本发明涉及一种尼龙助剂n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的制备方法，属于有机合成技术领域。
背景技术：
聚酰胺树脂(pa)俗称尼龙(nylon)，是大分子主链上含有重复酰胺基团(-nhco-)的高聚物的总称。pa具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。但由于尼龙结构中含有的酰胺基团(-nhco-)为生色基团，是整个链的薄弱环节，有很强的极性，易受环境因素的影响导致聚合物主链被切断，各项性能下降和颜色变化等诸多缺陷。因此，需要在尼龙聚合、加工过程中，通过添加化学助剂来提高尼龙的各种性能，延长使用寿命。
n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺是一个新颖的多功能尼龙助剂，因其独特的分子结构，把几种有益的性质组合在一个分子中，能够显著改善尼龙聚合物的诸多性能，它以化学键与聚合物连接，能与尼龙主链形成氢键，有较好的相容性，极佳的耐萃取性和耐洗性，可改善尼龙熔体的加工稳定性，增加长期的热稳定性和光稳定性，增强染色性能，改善染色纤维的光牢度，更大程度地保持尼龙制品的长期稳定，延长其使用寿命。
该产品传统的合成方法是以间苯二甲酰氯和四甲基哌啶胺为原料(反应式如下)，例如专利cn201110304707.8，cn201310494639.5，cn201610033043.9，us7632949，us20060199963等披露的，该方法的优点是酰氯活性高容易反应，缺点是酰氯易于水解,储存稳定性差，需要在无水条件下反应，并且需要氢氧化钠中和，纯化处理麻烦，污水多。
最近几年出现了以间苯二甲酸二烷基酯和四甲基哌啶胺为原料的制备方法，例如cn104974075使用的催化剂是烷基铝，溶剂是甲苯或醇类，在专利cn106905225中已经提到此申请存在科学原理问题和严重安全问题，在此不再赘述。cn107382828中用的催化剂是固体负载催化剂，wo2017005413中用的是醇钠催化剂，也有不使用催化剂的，例如cn106905225，该专利披露的方法是采用过量的四甲基哌啶胺，四甲基哌啶胺作为反应溶剂，反应完毕将过量的四甲基哌啶胺蒸出。这些方法的难点在于催化剂的去除和产品的纯化，n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的熔点在270℃以上，采取蒸出溶剂留下主产物的方法，如果放大生产，大量固体留在釜底很难处理，该方法只能是实验室的方法，而难以用在生产中。除此之外，四甲基哌啶胺具有极性，产物n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺也是极性化合物，会部分溶解在四甲基哌啶胺中，造成分离提纯困难。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种尼龙助剂n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的制备方法，该方法产生的废水少，操作简便，适合工业化生产，同时，采用该方法得到的目标产物gc检测含量可达到99.8％以上，收率达到95％以上。
本发明采用的技术方案是：以间苯二甲酸二烷基酯，四甲基哌啶胺为原料，在非极性有机溶剂中，加压条件下进行反应，生成目标产物。
该方法不使用催化剂，避免了去除催化剂的操作，简化了工艺流程；采用非极性有机溶剂，有效控制了产品在反应溶剂中的溶解度，反应结束后，产品析出，分离纯化简单。经试验发现，反应过程中产生的醇类小分子物质较难与产物反应而使反应逆向进行，因此，该反应无需移出副产物。
本发明在加压条件下进行反应，反应压力由反应温度和反应溶剂决定，较佳的反应温度是140-200℃，更佳的反应温度是140-160℃。较佳的反应溶剂为烷烃或芳香烃，更佳的反应溶剂为甲苯、二甲苯、均三甲苯、偏三甲苯、正庚烷、正辛烷、异辛烷、溶剂油中的一种或多种，最佳的反应溶剂为二甲苯、正辛烷、120#溶剂油中的一种或多种，或是它们的套用溶剂。反应溶剂与间苯二甲酸二烷基酯的质量体积比以(15-20)：1较佳(ml：g)。经试验发现，本发明较佳的反应压力为绝压0.3-1.4mpa。
在具体的实施方式中，若以二甲苯为反应溶剂，反应压力以绝压0.3～0.4mpa为佳；若以正庚烷为反应溶剂，反应压力以绝压1.0～1.2mpa为佳；若以120#溶剂油为反应溶剂，反应压力以绝压1.2～1.4mpa为佳。
较佳地，所述间苯二甲酸二烷基酯为间苯二甲酸二甲酯或间苯二甲酸二乙酯，以间苯二甲酸二甲酯为最佳。
较佳地，所述间苯二甲酸二烷基酯与四甲基哌啶胺的摩尔比为1：(2～3)，优选为1：(2.1～2.3)。
本发明所述的方法还可包括对反应液进行必要的后处理的步骤。本发明优选的后处理操作为：将反应液的温度降至室温，过滤出溶剂，然后用水冲洗固体产物，即可得到目标化合物。
本领域技术人员可以理解，套用溶剂是循环经济、绿色环保的方法，本发明反应结束后可对反应溶剂和过量的四甲基哌啶胺进行回收套用。本发明反应溶剂套用三次后不会对产品品质造成影响。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本发明各较佳实例。
本发明涉及到的原料和试剂均可市购获得。
本发明取得了如下积极效果：
1、该方法不使用催化剂，反应中不移出产生的小分子物质，反应产生的废水少，操作更佳简便，适合工业化生产；
2、该方法反应溶剂和四甲基哌啶胺可循环套用，绿色环保，节省能源，降低原材料消耗；
