RU1782003C - Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide) - Google Patents

Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide) Download PDF

Info

Publication number
RU1782003C
RU1782003C SU4864244A RU1782003C RU 1782003 C RU1782003 C RU 1782003C SU 4864244 A SU4864244 A SU 4864244A RU 1782003 C RU1782003 C RU 1782003C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
molar ratio
polar
solvent
bis
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.И. Мысин
Ю.И. Дергунов
Н.А. Базин
Original Assignee
Научно-исследовательский институт карбамида
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт карбамида filed Critical Научно-исследовательский институт карбамида
Priority to SU4864244 priority Critical patent/RU1782003C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1782003C publication Critical patent/RU1782003C/en

Links

Images

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

FIELD: organic chemistry. SUBSTANCE: product: pyromellitic acid N, N′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide), empirical formula is БФ C38H22П406. Reagent 1: pyromellite dianhydride. Reagent 2: diphenylmethanediisocyanate. Reaction conditions: in the medium of polar aprotonic solvent taken from the group: dimethylformamide, its mixture with acetonitrile at the molar ratio 1:(1.17-1.75) dimethylsulfoxide, and nonpolar solvent taken from the group: CCl4 or its mixture with H-C6H6 and/or diethyl ether at the molar ratio 1:(0.74-0.093), at molar ratio of solvent mixture and dianhydride (80.0-116.5):1 and molar ratio of nonpolar solvent and polar one (1.13-2.39): 1. Precipitate is separated, washed with nonpolar solvent and kept at 160-180 C for 0.5-2 h. EFFECT: improved method of synthesis. 3 tbl

Description

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения изоцианатоарилзамещенных амидов ароматических тетракарбоновых кислот, используемых для получения термо- и радиационно-стойких пенопластов. The invention relates to organic chemistry, and in particular to methods for producing isocyanatoaryl substituted amides of aromatic tetracarboxylic acids used to produce thermo- and radiation-resistant foams.

Известны способы получения указанных имидов путем взаимодействия при 150-200оС диангидридов тетракарбоновых кислот с избытком смеси полифениленполиметиленполиизоцианатов (эта смесь содержит 40-70% дифенилметандиизоцианата и обычно именуется "полиизоцианат"), в частности, в присутствии различных активирующих добавок. В результате взаимодействия образуются смеси избытка полиизоцианата с олигомерными продуктами, которые содержат концевые изоцианатные или ангидридные группы, либо и те, и другие. Содержание в этой смеси мономерного N,N'-бис-(изоцианатофенилметилфенилимида), как правило, незначительно, и его выделение весьма затруднительно даже в том случае, когда оно возможно.Known methods for preparing these imides by reaction at about 150-200 (the mixture contains 40-70% diphenylmethane and usually referred to as "polyisocyanate") with a tetracarboxylic acid dianhydrides with an excess of polyphenylenepolymethylene mixture, in particular in the presence of various adjuvants. As a result of the interaction, mixtures of an excess of polyisocyanate with oligomeric products are formed that contain terminal isocyanate or anhydride groups, or both. The content of monomeric N, N'-bis- (isocyanatophenylmethylphenylimide) in this mixture is usually insignificant, and its isolation is very difficult even when it is possible.

Нфаиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения N,N'-бис-(изоцианатофенилметилфенилимида) пиромеллитовой кислоты путем взаимодействия пиромеллитового диангидрида с дифенилметандиизоцианатом (МДИ), содержащимся в полиизоцианате, при 100-170оС, в присутствии апротонного полярного растворителя (диметилформамида или диметилацетамида), взятого в количестве 0,02-1,11 моль на моль диангидрида, и в присутствии катализатора (бензолсульфониламид, сульфосалициловая кислота), либо без него.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method for producing N, N'-bis- (isocyanatophenylmethylphenylimide) pyromellitic acid by reacting pyromellitic dianhydride with diphenylmethanediisocyanate contained in the polyisocyanate at 100-170 о С in the presence of an aprotic solvent (dimethylformamide or dimethylacetamide) taken in an amount of 0.02-1.11 mol per mol of dianhydride, and in the presence or absence of a catalyst (benzenesulfonylamide, sulfosalicylic acid) .

