[发明专利]一种借助尿素氯化胆碱低共熔物合成邻苯二甲酰亚胺的方法

说明书

本发明以苯酐为原料，尿素‑氯化胆碱低共熔溶剂为溶剂、尿素原料兼催化剂，在较低温度下合成了邻苯二甲酰亚胺。该方法克服了传统工艺使用二甲苯、煤油或N,N‑二甲基甲酰胺等溶剂的缺点，且溶剂尿素‑氯化胆碱低共熔溶剂可循环重复使用，新工艺可减少VOCs排放。邻苯二甲酰亚胺粗品经过滤和水洗后、烘干即可得到一定纯度的邻苯二甲酰亚胺产品。本工艺操作简单、条件温和，低温反应减少了尿素的分解，又避免了因苯酐升华以及尿素挥发而造成的原料损失，降低了生产成本，产品收率超过93%、纯度达到98%以上，与同类工艺相比，具有明显的优越性。

技术领域

本发明属于清洁有机合成技术领域，特别涉及一种借助尿素氯化胆碱低共熔物合成邻苯二甲酰亚胺的方法。

背景技术

邻苯二甲酰亚胺按照系统命名法为 1,3-异吲哚二酮(isoindoline-1,3-dione)，是苯酐的下游产品，由于其结构中N-H上H非常活泼并含有芳烃结构，广泛用于染料、农药、医药、橡胶、香料等行业。邻苯二甲酰亚胺有丰富的下游产品，可用于合成苯肽﹑靛蓝﹑邻苯二腈﹑灭菌丹﹑亚胺硫磷和甲灭酸等多种精细化学品，近 30%用于合成除草剂或植物生长调节剂。经霍夫曼降解反应可生产邻氨基苯甲酸，还可生产氨基酸、邻苯二甲酰胺、卤代酞亚胺以及标准试剂邻苯二甲酰亚胺钾盐等。

邻苯二甲酰亚胺的合成主要有碳铵法、尿素法、氨水法 3种。碳铵法将苯酐和碳酸氢铵按一定摩尔比混合，经粉碎机粉碎后投入反应釜，加热约4h升至200℃，再以稍快速度升温至280-300℃。将熔融物出料至结晶，冷却固化、粉碎即得成品，收率95%以上。每吨含量为95%的邻苯二甲酰亚胺需消耗苯酐1030公斤、95%碳酸氢铵660公斤。碳铵法由于反应温度高、产品副产物多、且生产过程中有大量升华物飞出，污染环境，经济效益不佳，现已被淘汰。目前，多数厂家采用后两种工艺。以氨水为原料，邻苯二甲酰亚胺产率可达96.4%，但反应时间长，且需较高的反应温度。该反应中第一步是苯酐的氨解生成邻氨基甲酰基苯甲酸，同时水可以与苯酐发生副反应生成邻苯二甲酸，第二步是邻氨基甲酰基苯甲酸加热条件下脱水闭环得到邻苯二甲酰亚胺，同时邻氨基甲酰基苯甲酸可以水解成邻苯二甲酸，邻苯二甲酰亚胺也可以发生逆反应水解成邻氨基甲酰基苯甲酸。反应过程中及时除去水分对反应是有利的，可以提高目的产物产率，减少副反应发生。此外，还有循环氨水法，生产过程复杂，反应需温度较高且不稳定生成的产物不易处理。也有报道，对传统氨水法进行改进，在苯酐和氨水反应中利用蒸馏除水简化了生产过程，提高了目的产物产率，克服了传统氨水法对生产设备要求较高，有大量氨气挥发，对环境造成污染等缺点。考虑到苯酐的升华特性，需在高温下进行的方法常会伴随苯酐的升华以及环境的污染。