CN1962634A - 一种n－苯基马来酰亚胺的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种N－苯基马来酰亚胺的合成方法，以马来酸酐和苯胺为主要起始原料，依次包括下述步骤：1)酰化：马来酸酐和苯胺在溶剂中进行酰化反应；2)脱水成环：将上述得到的N－苯基马来酰胺酸在阻聚剂对苯二酚以及双重催化剂对甲苯磺酸和N－乙基吡咯烷酮的作用下反应；再将反应所得液体减压脱去溶剂，得到N－苯基马来酰亚胺粗品；3)重结晶：将所得N－苯基马来酰亚胺粗品在溶剂中重结晶，即得N－苯基马来酰亚胺。采用本发明的方法生产N－苯基马来酰亚胺，环境友好，工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，特别是一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法。
背景技术
分子式如S-1所示的N-苯基马来酰亚胺，是近年来发展起来的一种耐热有机单体，由于它具有五元环状结构，将其嵌入高分子链中，可以增强链的内旋阻力，现在广泛用做ABS等树脂的添加剂，提高其耐热性能。
该物质的合成方法主要分以下几种：方法一是文献(天津化工，2003，17(4)，17-20)报道在有机溶剂苯、甲苯或二甲苯中，以顺酐和苯胺为原料，加入DMF(N，N-二甲基甲酰胺)作助溶剂，在催化剂的作用下合成目标产物。但该方法的主要缺点是必须要使用大量的有毒溶剂DMF，DMF水溶性大，回收较难，反应结束时要用大量的水洗涤产品，除去DMF，带来了严重的环境污染。方法二是以低毒、廉价的丙酮作溶剂，以醋酸酐为脱水剂，以醋酸钠为催化剂，另外还加入一种稳定剂叔胺，但存在成本高和环境污染问题；并且为了分离反应中的酸还要用大量水洗涤反应产物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种环境友好，工艺简单，成本低的N-苯基马来酰亚胺的合成方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法，依次包括下述步骤：
1)、酰化：马来酸酐和苯胺在溶剂中进行酰化反应，反应温度为20℃～60℃，反应时间为1h～5h，得到N-苯基马来酰胺酸；马来酸酐与苯胺的物质的量比为1∶1～1.4∶1；
2)、脱水成环：将上述得到的N-苯基马来酰胺酸在阻聚剂对苯二酚以及双重催化剂对甲苯磺酸和N-乙基吡咯烷酮的作用下反应，反应温度90℃～138℃，反应时间2h～10h；再将反应所得液体减压脱去溶剂，得到N-苯基马来酰亚胺粗品；N-乙基吡咯烷酮与马来酸酐的重量比为0.03∶1～0.05∶1，对甲苯磺酸/对苯二酚/马来酸酐的重量比为2/1/25～2/1/36。
3)、重结晶：将所得N-苯基马来酰亚胺粗品在溶剂中重结晶，即得N-苯基马来酰亚胺。
合成反应式如下：
作为本发明的N-苯基马来酰胺酸的合成方法的改进：步骤1)即酰化过程中：溶剂与马来酸酐的质量比为4∶1～8∶1，所述溶剂为苯、甲苯或二甲苯。所述步骤3)即重结晶过程中，所述溶剂为环己烷、正己烷或甲醇，溶剂与N-苯基马来酰亚胺粗品的质量比为5∶1～8∶1。
本发明的N-苯基马来酰胺酸的合成方法，在脱水成环步骤中，使用了对甲苯磺酸和N-乙基吡咯烷酮作为双重催化剂，因此可以避免使用DMF作为溶剂。所以，本发明的合成方法与传统的工艺相比，最主要的特点就是避免了有毒溶剂DMF的使用；能减少环境污染、简化生产工艺、并降低了生产成本。
具体实施方式
实施例1：一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法，以马来酸酐和苯胺为主要起始原料，依次经下述步骤制成：
(1)酰化，N-苯基马来酰胺酸的制备：
在装有搅拌、滴液漏斗、温度计的烧瓶中，加入马来酸酐(25.0g，0.26mol)，甲苯(120mL)，在滴液漏斗中加入苯胺(23.0mL，0.26mol)，加热，60℃下滴加苯胺，1小时内滴加完毕，得到白色乳状固体。
