本發(fā)明是一種二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的制備方法,涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
聚對(duì)二甲苯是一種具有優(yōu)良電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能的特種高分子涂層材料。目前已廣泛應(yīng)用于微電子電路、醫(yī)療器械、航天航空等領(lǐng)域。聚二氯對(duì)二甲苯與聚對(duì)二甲苯相比,其優(yōu)異電性能和物理性能結(jié)合,能有效防止潮濕和腐蝕性氣體,聚二氯對(duì)二甲苯是涂覆電路板最佳材料。聚二氯對(duì)二甲苯的原料二氯對(duì)二甲苯環(huán)二體制備工藝很多,其中大多直接采用氯氣或NCS進(jìn)行氯代,這樣生產(chǎn)的氯代產(chǎn)品純度低,且對(duì)環(huán)境造成了極大污染,同時(shí)生產(chǎn)成本高。因此尋求一種綠色環(huán)保并且高收率的二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的合成方法具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問題:本發(fā)明目的在于解決二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體合成過程中存在污染環(huán)境和產(chǎn)率低的問題,提出一種二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的制備方法。技術(shù)方案:本發(fā)明的二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的制備方法,按以下步驟進(jìn)行:1)將N-(3-氯-4-甲基芐基)-三甲基-氯化銨簡(jiǎn)稱季銨鹽、溶劑和催化劑分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的反應(yīng)裝置中,在70℃~90℃溫度下,攪拌0.5~2.5小時(shí);2)向步驟1)的反應(yīng)裝置中加入堿溶液進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),反應(yīng)6~10小時(shí),得到二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體粗產(chǎn)品;3)將步驟2)得到的粗產(chǎn)品抽濾,用有機(jī)溶劑進(jìn)行重結(jié)晶提純即得目標(biāo)產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體。進(jìn)一步的,本發(fā)明方法中,所述步驟1)中溶劑為水、二乙二醇或溴化1-乙基吡啶中的一種溶劑或幾種混合溶劑;所述溶劑的質(zhì)量與季銨鹽質(zhì)量比為(5~10):1。進(jìn)一步的,本發(fā)明方法中,所述步驟1)中催化劑為叔丁基鄰苯二酚或?qū)Ρ椒訂味∶阎械囊环N或兩種物質(zhì),所述催化劑與季銨鹽的質(zhì)量比為(0.01~0.10):1,優(yōu)選(0.04~0.07):1。進(jìn)一步的,本發(fā)明方法中,所述步驟2)堿溶液為碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液或二者的混溶液,所述堿與季銨鹽的質(zhì)量比為(3~7):1,優(yōu)選(4~5):1。進(jìn)一步的,本發(fā)明方法中,所述步驟2)中環(huán)化反應(yīng)時(shí)間為8~15小時(shí)。進(jìn)一步的,本發(fā)明方法中,所所步驟3)中重結(jié)晶采用的有機(jī)溶劑是甲醇、乙醇、異丁醇、甲苯或?qū)Χ妆街械囊环N或幾種溶劑,,優(yōu)選甲醇、乙醇、對(duì)二甲苯。有益效果:本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù),具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所用溶劑為水、二乙二醇、溴化1-乙基吡啶是綠色有機(jī)溶劑,與現(xiàn)有的有機(jī)溶劑相比,其對(duì)環(huán)境的影響小。本發(fā)明中在催化劑作用下,提高了二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的反應(yīng)速率,反應(yīng)時(shí)間可以減少到6~10小時(shí)。本發(fā)明所用堿溶液為碳酸鈉、氫氧化鈉的混合溶液,有利于調(diào)節(jié)溶液酸堿度。本發(fā)明反應(yīng)過程生成的三甲胺用水循環(huán)吸收法吸收再利用,減少了三廢的處理難度。具體實(shí)施方式二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的結(jié)構(gòu)式如下:制備原料N-(3-氯-4-甲基芐基)-三甲基-氯化銨結(jié)構(gòu)為下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等他替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例1:本實(shí)施方案所述二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體的制備工藝,按照以下步驟進(jìn)行的:將N-(3-氯-4-甲基芐基)三甲基氯化銨46.1g(0.2mol)、水100ml、二乙二醇114.5mL、叔丁基鄰苯二酚1.844g,分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中,攪拌1小時(shí)并升溫至90℃。向四口燒瓶中緩慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉水溶液260mL及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的碳酸鈉水溶液82.3mL,滴加完畢。緩慢升溫至110℃,反應(yīng)10小時(shí)停止加熱。反應(yīng)生成的三甲胺氣體用水進(jìn)行循環(huán)吸收。將反應(yīng)混合物抽濾,將濾餅加入250mL乙醇溶液中,于50℃下攪拌1.5小時(shí),趁熱抽濾,收集濾液,冷卻結(jié)晶,抽濾得白色晶體。