₀F₄₁；

（2）将所述步骤（1）得到的化合物C与卤代苯酐在碱性化合物作用下进行取代反应，得到具有式I所示结构的全氟取代二酐。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中金属催化剂选自Pd、Ni或Cu；所述碱性化合物选自碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铯和磷酸钠中的一种或几种；所述配体选自三异丙基膦、三苯基膦、三环戊基膦、1,10-菲咯啉和2,2'-联吡啶中的一种或几种。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中化合物A和化合物B的摩尔比为1.1~1.3:1。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中化合物C与卤代苯酐在碱性化合物作用下的取代反应为：先将化合物C、卤代苯酐和碱性化合物进行甲苯回流带水处理，然后在高沸点极性有机溶剂中进行回流处理；

所述高沸点极性有机溶剂选自N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述甲苯回流带水处理的时间为6~8h；所述高沸点极性有机溶剂中回流处理的时间为8~10h；所述甲苯与高沸点极性有机溶剂的体积比为0.1~0.2:1；所述化合物A的质量和甲苯的体积比为1~1.5:1。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中化合物C、卤代苯酐和碱性化合物的摩尔比为1:2.2~2.5:1.5~2；所述碱性化合物选自碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铯和磷酸钠中的一种或几种。

9.权利要求1或2所述全氟取代二酐或者权利要求3~8任一项所述制备方法制备得到的全氟取代二酐在制备聚酰亚胺中的应用。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述聚酰亚胺的制备方法包括以下步骤：

（a）将全氟取代二酐和2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷溶解于高沸点极性有机溶剂中，在室温氮气保护下进行缩聚反应，得到聚酰胺酸树脂溶液；所述高沸点极性有机溶剂选自N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；

（b）向所述步骤（a）得到的聚酰胺酸树脂溶液中加入乙酸酐和吡啶，进行亚胺化反应，得到聚酰亚胺。