本发明属于有机化学合成,尤其是涉及一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法。
背景技术:
1、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐作为聚酰亚胺二酐单体。(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐和聚酰亚胺二胺单体聚合高温成膜制备的聚酰亚胺薄膜,也叫气体分离膜,主要应用于气体分离方向。气体分离膜是发展迅速的一项新技术。不同的薄膜对不同类型的气体分子透过率和选择性不同,因而可以从气体混合物中选择性的分离某种气体。例如从空气中收集氧气,从合成氨尾气中回收氢气,从石油裂解的混合气中分离氢气、一氧化碳等。
2、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐结构式如下:
3、
4、目前,合成5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的方法只有一种:
5、专利cn110475798,us4271079以马来酸酐和3-甲基四氢苯酐在200℃高温下反应4h,之后减压回收未反应完的原料,最后用甲基异丁酮精致得到5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐,123g,收率17%。因此通过设计,高收率、简便、低成本地合成5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐具有较高的理论意义和实际应用价值。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明旨在提出一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,以解决合成路线复杂、产品收率低的问题,反应条件温和,适合工业化生产。
2、为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
3、一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,包括以下步骤:
4、将1,3-戊二烯和2-丁烯二酸衍生物加入到溶剂中,加入催化剂,加热反应,得到粗品;粗品经打浆精制,过滤,干燥,得到5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐。
5、进一步的,所述2-丁烯二酸衍生物为2-丁烯二酸、2,5-吡咯二酮或2,5-呋喃二酮。
6、进一步的,所述2-丁烯二酸衍生物为2-丁烯二酸或2,5-呋喃二酮时,包括以下步骤:
7、将1,3-戊二烯和一半量的2-丁烯二酸或2,5-呋喃二酮加入到溶剂中,加入催化剂,第一次升温反应2小时后,加入余下的2-丁烯二酸或2,5-呋喃二酮,第二次升温至回流反应,原料反应完全后,反应液降温至10℃以下,搅拌1小时后过滤,滤饼经三蒸水水洗后,加入甲苯回流打浆,降温过滤,真空干燥,得到5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐。
8、进一步的,所述2-丁烯二酸衍生物为2,5-吡咯二酮时,包括以下步骤:
9、将1,3-戊二烯和一半量的2,5-吡咯二酮加入到溶剂中,加入催化剂,第一次升温反应3小时后,加入余下的2,5-吡咯二酮,第二次升温至回流反应,原料反应完全后,反应液降温至10℃以下,搅拌1小时后过滤,滤饼加入氢氧化钠水溶液,加入盐酸调节ph至酸性,过滤,经三蒸水水洗后,加入甲苯回流分水5小时,降温过滤,真空干燥,得到5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐。
10、进一步的,所述第一次升温反应的温度为30~60℃,优选为45℃。
11、进一步的,所述ph<2。
12、进一步的,所述1,3-戊二烯、2-丁烯二酸衍生物、溶剂的摩尔比为1.0:(2.0~5.0):(2~6),优选为1.0:3.0:4。
13、进一步的,所述1,3-戊二烯和催化剂的质量比为1:(0.5~5‰),优选为1:2‰。
14、进一步的,所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯中的一种,优选为甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种,更优选为三甲苯。
15、所述溶剂精馏回收后可继续套用。
16、进一步的,所述催化剂为钨、钴、铬、锌、铑、钯类催化剂中的一种或多种;
17、钯类催化剂为三苯基膦钯、双(二亚苄基丙酮)钯、三苯基膦氯化钯、二乙二胺氯化钯、六氟乙酰丙酮钯中的一种,优选为双(二亚苄基丙酮)钯。
18、相对于现有技术,本发明所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法具有以下优势:
19、本发明以1,3-戊二烯为主要原料,2-丁烯二酸衍生物反应,在催化作用下,升温反应得到5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐。路线为一步法,方法新颖,操作简单安全,不涉及危险工艺和高温反应,制备方法容易实现,总成本低,副反应少,反应收率高,产品品质高,适于量产。
1.一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述2-丁烯二酸衍生物为2-丁烯二酸、2,5-吡咯二酮或2,5-呋喃二酮。
3.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述2-丁烯二酸衍生物为2-丁烯二酸或2,5-呋喃二酮时,包括以下步骤:
4.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述2-丁烯二酸衍生物为2,5-吡咯二酮时,包括以下步骤:
5.根据权利要求3或4所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述第一次升温反应的温度为30~60℃,优选为45℃。
6.根据权利要求4所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述ph<2。
7.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述1,3-戊二烯、2-丁烯二酸衍生物、溶剂的摩尔比为1.0:(2.0~5.0):(2~6),优选为1.0:3.0:4。
8.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述1,3-戊二烯和催化剂的质量比为1:(0.5~5‰),优选为1:2‰。
9.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯中的一种,优选为甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种,更优选为三甲苯。
10.根据权利要求1所述的一种5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐的制备方法,其特征在于:所述催化剂为钨、钴、铬、锌、铑、钯类催化剂中的一种或多种;