[发明专利]氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物及其制备方法和聚酰亚胺及其制备方法

权利要求书

1.一种氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物，其特征在于，分子结构式如下式所示：

2.一种如权利要求1所述的氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物的制备方法，其特征在于，合成路线如下式所示：

式中，化合物1为14-氟-2,3,6,7-四甲基三蝶烯，化合物2为14-氟-2,3,6,7-三蝶烯四甲酸，化合物3为14-氟-2,3,6,7-三蝶烯四甲酸二酐。

3.一种如权利要求2所述的氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物的制备方法，其特征在于，包括以下合成步骤：

步骤1、合成氟代四甲基三蝶烯

将氟代邻氨基苯甲酸和亚硝酸异戊酯分别溶于二乙二醇二甲醚和1,2-二氯乙烷中，分别加入溶有2,3,6,7-四甲基蒽的1,2-二氯乙烷中；

反应后，蒸出溶剂，加入顺丁烯二酸酐，加热回流，冷却后加入NaOH-乙醇水溶液，加热回流，静置，抽滤，取固体，烘干，过柱纯化，旋蒸，得到白色粉末状固体，烘干，得氟代四甲基三蝶烯；

步骤2、合成氟代三蝶烯四甲酸

取步骤1所制备的氟代四甲基三蝶烯溶于吡啶与水的混合溶剂中并在高锰酸钾作用下加热搅拌回流；反应后，取滤液蒸馏出溶剂，用活性炭脱色，调节pH值小于1，取过滤后所得的固体进行干燥，得氟代三蝶烯四甲酸；

步骤3、合成氟代三蝶烯四甲酸二酐

取步骤2所制备的氟代三蝶烯四甲酸溶于乙酸，加热抽滤，滤液于反应釜中进行反应，待析出白色晶体，进行抽滤，真空干燥后，即得氟代三蝶烯四甲酸二酐。

4.根据权利要求3所述的氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述2,3,6,7-四甲基蒽、氟代邻氨基苯甲酸和亚硝酸异戊酯的摩尔比为2:1～2.5:7～9；

进行过柱纯化时，固定相用100～200目的中性氧化铝，淋洗剂为二氯甲烷与石油醚，二氯甲烷与石油醚的体积比为5:95。

5.根据权利要求3所述的氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述混合溶剂中吡啶与水的体积比为8～10：1，所述氟代四甲基三蝶烯与高锰酸钾的摩尔比为1：35～40。

6.根据权利要求3所述的氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述反应釜的反应条件设置为：30min升温至150℃保温10小时，每小时降10℃至室温。

7.一种聚酰亚胺的制备方法，其特征在于：采用如权利要求1-6任一项所述氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物制备而成，合成路线如下所示：

8.根据权利要求7所述聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

在惰性气氛下，依次加入等摩尔比的4,4’-二氨基二苯醚二胺单体和所制备的氟代三蝶烯四甲酸二酐单体；加入溶剂、脱水剂和/或催化剂；于150℃～160℃脱去甲苯-水共沸物，再于180℃反应4～6h，最后将聚合物溶液倒入剧烈搅拌下的甲醇溶液中沉降，抽滤即得到聚酰亚胺；

其中，所述溶剂为间甲酚，固含量为10wt％～20wt％；所述脱水剂为无水甲苯；所述脱水剂与氟代三蝶烯四甲酸二酐单体的摩尔比为14～30：1；所述催化剂为异喹啉。

9.一种聚酰亚胺的制备方法，其特征在于：采用如权利要求1-6任一项所述氟代三蝶烯四甲酸二酐化合物制备而成，制备方法如下：

在惰性气体保护下，于容器中加入2，2’-二(三氟甲基)二氨基联苯和间甲酚，室温搅拌后加入14-氟-2,3,6,7-三蝶烯四甲酸二酐和无水甲苯；

在40℃搅拌一段时间后，升温至80℃保持并加入异喹啉，完全溶解；

升温至120℃，保持一段时间后升至160℃，反应后在160℃脱去甲苯-水，于160℃保持一段时间后升至180℃，在180℃保持一段时间后，停止反应；加入甲醇溶液并搅拌，过滤得到白色的丝状物，即制得聚酰亚胺；

制得的聚酰亚胺结构式如下：

10.一种根据权利要求7-9任一项所述聚酰亚胺的制备方法所制备的聚酰亚胺。