Недостатком этого способа является сложность процесса и низкий выход мономерного диимида, обусловленные тем, что он образуется в смеси с олигомерными продуктами. Выделение его мз этой смеси можно осуществить путем многоступенчатой экстракции ее компонентов различными растворителями. При этом мономерный диимид можно получить лишь с выходом, не превышающим 20-25%. The disadvantage of this method is the complexity of the process and the low yield of monomeric diimide, due to the fact that it is formed in a mixture with oligomeric products. Isolation of it from this mixture can be achieved by multistage extraction of its components with various solvents. In this case, monomeric diimide can be obtained only with a yield not exceeding 20-25%.

Цель изобретения - повышение выхода диимида и упрощение процесса его получения. The purpose of the invention is to increase the yield of diimide and simplify the process of its preparation.

Поставленная цель достигается предложенным способом получения N,N'-бис-(изоцианатофенилметилфенилимида) пиромеллитовой кислоты путем взаимодействия пиромеллитового диангидрида с дифенилметандиизоцианатом в присутствии молярного апротонного растворителя и катализатора, выбранного из группы, включающей ароматические сульфониламиды, отличающимся тем, что с целью повышения выхода и упрощения процесса, взаимодействие проводят при комнатной температуре в среде смеси полярного апротонного растворителя, выбранного из группы, включающей диметилформамид, его смесь с ацетонитрилом в молярном соотношении 1: (1,17-1,75), диметилсульфоксид, и неполярного растворителя, выбранного из группы, включающей четыреххлористый углерод и его смеси с н. -гексаном и/или диэтиловым эфиром в молярном отношении 1:(0,74 - 0,93), при мольном соотношении смеси растворителей к диангидриду (80,0-116,5):1 и молярном отношении неполярного растворителя к полярному (1,13-2,39):1, отделяют выпавший осадок, промывают его неполярным растворителем и нагревают при 160-180оС в течение 0,5-2 ч. При таком осуществлении процесса взаимодействие пиромеллитового диангидрида с МЛИ приводит к образованию смеси, состоящей из N,N'-бис-(изоцианатофенилметилфенилим- ида) пиромеллитовой кислоты и промежуточного продукта структуры I
OCNR

Figure 00000001
/
Figure 00000002

Эта смесь выпадает в осадок из реакционной среды. В процессе указанной термообработки продукт (I) может быть с высоким выходом превращен в мономерный диимид. Использование меньших, чем указано выше, количеств растворителей, использование только полярных растворителей, а также более низкого отношения неполярного растворителя к полярному приводит к образованию олигомера, который при термообработке превращается не в диимид, а в полимер. Большее количество растворителя, а также более высокое отношение неполярного растворителя к полярному, не оказывают влияния на результат и приводят лишь к увеличению количества растворителей, которые нужно обрабатывать. Термообработка промежуточного продукта при температурах менее 160оС и временах менее 0,5 ч приводит к снижению выхода диимида, а при температурах более 180оС и временах более 2 ч - не приводит к его повышению.The goal is achieved by the proposed method for producing N, N'-bis- (isocyanatophenylmethylphenylimide) pyromellitic acid by reacting pyromellitic dianhydride with diphenylmethanediisocyanate in the presence of a molar aprotic solvent and a catalyst selected from the group comprising aromatic sulfonylamides, characterized in that in order to increase the yield and simplify the process, the interaction is carried out at room temperature in a medium of a mixture of a polar aprotic solvent selected from the group including dimethylformamide, its mixture with acetonitrile in a molar ratio of 1: (1.17-1.75), dimethyl sulfoxide, and a non-polar solvent selected from the group consisting of carbon tetrachloride and mixtures thereof with n. -hexane and / or diethyl ether in a molar ratio of 1: (0.74 - 0.93), with a molar ratio of solvent mixture to dianhydride (80.0-116.5): 1 and a molar ratio of non-polar to polar solvent (1, 13-2,39): 1, the precipitate formed was separated, washed with a nonpolar solvent and heated at 160-180 C for 0.5-2 hours in such an implementation, the process reacting pyromellitic dianhydride with PLR leads to formation of a mixture consisting of. N, N'-bis- (isocyanatophenylmethylphenylimide) pyromellitic acid and an intermediate of structure I
OCNR
Figure 00000001
/
Figure 00000002

This mixture precipitates from the reaction medium. During said heat treatment, the product (I) can be converted into monomeric diimide in high yield. The use of smaller amounts of solvent than the above, the use of only polar solvents, as well as a lower ratio of non-polar solvent to polar, leads to the formation of an oligomer, which, when heat treated, is converted not into diimide, but into a polymer. A larger amount of solvent, as well as a higher ratio of non-polar to polar solvent, do not affect the result and only lead to an increase in the number of solvents that need to be processed. Heat treatment of the intermediate product at temperatures below 160 ° C and times of less than 0.5 hour results in the diimide reduction of yield, and at temperatures over 180 ° C and times of 2 hours - it does not increase.

