一种含双叔丁基结构的芳香二胺单体及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种含双叔丁基结构芳香二胺单体，其制备方法为：首先由双酚化合物9,9-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)芴与对氯硝基苯在碱性条件下反应，得到二硝基化合物9,9-双[3-叔丁基-4-(4-硝基苯氧基)苯基]芴；然后将二硝基化合物在有机溶剂中进行催化还原，得到芳香二胺单体9,9-双[3-叔丁基-4-(4-胺基苯氧基)苯基]芴。该含双叔丁基结构芳香二胺单体可应用于可溶性聚醚酰亚胺的制备，所制聚醚酰亚胺具有良好的成膜性、高的热性能和优良的气体分离性能。
【专利说明】一种含双叔丁基结构的芳香二胺单体及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属芳香二胺化合物及其制备和应用领域，特别涉及一种含有双叔丁基结构 的芳香二胺单体及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 聚合物膜分离技术是近年来发展很快的一种绿色化工分离技术，在氮氧分离、二 氧化碳富集、天然气除湿、氢气回收等一些与环保和能源相关的领域具有重要的应用价值。 作为膜分离技术的关键性组件，聚合物膜材料的性能直接影响整个分离设备的分离效率和 使用性能。聚酰亚胺由于具有优异的热性能、机械力学性能、分子结构易于设计等优点，已 被应用于聚合物膜分离领域，并被认为是一类具有实际应用前景的高性能膜分离材料。但 目前商品化的聚酰亚胺膜材料存在制膜工艺复杂、气体分离渗透率低等不足。因此设计开 发具有良好成膜性和高渗透率的新型聚酰亚胺膜材料具有重要的学术研究价值和实际应 用意义。
[0003] 研究发现通过在聚酰亚胺分子结构中具有大自由体积的叔丁基结构，可以较好的 改善聚酰亚胺聚合物的溶解成膜性和气体分离性能。该类含叔丁基结构聚酰亚胺膜材料需 要用到含有叔丁基结构的芳香二胺单体，但目前报道的含有叔丁基结构的芳香二胺单体品 种十分有限，大多合成工艺较复杂，成本较高，不利于工业化生产。本发明专利通过利用廉 价的起始原料和相对简易的合成方法，提供了一种含有双叔丁基芴结构的芳香二胺单体及 其制备和应用。
【发明内容】
[0004] 本发明专利旨在解决商品化聚酰亚胺溶解成膜性差、气体渗透率低等不足，提供 了一种含有双叔丁基结构的芳香二胺单体、及其制备方法和在合成聚醚酰亚胺中的应用； 通过该芳香二胺单体所制备的聚醚酰亚胺不仅具有良好溶解成膜性，还具有高的气体渗透 性，有望应用于新一代高性能聚酰亚胺气体分离膜领域。
[0005] 本发明提供了一种芳香二胺单体，该芳香二胺单体中含有双叔丁基结构，即 9, 9-双[3-叔丁基-4- (4-胺基苯氧基）苯基]莉，其结构式为：
【权利要求】
1. 一种芳香二胺单体，其特征在于：所述的芳香二胺单体为9, 9-双[3-叔丁 基-4-(4-胺基苯氧基）苯基]芴，单体中含有双叔丁基结构，其结构式为
2. 如权利要求1所述的芳香二胺单体的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤 为 (1) 氮气保护下，在三口烧瓶中将9, 9-双（3-叔丁基-4-羟基苯基）芴与对氯硝基苯 按摩尔比1:2. O?2. 3溶于适量溶剂和脱水剂中，在碱性催化剂作用下130?150°C共沸 脱水1?3h后，进一步蒸出脱水剂并继续反应6?IOh后结束反应，将反应物倒入水中，得 到大量固体粉末，粗产物经抽滤、干燥后进一步重结晶，得到二硝基化合物9, 9-双[3-叔丁 基-4-(4-硝基苯氧基）苯基]芴； (2) 将步骤（1)中得到的二硝基化合物在有机溶剂中，利用催化剂和还原剂在回流条 件下反应4?20h后结束反应,热过滤、冷却后析出白色针状晶体,进一步过滤干燥,得到 9, 9-双[3-叔丁基_4_ (4-胺基苯氧基）苯基]莉。
3. 如权利要求2所述的芳香二胺单体的制备方法，其特征在于：步骤（1)中所述的溶 剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述的脱水剂为甲苯，其 中溶剂的质量为9, 9-双（3-叔丁基-4-羟基苯基）芴和对氯硝基苯总质量和的2?3倍， 脱水剂的用量为溶剂体积的10%?30% ;所述的碱性催化剂为碳酸钾或碳酸钠，其摩尔数 为9, 9-双（3-叔丁基-4-羟基苯基）芴摩尔数的2. 0?3. 0倍。
4. 如权利要求2所述的芳香二胺单体的制备方法，其特征在于：步骤（2)中所述的有 机溶剂为体积比1:1. 0?3. 0的乙醇和乙二醇甲醚的混合溶剂，其质量为二硝基化合物质 量的3?5倍；催化剂为钯质量分数为5%或10%的钯碳，催化剂用量为二硝基化合物质量 的2%?4% ;所述的还原剂为溶质质量分数为80%的水合肼溶液，所述水合肼用量为二硝 基化合物摩尔数的4?12倍。
5. 如权利要求1所述的芳香二胺单体的应用，其特征在于：所述的应用为，利用所述的 芳香二胺单体制备可溶性聚醚酰亚胺，该类聚合物结构式如下，
【文档编号】C07C217/90GK104356011SQ201410568528
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】汪称意, 徐常, 赵晓燕, 李坚, 任强 申请人:常州大学