2)脱水成环，N-苯基马来酰亚胺粗品的制备：
加入对甲苯磺酸(2g，0.01mol)，对苯二酚(1g，0.01mol)和N-乙基吡咯烷酮(0.8mL，0.80g)，加热，温度到90℃开始脱水，到110℃时，稳定出水。反应8小时后，无水生成，反应结束，得到红棕色透明溶液。于旋转蒸发仪上脱除甲苯，得N-苯基马来酰亚胺粗品50g，用于下步重结晶。
(3)重结晶：
将上述所得固体加入500mL环己烷中进行重结晶，即得黄色产物N-苯基马来酰亚胺38g，收率85％。
实施例2：一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法，以马来酸酐和苯胺为主要起始原料，依次经下述步骤制成：
(1)酰化，N-苯基马来胺酸的制备：
在装有搅拌、滴液漏斗、温度计的烧瓶中，加入马来酸酐(17.8g，0.18mol)，甲苯(120mL)，在滴液漏斗中加入苯胺(11.5mL，0.13mol)，加热，40℃下滴加苯胺，5小时内滴加完毕，得到白色乳状固体。
2)脱水，N-苯基马来酰亚胺的制备：
加入对甲苯磺酸(1g，0.005mol)，对苯二酚(0.5g，0.005mol)和N-乙基吡咯烷酮(0.7mL)，加热，温度90℃开始脱水，到110℃时，稳定。反应2小时后，无水生成，反应结束，得到红棕色透明溶液。于旋转蒸发仪上脱除甲苯，得N-苯基马来酰亚胺粗品30g，用于下步重结晶。
(3)重结晶：
将上述所得固体加入180mL环己烷中进行重结晶，即得黄色产物N-苯基马来酰亚胺20g，收率89％。
实施例3：一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法，以马来酸酐和苯胺为主要起始原料，依次经下述步骤制成：
(1)酰化，N-苯基马来酰胺酸的制备：
在装有搅拌、滴液漏斗、温度计的烧瓶中，加入马来酸酐(30.0g，0.31mol)，二甲苯(190mL)，在滴液漏斗中加入苯胺(23.0mL，0.26mol)，加热，20℃下滴加苯胺，2小时内滴加完毕，得到白色乳状固体。
2)脱水，N-苯基马来酰亚胺的制备：
加入对甲苯磺酸(2g，0.01mol)，对苯二酚(1g，0.01mol)和N-乙基吡咯烷酮(1.2mL)，加热，温度90℃开始脱水，到138℃时，稳定。反应4小时后，无水生成，反应结束，得到红棕色透明溶液。于旋转蒸发仪上脱除甲苯，得N-苯基马来酰亚胺粗品53g，用于下步重结晶。
(3)重结晶：
将上述所得固体加入480mL甲醇中进行重结晶，即得黄色产物N-苯基马来酰亚胺42g，收率93％。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1、一种N-苯基马来酰亚胺的合成方法，其特征在于：以马来酸酐和苯胺为主要起始原料，依次包括下述步骤：
1)、酰化：马来酸酐和苯胺在溶剂中进行酰化反应，反应温度为20℃～60℃，反应时间为1h～5h，得到N-苯基马来酰胺酸；马来酸酐与苯胺的物质的量比为1∶1～1.4∶1；
2)、脱水成环：将上述得到的N-苯基马来酰胺酸在阻聚剂对苯二酚以及双重催化剂对甲苯磺酸和N-乙基吡咯烷酮的作用下反应，反应温度90℃～138℃，反应时间2h～10h；再将反应所得液体减压脱去溶剂，得到N-苯基马来酰亚胺粗品；N-乙基吡咯烷酮与马来酸酐的重量比为0.03∶1～0.05∶1，对甲苯磺酸/对苯二酚/马来酸酐的重量比为2/1/25～2/1/36；
3)、重结晶：将所得N-苯基马来酰亚胺粗品在溶剂中重结晶，即得N-苯基马来酰亚胺。
2、根据权利要求1所述的N-苯基马来酰胺酸的合成方法，其特征在于：所述步骤1)即酰化过程中：溶剂与马来酸酐的质量比为4∶1～8∶1，所述溶剂为苯、甲苯或二甲苯。
3、根据权利要求2所述N-苯基马来酰亚胺的合成方法，其特征在于：所述步骤3)即重结晶过程中，所述溶剂为环己烷、正己烷或甲醇，溶剂与N-苯基马来酰亚胺粗品的质量比为5∶1～8∶1。
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