[发明专利]一种制备4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸酐的方法

说明书

本发明涉及一种制备4,4’‑(六氟异丙烯基)二酞酸酐的方法，步骤一：将4,4’‑(六氟异丙烯基)二邻二甲苯、金属离子催化剂、助催化剂、溶剂混合并形成均相溶液；步骤二：通过泵将配制好的溶液按一定速度注入连续反应器中，同时向反应器中通入相应当量的纯氧；步骤三：反应物溶液及纯氧在连续反应器内反应，保持一定停留时间后脱离连续反应器，经冷却模块后进入气液分离罐；步骤四：产物溶液经过分离得到4,4’‑(六氟异丙烯基)二酞酸(6‑FTA)；步骤五：精制得到4,4’‑(六氟异丙烯基)二酞酸酐(6‑FDA)。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种制备4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸酐的方法。

背景技术

聚酰亚胺具有高强度、高介电常数、无毒等优点，在电子工业中的应用日益增长，是柔性电路板的基板材料。普通聚酰亚胺薄膜是黄色的，透光率小于70%，无法作为柔性显示器盖板使用。向聚酰亚胺聚合单体中引入含氟基团，则能有效改善其透光性，制备出满足折叠屏要求的聚酰亚胺透明薄膜。在众多透明单体中，4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸酐(6-FDA)是最关键的一种。

目前6-FDA的制备路线主要是通过4,4’-(六氟异丙烯基)二邻二甲苯(6-FXP)氧化，脱水制备。其中氧化是最关键的一步，直接影响到最终产物的质量及收率。

针对该氧化过程，学术及工业界已经进行了深入研究，主要包括稀硝酸氧化法，碱性高锰酸钾氧化法，空气催化氧化法，双氧水氧化法等工艺。

美国US3356648公开了在高压釜中通过硝酸氧化法制备6-FDA的工艺，但该工艺存在一定风险性，同时会产生大量氮氧化物；US20090156834将硝酸氧化工艺过程改变为连续氧化，氮氧化物实现回收及重复使用，但仍然存在反应条件苛刻，设备性腐蚀强等问题。

中国专利CN101696199A公开了高锰酸钾氧化6-FXP制备6-FDA的工艺，但高锰酸钾氧化操作复杂，过程中产生大量二氧化锰，需要溶剂及酸碱量大，三废较多，在实际工业生产中仍然存在较大问题。

空气催化氧化法是将甲苯类化合物氧化为苯甲酸类化合物的工业化方法，具有绿色、环保、稳定等特点，在大宗商品如PTA生产中得以应用。美国US5004797、US4987238、德国DE3739800A1等专利公开了空气催化氧化6-FXP到6-FDA的工艺，日本专利JP2002097185也公开了Co/Mn/Br/Ce催化空气氧化6-FXP到6-FDA的工艺；中国专利CN105061186B公开了通过精确/分步调整催化剂比例实现6-FXP到6-FDA的高效空气催化氧化过程。但这些反应工艺主要围绕高压釜空气氧化进行，占反应气80%的氮气无法参与反应需要排放，带来较大环保、工艺难题；

上述专利所述工艺条件目前仍然存在着各种缺陷如三废较多、反应危险系数较大、操作工艺复杂、工艺稳定性不足、难以实现工业放大等问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种制备4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸酐的方法。

本发明采用的技术方案是：一种制备4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸酐的方法，该方法为连续纯氧氧化制取方法，包括： 步骤一： 将4,4’-(六氟异丙烯基)二邻二甲苯、金属离子催化剂、助催化剂、溶剂混合并形成均相溶液； 步骤二：将反应器进行背压，并预热至反应温度，通过泵将配制好的溶液按一定速度注入连续反应器中，同时向反应器中通入相应当量的纯氧；步骤三：反应物溶液及纯氧在反应器内反应，保持一定停留时间后脱离连续反应器，经冷却模块后进入气液分离罐；步骤四：产物溶液经过分离得到4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸(6-FTA)；步骤五 4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸经过脱水、精制得到4,4’-(六氟异丙烯基)二酞酸酐(6-FDA)。