[发明专利]一种含螺环结构的四胺单体及其制备方法和应用、聚酰胺及其制备和应用

权利要求书

1.一种含螺环结构的四胺单体，具有式I所示结构：

其中，R₁为-CH₃或-CF₃，R₂为-CH₂-或-CF₂-，R₃为

2.根据权利要求1所述的四胺单体，其特征在于，所述四胺单体为：

3.权利要求1或2所述含螺环结构的四胺单体的制备方法，包括以下步骤：

将丙酮的酸溶液和邻苯二酚的酸溶液混合，进行加成取代反应，得到螺环四酚化合物；

或者将六氟丙酮的酸溶液、邻苯二酚的酸溶液和还原剂混合，进行异构化反应，得到螺环四酚化合物；

将所述螺环四酚化合物、氯酰胺类化合物、催化剂和反应溶剂混合，进行亲核取代反应，得到四胺单体；

所述氯酰胺类化合物的结构为Cl-R₃-NH₂，其中，R₃为

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丙酮的酸溶液中的丙酮和邻苯二酚的酸溶液中的邻苯二酚的摩尔比为1:2～5；

所述丙酮的酸溶液中的酸为碘化氢、氟化氢、氯化氢或溴化氢，所述丙酮的酸溶液中丙酮的浓度为4～7g/mL，所述邻苯二酚的酸溶液中的酸为醋酸或碳酸，所述邻苯二酚的酸溶液中邻苯二酚的浓度为0.3～0.5g/mL；

所述加成取代反应的温度为110～130℃，时间为10～12h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述六氟丙酮的酸溶液中的六氟丙酮和邻苯二酚的酸溶液中的邻苯二酚的摩尔比为1:2～5；

所述六氟丙酮的酸溶液中的酸为碘化氢、氟化氢或氯化氢；所述六氟丙酮的酸溶液中六氟丙酮的浓度为4～7g/mL；

所述还原剂为水合肼、锌粉、镁粉、铁粉、氯化亚锡、氯化亚铁或硼氢化钠；

所述六氟丙酮与还原剂的质量比为1:1.5～2；

所述异构化反应的温度为100～140℃，时间为10～14h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述螺环四酚化合物、氯酰胺类化合物和催化剂的摩尔比为1:4～7.2:14～20；

所述亲核取代反应的过程为先在室温反应30min，然后升温至80～100℃反应1h，最后升温至150～160℃反应4～6h。

7.权利要求1或2所述含螺环结构的四胺单体或权利要求3～6任一项所述制备方法制备得到的含螺环结构的四胺单体在制备聚酰胺中的应用。

8.一种含螺环结构的聚酰胺，具有式II所示结构：

式II中，n＝80～105，且n为整数；所述含螺环结构的聚酰胺的数均分子量为(5～7)×10⁴；

R₁为-CH₃或-CF₃，R₂为-CH₂-或-CF₂-，R₃为

AR包括

9.权利要求8所述含螺环结构的聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：

将所述四胺单体、四酸单体、反应溶剂、氢氧化钾、亚磷酸三苯酯和吡啶混合，进行缩聚反应，水洗后得到聚酰胺；

所述四胺单体为权利要求1或2所述含螺环结构的四胺单体或权利要求3～6任一项所述制备方法制备得到的含螺环结构的四胺单体；

所述四酸单体包括均苯四甲酸、3,3',4,4'-联苯四甲酸、3,3',4,4'-四甲酸二苯甲酮或4,4’-(2,2,2-三氟-1-三氟甲基)亚乙基双(1,2-苯二甲酸)。

10.权利要求8所述含螺环结构的聚酰胺或权利要求9所述制备方法制备得到的含螺环结构的聚酰胺在气体分离聚酰胺薄膜中的应用。