直接环化法合成N-苯基马来酰亚胺的工艺探讨.pdfVIP

研 究与开发 齐QIL鲁U石P油ET化RO工CH，E2M0I1C6AL，44TE(1C)HN：1O6LO—G2Y0 直接环化法合成 N一苯基马来酰亚胺的工艺探讨 高留冕，蔡峰 (中国石化南化集团研究院，江苏南京 210048) 摘要：开发了一种苯胺和顺酐直接环化合成N—PMI的方法。对影响反应的各种因素进行了探索，优化了合成反 应的工艺条件。经试验确定 ：在 自制溶剂中，反应温度 141—145℃、苯胺与顺酐 的摩尔比为 1：1．1、苯胺滴加速度 1．05g／rain的条件下 ，所得反应液中N—PMI的产率最高，达到97．92％。 关键词：苯胺 顺酐 直接环化 N一苯基马来酰亚胺 中圈分类号：TQ245．2 文献标识码：B 文章编号：1009—9859(2016)01—0016—05 1 概述 外有 日本触媒公司、日本大八化学公司、美国杜邦 N一苯基马来酰亚胺 (N—PMI)是近年来兴 公司、德国拜尔公司等少数几家大的公司生产 N 起的一种高分子耐热改性剂，主要用于农药、医 — PMI，国际市场的产量在80kt／a以上。文献报 药、船舶防污剂和ABS、PVC、PMMA树脂和感光 道_lJ，N—PMI是由苯胺和顺丁烯二酸酐 (简称 材料的耐热改性。随着近年来全球汽车行业和电 顺酐，又称马来酸酐)合成 的，主要工艺有一步 器行业的飞速发展，高耐热塑料的产量也越来越 法、乙酐法、共沸法、酯化法。它们各有特点，合成 大，对 N—PMI的需求量也在逐年增加。目前，国 方法见表 1。 表 1 N—PMI的主要合成方法及特点 收稿 日期：2015—12—30；修回13期 ：2016—01-21。 作者简介 ：高留冕(1984一)，女，汉族 ，江苏江阴人。2006年毕业于南京工业大学化学工程与工艺专业，硕士学位，现在中国石化南 化集团研究院从事精细化工产品开发研究工作。电话 第 1期 高留冕，等 ．直接环化法合成 N一苯基马来酰亚胺的工艺探讨 此外还有酰氯法和微波辐射法 等，但前者 行熔点测定。 使用光气为原料，剧毒，不好操作，后者收率只有 75．8％。目前，国内外工业化生产 N—PMI的方 3 结果与讨论 法采用共沸法。该工艺合成 N—PM1分两步进 3．1 正交试验 行，因此反应时间长(3．5h)，中间反应生成了副 3．1．1 正交试验设计 产物，影响了产品收率 (97％左右)，且溶剂使用 在探索试验和单因素试验的基础上，设计了 量大(约需要顺酐量的6倍) 。在研究 目前 三因素三水平的正交试验，选取的三个影响因素 所用共沸法工艺和传统一步法工艺 (收率5％一 为：反应温度(A，℃)，苯胺滴加速度 (B，g／rain)， 8％)的基础上，开发苯胺和顺酐在 自制溶剂中直 苯胺与顺酐摩尔比(C，mol／mo1)。在起始质量浓 接环化合成 目标产品N—PMI的方法，并针对合 度30％的顺酐中加入苯胺进行环化反应，以N— 成工艺进行了探讨。 PMI的反应液产率为考察指标，确定合成 N—PMI 的优化工艺条件。因素及水平见表2。由于合成 2 试验部分 反应结束后，所得的反应液需要经过水洗、中和、 2．1 原料 蒸溶剂等一系列后处理工序才能得到最终产品。 工业级苯胺 (南京化学工业有限公司，质量 为排除后处理造成产品收率损失的影响，故用反