[发明专利]一种具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法

权利要求书

1.一种具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将3，4-二甲基苯酚或3，3'，4，4'-四甲基二苯醚与含氟酮类化合物，在强酸催化剂的条件下进行加成缩合反应，得到四甲基氧杂蒽衍生物；

S2、将四甲基氧杂蒽衍生物进行甲基氧化反应，得到氧杂蒽四羧酸衍生物；

S3、将氧杂蒽四羧酸衍生物进行羧基脱水缩合反应，得到氧杂蒽四羧酸二酐衍生物，即为所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐；

其中，步骤S1中所述强酸催化剂为三氟甲磺酸、三氟乙酸和/或硫酸。

2.根据权利要求1所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，

步骤S1中，所述四甲基氧杂蒽衍生物的结构式如下所示：

步骤S2中，所述氧杂蒽四羧酸衍生物的结构式如下所示：

步骤S3中，所述氧杂蒽四羧酸二酐衍生物的结构式如下所示：

3.根据权利要求1或2所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，所述含氟酮类化合物的结构式如下所示：

R₁-CO-R₂

优选地，所述含氟酮类化合物为1，1，1-三氟丙酮、六氟丙酮、2，2，2-三氟苯乙酮、4-(三氟乙酰基)甲苯、4-(三氟乙酰基)三氟甲基苯或五氟乙基苯基酮。

4.根据权利要求2或3所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，

R₁为如下基团中的任意一种：

R₂为如下基团中的任意一种：

-CH₃ -CF₃ -CF₂CF₃ -CF₂CF₂CF₃

5.根据权利要求1-4任一项所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，步骤S1中，进行加成缩合反应的反应温度为10-30℃，反应时间为20-24h。

6.根据权利要求1-5任一项所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，步骤S2中，进行甲基氧化反应的氧化剂为KMnO₄，优选地，进行甲基氧化反应的反应温度为90-110℃，反应时间为48-56h。

7.根据权利要求1-6任一项所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，步骤S3中，进行羧基脱水缩合反应的脱水剂为乙酸酐，优选地，进行羧基脱水缩合反应的反应温度为130-150℃，反应时间为24-30h。

8.根据权利要求1-7任一项所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐的合成方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、将含氟酮类化合物溶解在有机溶剂中，在惰性气体保护及冰浴条件下加入3，4-二甲基苯酚或3，3'，4，4'-四甲基二苯醚，再加入强酸催化剂，搅拌条件下在10-30℃下反应20-24h，再将反应液倒入去离子水中得到固体，过滤，洗涤，干燥，得到四甲基氧杂蒽衍生物；

S2、将S1得到的四甲基氧杂蒽衍生物加入到吡啶与水的混合溶剂中，升温至90-110℃后加入KMnO₄，搅拌反应48-56h后，过滤得到滤液，将该滤液进行酸化并析出固体，过滤，洗涤，干燥，得到氧杂蒽四羧酸衍生物；

S3、将S2得到的氧杂蒽四羧酸衍生物加入到乙酸酐中，升温至130-150℃后搅拌反应48-56h，抽滤，干燥，得到氧杂蒽四羧酸二酐衍生物，即为所述具有氟化刚性结构的四羧酸二酐。

9.一种聚酰亚胺，其特征在于，其是通过将四羧酸二酐类单体与二胺类单体进行聚合而得到，所述四羧酸二酐类单体中至少一种为权利要求1-8任一项所述合成方法合成得到的具有氟化刚性结构的四羧酸二酐。