П р и м е р 1. В колбу, снабженную магнитной мешалкой, термометром и поглотителем выделяющегося диоксида углерода, помещают 8,73 г пиромеллитового диангидрида (0,04 моля), 120 мл диметилформамида (ЛМФА) и 0,05 г натриевой соли бензолсульфониламида. Смесь перемешивали при 50оС до полного растворения диангидрида, после чего охлаждали до комнатной температуры, добавляли раствор 45 г МДИ (0,18 моль) в 300 мл четыреххлористого углерода и перемешивали полученную смесь в течение 5 ч. Затем отделяли осадок желтого цвета, промывали его диэтиловым эфиром и выдерживали при 180оС в течение 2 ч. Получали 18,58 г (73,7% от теории) N,N'-бис-(изоцианатофенилметилфенилимида) пирромелитовой кислоты. Продукт идентифицировали с помощью элементного анализа и ИК-спектров.Example 1. In a flask equipped with a magnetic stirrer, a thermometer and an absorber of carbon dioxide, 8.73 g of pyromellitic dianhydride (0.04 mol), 120 ml of dimethylformamide (LMFA) and 0.05 g of benzenesulfonylamide sodium salt are placed . The mixture was stirred at 50 ° C until complete dissolution of the dianhydride and then cooled to room temperature, the solution was added 45 g of MDI (0.18 mol) in 300 mL of carbon tetrachloride and the resulting mixture was stirred for 5 h. The yellow precipitate was collected, washed with ether and heated at 180 C for 2 h. obtained 18.58 g (73.7% of theory) N, N'-bis- (izotsianatofenilmetilfenilimida) pirromelitovoy acid. The product was identified by elemental analysis and IR spectra.

Найдено, %: С 71,98, Н 3,12, N 8,53,
С38Н22N4O6.
Found,%: C 71.98, H 3.12, N 8.53,
C 38 H 22 N 4 O 6 .

Вычислено, %: С 72,38, Н 3,49, N 8,88. Calculated,%: C 72.38, H 3.49, N 8.88.

В ИК-спектре присутствуют полосы поглощения имидных (1735 и 1380 см-1) и изоцианатных (2285 см-1) групп и отсутствуют полосы поглощения ангидридных групп (1780 см-1), а также полоса поглощения при 1660 см-1, характеризующая семичленный цикл промежуточного соединения.The IR spectrum contains absorption bands of imide (1735 and 1380 cm -1 ) and isocyanate (2285 cm -1 ) groups and there are no absorption bands of anhydride groups (1780 cm -1 ), as well as an absorption band at 1660 cm -1 , characterizing the seven intermediate compound cycle.

П р и м е р ы 2-10. Процесс проводили аналогично примеру 1, меняя состав и количество полярного и неполярного растворителя. Результаты приведены в табл. 1. PRI me R s 2-10. The process was carried out analogously to example 1, changing the composition and amount of polar and non-polar solvent. The results are shown in table. 1.

П р и м е р ы 11-19. Процесс проводили аналогично примеру 6, меняя катализатор и/или его количество, а также время реакции. Результаты приведены в табл. 2. PRI me R s 11-19. The process was carried out analogously to example 6, changing the catalyst and / or its quantity, as well as the reaction time. The results are shown in table. 2.

П р и м е р ы 20-23. Процесс проводили аналогично примеру 6, меняя условия термической обработки осадка. Результаты приведены в табл. 3. PRI me R s 20-23. The process was carried out analogously to example 6, changing the conditions of heat treatment of the precipitate. The results are shown in table. 3.