3、该方法得到产品gc含量可达99.8％以上，收率可达95％以上。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中涉及的操作如无特殊说明，均为本领域常规技术操作。
实施例1
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺55.1g(0.35mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入二甲苯550ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在150-160℃保温反应，绝压为0.3-0.4mpa，保温反应12h。然后降温至室温过滤，二甲苯冲洗，再用水冲洗，干燥，得目标化合物68.0g，按照间苯二甲酸二甲酯计算收率96.0％，gc检测含量99.82％。
实施例2
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺62.5g(0.4mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入正庚烷550ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在140-150℃保温反应，绝压为1.0-1.2mpa，保温反应24h，然后降温至室温过滤，正庚烷冲洗，再用水冲洗，干燥，得目标化合物67.8g，按照间苯二甲酸二甲酯计算收率95.7％，gc检测含量99.89％。
实施例3
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺55.0g(0.35mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入120#溶剂油550ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在160-170℃保温反应，绝压为1.2-1.4mpa，保温反应18h，然后降温至室温过滤，120#溶剂油冲洗，再用水冲洗，得到目标产物(iii)。烘干重68.3g，按照间苯二甲酸二甲酯计算收率96.4％，gc检测含量99.91％。
实施例4
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺57.8g(0.37mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入正辛烷550ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在150-160℃保温反应，绝压为0.9-1.1mpa，保温反应15h，然后降温至室温过滤，正辛烷冲洗，回收溶剂用于下批套用，再用水冲洗，得到目标产物(iii)。烘干重68.6g，按照间苯二甲酸二甲酯计算收率96.8％，gc检测含量99.96％。
实施例5
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺53.2g(0.34mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入实施例4的回收溶剂正辛烷540ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在150-160℃保温反应，绝压为0.9-1.1mpa，保温反应15h，然后降温至室温过滤，正辛烷冲洗，再用水冲洗，得到目标产物(iii)。烘干重68.7g，按照间苯二甲酸二甲酯计算收率97.0％，gc检测含量100％。
实施例6
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺50.1g(0.32mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入实施例5的回收溶剂560ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在150-160℃保温反应，绝压为0.9-1.1mpa，保温反应18h，然后降温至室温过滤，正辛烷冲洗，再用水冲洗，得到目标产物(iii)。烘干重68.3g，按照间苯二甲酸二甲酯(i)计算收率96.4％，gc检测含量99.96％。
实施例7
称取间苯二甲酸二甲酯31.1g(0.16mol)，四甲基哌啶胺53.2g(0.34mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入实施例6的回收溶剂550ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在150-160℃保温反应，绝压为0.9-1.1mpa，保温反应18h，然后降温至室温过滤，正辛烷冲洗，再用水冲洗，得到目标产物(iii)。烘干重68.1g，按照间苯二甲酸二甲酯(i)计算收率96.1％，gc检测含量99.90％。
实施例8
称取间苯二甲酸二乙酯35.6g(0.16mol)，四甲基哌啶胺75.0g(0.48mol)，加入到1l的高压反应釜中，加入均三甲苯550ml，氮气置换，封闭投料口。然后搅拌升温，随着温度升高，压力也逐渐升高，在190-200℃保温反应，绝压为0.6-0.7mpa，保温反应12h，然后降温至室温过滤，均三甲苯冲洗，再用水冲洗，得到目标产物(iii)。烘干重65.9g，按照间苯二甲酸二乙酯计算收率93.0％，gc检测含量99.69％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。