[发明专利]电子级氢化偏苯三酸酐的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子级化工原料的制备方法，具体涉及一种电子级氢化偏苯三酸酐的制备方法。

背景技术

普通的氢化偏苯三酸酐通常是作为固化剂用于大功率蓝光LED环氧树脂封装材料，若要应用于微电子领域，如作为高透光性、低介电常数的脂环族聚酰胺-酰亚胺的单体，就必须满足产品纯度≥99.9%、产品中单个金属离子含量≤1ppm的要求。

中国专利文献CN1428324A公开了一种制备氢化芳族多羧酸的方法和制备氢化芳族多羧酸酐的方法。其中具体公开了一种由偏苯三酸制备1，2，4-环己烷三羧酸（即氢化偏苯三酸）的方法，即以偏苯三酸为原料，以水为单一溶剂，在大投料量（催化剂的重量为偏苯三酸重量的66.6%）的铑碳催化剂的催化剂作用下进行氢化反应。该方法得到的氢化偏苯三酸酐纯度低（只有98.6%），并且产品中的单个金属离子含量也没有提及，显然不能满足电子级要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯度高、产品中单个金属离子含量满足电子级要求的电子级氢化偏苯三酸酐的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种电子级氢化偏苯三酸酐的制备方法，具有以下步骤：①以偏苯三酸酐为原料，先用去离子水进行水解，然后用活性炭进行脱色精制得到纯度≥99.5%的偏苯三酸；②将步骤①得到的偏苯三酸与混合溶剂、贵金属催化剂加入到高压釜中，向高压釜中通入氢气进行催化加氢反应，反应完全后经后处理得到粗氢化偏苯三酸，用去离子水和活性炭对粗氢化偏苯三酸进行脱色精制，得到纯度≥99.8%的氢化偏苯三酸；所述贵金属催化剂的重量为偏苯三酸重量的0.5%～10%；③将步骤②得到的氢化偏苯三酸用乙酐在有机溶剂中进行脱水反应得到纯度≥99.95%的电子级氢化偏苯三酸酐。

上述步骤①中所述的水解反应温度为50℃～110℃，反应时间为0.5h～4h。

上述步骤②中所述的催化加氢反应的温度为40℃～100℃，压力为1MPa～4MPa。

上述步骤②中所述的贵金属催化剂为Pt-C催化剂、Pd-C催化剂、Ru-C催化剂或者Rh-C催化剂。

上述步骤②中所述的混合溶剂由甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃或者DMF中的一种与去离子水组成。

上述步骤③中所述的有机溶剂为乙酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、乙酸、二氯甲烷、DMF中的一种。

上述步骤③中所述乙酐与氢化偏苯三酸的摩尔比为1∶1～4∶1。

上述步骤②的所述的后处理为：过滤；滤饼分离出贵金属催化剂，活化后用于下一批催化加氢反应；滤液先蒸馏回收混合溶剂，然后过滤，滤饼即为粗氢化偏苯三酸。

本发明的反应方程式为：

                                                           

       

本发明具有的积极效果：（1）采用本发明的方法制得的氢化偏苯三酸酐纯度高达99.95%以上，其中的金属离子（如钠、钾、钙、铁、铜、铝等）含量低小于1ppm，满足微电子化学品市场的需求。（2）本发明所用的偏苯三酸不是市售的成品，而是用去离子水水解偏苯三酸酐得到的，水解后还用活性炭对其进行脱色精制，这样为最终产品的金属离子含量符合电子级要求打下基础。（3）本发明在催化加氢反应得到氢化偏苯三酸后，马上用去离子水和活性炭再次进行脱色精制，这样进一步保证了最终产品的金属离子含量符合电子要求。（4）本发明的催化加氢反应采用去离子水与一种有机溶剂组成的混合溶剂，既不是单独采用去离子水，也不是采用两种有机溶剂混合；同时催化剂重量为偏苯三酸重量的0.5%～10%，这样一方面能够保证反应完全，大大提高了转化率，另一方面还大大降低了生产成本。（5）本发明的步骤③采用乙酐在有机溶剂对氢化偏苯三酸进行脱水反应，且乙酐的摩尔比为氢化偏苯三酸的摩尔比为1～4倍，这样对于最终产品的纯度和金属离子含量也有较大的帮助。

具体实施方式

（实施例1）

本实施例的电子级氢化偏苯三酸酐的制备方法具有以下步骤：

①酸酐的水解成酸反应。在500mL的三口瓶中加入35g的市售偏苯三酸酐（执行标准GB/T 23967-2009 《工业用偏苯三酸酐》，偏苯三酸酐含量为95wt%）和350mL的去离子水，回流而发生生成偏苯三酸的反应，回流反应4h，然后冷却至环境温度（本实施例为25℃），有白色晶体析出，过滤，用活性炭对滤饼进行脱色精制后得到37g的白色偏苯三酸，收率为96.7%，GC分析纯度为99.6%。