П р и м е р 24 (по прототипу). 70,4 г полиизоцианата (содержание изоцианатных групп 30,3%) смешивали с 14,2 г пиромеллитового диангидрида и 0,67 г диметилформамида, после чего включали перемешивающее устройство для получения однородной массы. Реакционную смесь помещали в баню с температурой 80оС и выдерживали при заданной температуре в течение 15 мин и затем быстро нагревали до 145-150оС. Термостатирование исходной смеси при постоянном интенсивном перемешивании осуществляли в течение 2 ч и получали вязкотекучий преполимер, который содержал 22,5% свободных изоцианатных групп. Конверсия диангидрида по СO2 к этому времени составила 66,2%. Преполимер отмывали от избыточного дифенилметандиизоцианата гептаном, затем растворяли в диоксане, экстрагировали из этого раствора другие компоненты смеси четыреххлористым углеродом, а затем гептаном. В результате из диоксана при охлаждении выделяли 9,6 г (23,4% от теории), N,N'-бис-(изоцианатофенилметилфенилим- ида) пиромеллитовой кислоты, который идентифицировали, как в примере 1.PRI me R 24 (prototype). 70.4 g of polyisocyanate (the content of isocyanate groups of 30.3%) was mixed with 14.2 g of pyromellitic dianhydride and 0.67 g of dimethylformamide, after which a stirrer was turned on to obtain a homogeneous mass. The reaction mixture was placed in a bath at 80 ° C and maintained at a predetermined temperature for 15 minutes and then rapidly heated to 145-150 ° C. Tempering the initial mixture with constant vigorous stirring was carried out for 2 hours to give vyazkotekuchy prepolymer which contained 22 , 5% of free isocyanate groups. The conversion of dianhydride by CO 2 at this time was 66.2%. The prepolymer was washed from excess diphenylmethane diisocyanate with heptane, then dissolved in dioxane, other components of the mixture were extracted from this solution with carbon tetrachloride, and then with heptane. As a result, 9.6 g (23.4% of theory), N, N'-bis- (isocyanatophenylmethylphenylimide) pyromellitic acid, which was identified as in Example 1, were isolated from dioxane upon cooling.

П р и м е р 25 (сравнительный). В колбу, снабженную магнитной мешалкой, термометром и поглотителем выделяющегося в реакции имидизации СO2, помещали 8,73 г пиромеллитового диангидрида и 120 мл диметилформамида. Полученную смесь перемешивали при 50оС до полного растворения диангидрида, после чего охлаждали до комнатной температуры. В полученный раствор вносили 45 г дифенилметандиизоцианата и полученную смесь перемешивали в течение 18 ч. Реакция имидизации сопровождается выделением СO2. (2,184 г или 62% по ангидриду) и образованием 16,2 г олигомера в виде твердого вещества желто-оранжевого цвета. Полученный порошок олигоимида выдерживали при 180оС в течение 2-х ч.PRI me R 25 (comparative). 8.73 g of pyromellitic dianhydride and 120 ml of dimethylformamide were placed in a flask equipped with a magnetic stirrer, a thermometer and an absorber of CO 2 emitted in the imidization reaction. The resulting mixture was stirred at 50 ° C until complete dissolution of the dianhydride and then cooled to room temperature. 45 g of diphenylmethanediisocyanate was added to the resulting solution, and the resulting mixture was stirred for 18 hours. The imidization reaction was accompanied by the release of CO 2 . (2.184 g or 62% anhydride) and the formation of 16.2 g of the oligomer as a yellow-orange solid. Oligoimida resulting powder was heated at 180 C for 2 hours.

В результате получали не диимид, а имидсодержащий полимер в количестве 15,4 г. The result was not diimide, but an imide-containing polymer in an amount of 15.4 g.

