[发明专利]一种二甲基联苯二异氰酸酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种二甲基联苯二异氰酸酯的制备方法，先将催化剂多金属氧酸盐、溶剂加入反应容器，再加入原料联邻甲苯胺以及苯硅烷、缚酸剂和脱水剂，一同混合均匀，最后加入气态二氧化碳，一定温度下磁力搅拌充分反应，即得到产物。本发明方法采用M‑Anderson型杂多酸作为催化剂，该催化剂所需反应条件温和、专一选择性高，可回收利用对环境友好，提高了工业反应的清洁性，提高了工艺的经济性，降低制造成本和三废的产生，减轻环保压力，有利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种二甲基联苯二异氰酸酯的制备方法。

背景技术

二甲基联苯二异氰酸酯是聚氨酯弹性体的原料，可用于制备橡胶、涂料、发泡体，可作为油封材料原料，耐热树脂改性剂，脲醛树脂及耐热涂料的原料。由于其应用十分广泛从而使得甲苯二异氰酸酯的合成和应用得到国内外研究人员的广泛关注。

传统制备二甲苯联苯二异氰酸酯通过光气和盐酸3,3’-二甲基联苯胺合成二甲基联苯二异氰酸酯，但光气在制备、储运和使用过程中都具有较大的危险性，且对操作和设备的要求极高，限制了其在工业上的大量广泛应用。因此，现有的工作人员迫切希望寻找一种廉价环保的高效合成工艺。

专利号CN1935783B公开了一种3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯的合成方法，但该工艺流程复杂繁琐，不易控制以及大规模工业化生产，且合成目标产物过程中使用的氯化氢气体，对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种环境友好、反应毒性低、成本低的二甲基联苯二异氰酸酯的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种二甲基联苯二异氰酸酯的制备方法，以联邻甲苯胺和气态的二氧化碳为原料，以多金属氧酸盐为催化剂进行偶联反应，反应通式为：

优选地，将联邻甲苯胺、多金属氧酸盐以及溶剂混合加入到反应容器内，再加入苯硅烷、缚酸剂及脱水剂，混合均匀，最后通入气态二氧化碳，设定反应温度为0～50℃，搅拌反应6～36h，分离纯化即得到产品，苯硅烷用来还原二氧化碳。

优选地，所述多金属氧酸盐采用M-Anderson型的多金属氧酸盐，其中M＝Fe、Ni、Cu、Zn、Mn、Al、Cr、Co，可以是Fe、Cu等非贵族金属为中心的Anderson型多金属氧酸盐，也可以是Tris衍生物(三烷氧基衍生物)修饰的Fe、Cu等为中心金属的Anderson型多金属氧酸盐，表征图谱见附图1-5。最优选采用Fe-POM催化剂，催化剂的量为0.1mol％～5mol％较为合适，1mol％时为最优。

优选地，所述缚酸剂为吡啶或三乙胺，加入缚酸剂吸收反应过程中产生的酸以提高反应产率。

优选地，所述脱水剂为二甲基亚砜或三氯氧磷。

优选地，所述溶剂选自无水乙腈或N,N-二甲基甲酰胺。

优选地，设定反应温度为0～40℃，反应时间为6～24h，进一步优选地，设定反应温度为30℃，反应时间为12h。

优选地，所述多金属氧酸盐、联邻甲苯胺、苯硅烷、缚酸剂及脱水剂的摩尔比为0.02：2：4：1：2，所述溶剂的用量与联邻甲苯胺的比例为3mL/mmol。

优选地，采用有机溶剂回收反应后的多金属氧酸盐催化剂，回收催化剂循环利用，所述有机溶剂采用乙醚、乙醇、乙酸乙酯、甲醇等。

本发明以胺和二氧化碳为原料，Anderson型多金属氧酸盐为催化剂，添加苯硅烷、缚酸剂和脱水剂，充分搅拌反应偶联生成相应的二甲苯联苯二异氰酸，相比传统方法，降低了反应毒性，且以二氧化碳为原料合成有用的化合物，属于环境友好的化学方法，催化剂廉价易得且可循环重复多次利用，符合原子经济性。