所得濾液濃縮至30mL,再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶,抽濾后將兩次所得白色晶體烘干稱重,得產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體22.8g,收率為82.3%。實(shí)施例2:將N-(3-氯-4-甲基芐基)三甲基氯化銨46.1g(0.2mol)、水200ml、二乙二醇229mL、叔丁基鄰苯二酚0.46g,分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中,攪拌0.5小時(shí)并升溫至80℃。向四口燒瓶中緩慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉水溶液260mL和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的碳酸鈉水溶液329mL,滴加完畢。緩慢升溫至115℃,反應(yīng)8小時(shí)停止加熱。反應(yīng)生成的三甲胺氣體用水進(jìn)行循環(huán)吸收。將反應(yīng)混合物抽濾,將濾餅加入250mL乙醇溶液中,于50℃下攪拌1.5小時(shí),趁熱抽濾,收集濾液,冷卻結(jié)晶,抽濾得白色晶體。所得濾液濃縮至30mL,再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶,抽濾后將兩次所得白色晶體烘干稱重,得產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體21.7g,收率為78.4%。實(shí)施例3:將N-(3-氯-4-甲基芐基)三甲基氯化銨46.1g(0.2mol)、水100ml、二乙二醇155mL、對(duì)苯酚單丁醚4.6g,分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中,攪拌1小時(shí)并升溫至80℃。向四口燒瓶中緩慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉水溶液260mL,滴加完畢。緩慢升溫至115℃,反應(yīng)6小時(shí)停止加熱。反應(yīng)生成的三甲胺氣體用水進(jìn)行循環(huán)吸收。將反應(yīng)混合物抽濾,將濾餅加入250mL乙醇溶液中,于50℃下攪拌1.5小時(shí),趁熱抽濾,收集濾液,冷卻結(jié)晶,抽濾得白色晶體。所得濾液濃縮至30mL,再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶,抽濾后將兩次所得白色晶體烘干稱重,得產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體17.5g,收率為63.3%。實(shí)施例4:將N-(3-氯-4-甲基芐基)三甲基氯化銨46.1g(0.2mol)、水100ml、溴化1-乙基吡啶130.5g、叔丁基鄰苯二酚1.84g,分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中,攪拌2.5小時(shí)并升溫至90℃。向四口燒瓶中緩慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉水溶液260mL及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的碳酸鈉水溶液82.3mL,滴加完畢。緩慢升溫至110℃,反應(yīng)10小時(shí)停止加熱。反應(yīng)生成的三甲胺氣體用水進(jìn)行循環(huán)吸收。將反應(yīng)混合物抽濾,將濾餅加入250mL對(duì)二甲苯溶液中,于50℃下攪拌1.5小時(shí),趁熱抽濾,收集濾液,冷卻結(jié)晶,抽濾得白色晶體。所得濾液濃縮至30mL,再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶,抽濾后將兩次所得白色晶體烘干稱重,得產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體24.1g,收率為87.1%。實(shí)施例5:將N-(3-氯-4-甲基芐基)三甲基氯化銨46.1g(0.2mol)、水100ml、溴化1-乙基吡啶130.5g、對(duì)苯酚單丁醚1.84g,分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中,攪拌2.5小時(shí)并升溫至90℃。向四口燒瓶中緩慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉水溶液260mL及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的碳酸鈉水溶液329mL,滴加完畢。緩慢升溫至110℃,反應(yīng)10小時(shí)停止加熱。反應(yīng)生成的三甲胺氣體用水進(jìn)行循環(huán)吸收。將反應(yīng)混合物抽濾,將濾餅加入250mL對(duì)二甲苯溶液中,于50℃下攪拌1.5小時(shí),趁熱抽濾,收集濾液,冷卻結(jié)晶,抽濾得白色晶體。所得濾液濃縮至30mL,再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶,抽濾后將兩次所得白色晶體烘干稱重,得產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體22.5g,收率為81.2%。實(shí)施例6:將N-(3-氯-4-甲基芐基)三甲基氯化銨46.1g(0.2mol)、水100ml、溴化1-乙基吡啶117.5ml、對(duì)苯酚單丁醚4.6g,分別加入裝有冷凝、攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中,攪拌1小時(shí)并升溫至90℃。向四口燒瓶中緩慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉水溶液260mL及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的碳酸鈉水溶液82.3mL,滴加完畢。緩慢升溫至110℃,反應(yīng)10小時(shí)停止加熱。反應(yīng)生成的三甲胺氣體用水進(jìn)行循環(huán)吸收。將反應(yīng)混合物抽濾,將濾餅加入250mL異丁醇溶液中,于50℃下攪拌1.5小時(shí),趁熱抽濾,收集濾液,冷卻結(jié)晶,抽濾得白色晶體。所得濾液濃縮至30mL,再次進(jìn)行冷卻結(jié)晶,抽濾后將兩次所得白色晶體烘干稱重,得產(chǎn)品二氯代對(duì)二甲苯環(huán)二體180.1g,收率為65.0%。