Из приведенных примеров видно, что предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет примерно в 3 раза повысить выход диимида и значительно упростить процесс, поскольку отпадает необходимость в проведении многоступенчатой экстракции. From the above examples it can be seen that the proposed method in comparison with the prototype can approximately 3 times increase the yield of diimide and significantly simplify the process, since there is no need for multi-stage extraction.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N,N'-БИС-(ИЗОЦИАНАТОФЕНИЛМЕТИЛФЕНИЛИМИДА)ПИРОМЕЛЛИТОВОЙ КИСЛОТЫ взаимодействием пиромеллитового диангидрида с дифенилметандиизоцианатом в присутствии полярного апротонного растворителя и катализатора ароматического сульфониламида, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, взаимодействие проводят в среде смеси полярного апротонного растворителя, выбранного из группы, включающей диметилформамид, его смесь с ацетонитрилом в молярном соотношении 1 : (1,17-1,75) диметилсульфоксид, и неполярного растворителя выбранного из группы, включающей четыреххлористый углерод или его смесь с н,-гексаном и/или диэтиловым эфиром в молярном соотношении 1 : (0,74-0,93) при молярном соотношении смеси растворителей и диангидрида (80,0-116,5) : 1 и молярном соотношении неполярного растворителя и полярного (1,13-2,39) : 1, выпавший осадок, отделяют промывают его неполярным растворителем и выдерживают при 160-180oС в течение 0,5-2 ч.METHOD FOR PRODUCING N, N'-BIS- (ISOCYANATOPHENYLMETHYLPHENYLIMIDE) PYROMELLITIC ACID by reacting pyromellitic dianhydride with diphenylmethanediisocyanate in the presence of a polar aprotic solvent and an aromatic sulfonylamide catalyst, which allows the product to an aprotic solvent selected from the group comprising dimethylformamide, its mixture with acetonitrile in a molar ratio of 1: (1.17-1.75) dimethyl sulfox d, and a non-polar solvent selected from the group comprising carbon tetrachloride or a mixture thereof with n, hexane and / or diethyl ether in a molar ratio of 1: (0.74-0.93) with a molar ratio of solvent mixture and dianhydride (80.0 -116.5): 1 and a molar ratio of non-polar solvent to polar (1.13-2.39): 1, the precipitated precipitate is separated, washed with a non-polar solvent and kept at 160-180 o C for 0.5-2 hours .
SU4864244 1990-07-16 1990-07-16 Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide) RU1782003C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4864244 RU1782003C (en) 1990-07-16 1990-07-16 Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4864244 RU1782003C (en) 1990-07-16 1990-07-16 Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1782003C true RU1782003C (en) 1995-03-20

Family

ID=30441938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4864244 RU1782003C (en) 1990-07-16 1990-07-16 Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1782003C (en)

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. Salary. C.H.Smith - S.Cell.Plast, 1975, V.11, N 5, p.262-265. *
Авторское свидетельство СССР N 1108748, кл. C 08G 73/10, 1982 (непублик.) *
Авторское свидетельство СССР N 1108749, кл. C 08G 73/10, 1982 (непублик.) *
Авторское свидетельство СССР N 1108750, кл. C 08G 73/10, 1982 (непублик.) *
Авторское свидетельство СССР N 1210436, кл. C 08G 73/10, 1984 (непублик.) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1086745A (en) Preparation of aromatic bisimides
EP0193721A2 (en) Polyimides and process for their preparation
US4054577A (en) Preparation of aromatic bisimides
RU1782003C (en) Method of synthesis of pyromellitic acid n,n′-bis-(isocyanatophenylmethylphenylimide)
Kurita et al. Polyisoimides: synthesis and evaluation as efficient precursors for polyimides
EP0245815A2 (en) Soluble and/or fusible polyimides and polyamidimides
US3956321A (en) Preparation of 4-fluorophthalic anhydride
US4048190A (en) Preparation of bisphenol-A bisimides
DE69503237T2 (en) POLY (IMID-ETHER)
DE2401157A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF AROMATIC TETRACARBONIC ACIDS CONTAINING AN OXADIAZOLE RING OR OF THEIR DIANHYDRIDS
US5043478A (en) Process for the preparation of fluorinate aromatic diamine
EP0477539A1 (en) Tetracarboxylic acid dianhydrides
EP0408539A1 (en) A process for the preparation of polyimides
SU1006433A1 (en) Process for preparing 1,3,5-tris-(2,3-dibromopropyl)-isocyanurate
SU1510717A3 (en) Method of producing 2,6-bis-(chloromethyloxycarbonylmethyl)-pyridine
USH728H (en) Aryloxy p-benzidine compounds
RU2021268C1 (en) Monomer for synthesis of polycondensed ion-exchange polymers
RU2059609C1 (en) 1-phenoxy-3,5-diaminobenzene as a monomer for synthesis of polyimides and polyamides and polyimides or polyamides on its basis as thermostable materials with improved processibility
JPS62256831A (en) Aromatic polyamide resin and its production
US5675039A (en) Bis-m-benzotrifluoride compounds
US5241038A (en) Method for the preparation of aromatic imide sulfide polymers
US4043978A (en) Polyimides
JPS5929676A (en) Preparation of ammelide melamine addition product
SU1657054A3 (en) Method for obtaining salts of 4,4-dinitrostilben-2,2- disulfoacid
EP1202958B1 (en) Dicyanatochalcones and method for the production thereof