[发明专利]一种4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷的合成工艺。

背景技术

4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷是一种用途广泛的化学品，可作为环氧树脂韧性固化剂、聚氨酯增链剂、液晶取向排列剂。用其制备的聚酯亚胺和聚酰亚胺绝缘漆、双马来酰亚胺树脂等绝缘材料表现出良好的绝缘、力学、耐高温、耐辐射和耐磨耗等一系列性能。尤其涉及在合成高度可溶性聚酰亚胺树脂领域，由于引入柔性的烷基侧链，增加了聚酰亚胺分子链的自由体积，产生空间位阻效应有效的阻止了聚酰亚胺分子链之间的堆积与靠近，降低了分子间相互作用力，从而极大的提高了聚酰亚胺的溶解性，降低了玻璃化转变温度，改善了加工性能。

目前，4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷的主要合成工艺是以邻叔丁基苯胺和甲醛为原料，以液体酸为催化剂，通过均相催化反应生产。专利CN1323783A描述了在强酸盐酸催化作用下，邻叔丁基苯胺和甲醛溶液生成4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷，化学方程式如下：

该工艺路线原料成本费用高，进一步分离和提纯的工艺复杂，需要在高温高真空下减压蒸馏，能耗大。同时，该反应体系存在强酸腐蚀设备和环境污染等严重问题。

为了解决以上两方面的问题，本发明采用固体酸催化剂代替液体酸催化剂，解决现成技术中不可逾越的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应工艺简单、原料成本较低、工业上可行、绿色环保高效的4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷的合成工艺。

本发明的4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷的催化合成工艺是以邻叔丁基苯胺和甲醛为原料，采用具有层状结构的固体酸作为催化剂，一步催化缩合反应，其步骤如下：将邻叔丁基苯胺、甲醛、有机溶剂和固体酸催化剂加入到一带有回流冷凝的反应器中，邻叔丁基苯胺和甲醛的用量摩尔比为2/1~10/1，以氮气鼓泡保护，搅拌，在90~150℃温度下，反应1~8小时；反应结束后，将反应物和催化剂进行离心分离，催化剂可回收再使用；反应液进行真空精馏，有机溶剂和未反应完的邻叔丁基苯胺可以回收再使用；用乙醇溶解精馏后的固体产物，重结晶得到高纯度产品4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷。

所述的邻叔丁基苯胺可以是市售的邻叔丁基苯胺，也可以是通过苯胺的烷基化反应所得到的邻叔丁基苯胺。

所述的甲醛可以是多聚甲醛、三聚甲醛和甲醛溶液。

所述的有机溶剂优选乙酸丁酯、乙酸戊酯、二氧六环。

所述的催化剂为固体酸，优选的带有层状结构的蒙脱土和高岭土。

本发明涉及一种原料成本低、工业上可行、绿色环保高效的4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷的催化合成工艺，所选的层状结构固体酸催化剂对于邻叔丁基苯胺和甲醛的缩合反应具有很高的反应活性、目标产物的择形选择性和重复使用活性等。

具体实施方式

实施例一

称取11.18g(0.12mol)苯胺、0.48mol甲基叔丁基醚、3.83g市售蒙脱土加入到100ml反应釜中，通氮气连续置换釜内空气5次，加热反应液到165℃后，打开机械搅拌，转速为900rpm，开始反应，控制反应温度维持在所需反应温度的±1℃范围内。反应4h结束后，关闭搅拌，并将反应料液冷却降温，离心分离出催化剂。通过蒸馏及层析分离，得到纯度为98%邻叔丁基苯胺。

在250ml带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，加入上述所制44.7g(0.3mol)邻叔丁基苯胺、2.25g(0.075mol)多聚甲醛、9g蒙脱土，加入50ml乙酸丁酯，加热搅拌，温度控制在130℃，反应时间4h。

将反应物、产物、催化剂离心分离，催化剂可以回收重复使用。反应液进行真空精馏，溶剂和未反应完的邻叔丁基苯胺可以回收后重复使用。用乙醇溶解精馏后的固体产物，在4℃进行重结晶，得到白色结晶产品8.8g。经核磁、质谱、红外分析，鉴定所得产品是4,4-二氨基3,3-二叔丁基二苯甲烷。

实施例二

称取11.18g(0.12mol)苯胺、0.48mol叔丁醇、5g市售AlCl₃加入到100ml反应釜中，通氮气，连续置换釜内空气5次，加热反应液到165℃后，打开机械搅拌，转速为900rpm，开始反应，控制反应温度维持在所需反应温度的±1℃范围内。反应4h结束后，关闭搅拌，并将反应料液冷却降温，离心分离出催化剂。通过蒸馏及层析分离，得到纯度为98%邻叔丁基苯胺。