专利名称：纯化二酐的方法,由此形成的二酐,和由其得到的聚醚酰亚胺的制作方法
纯化二酐的方法，由此形成的二酐，和由其得到的聚醚酰亚胺
背景技术：
本发明涉及纯化二酐的方法，由此形成的二酐，和由其得到的聚醚酰亚胺。更具体 地，所述方法涉及纯化氧联二邻苯二甲酸酐。氧联二邻苯二甲酸酐是一种作为独特类型的高温聚醚酰亚胺的组分而被称誉的 单体，它可以在无机碳酸盐、溶剂和相转移催化剂存在下通过偶联两个氯代邻苯二甲酸酐 分子而由氯代邻苯二甲酸酐制备。这种偶联反应的粗产物常常包括溶剂、未反应的原料、相 转移催化剂、无机副产物和其它杂质，必须在用于聚合物合成之前从氧联二邻苯二甲酸酐 中分离出。酸酐的纯化通常是大量研究努力所关注的焦点。例如，已经发展了各种方法使 用活性炭来纯化邻苯二甲酸酐和均苯四酸，且披露于美国专利1，301，388 ；2，937，189 ； 2, 985, 665 ；3，236，885 ；和3，236，885中。美国专利2，786,805教导，可以通过以下方法 纯化邻苯二甲酸酐在水中制备物质的浆料，加热该浆料至375° F至400° F(191°C至 204°C )，使水蒸气通过混合物而移出酸酐，以及冷凝纯化的邻苯二甲酸酐蒸汽。美国专利 3，338，923披露了通过用酮处理而纯化均苯四酸二酐的方法。另外，美国专利3，338，923披 露了该物质可以通过如下方法纯化用水将二酐转化成相应的酸并在活性炭存在下使该酸 从水中再结晶。美国专利4，906，760披露了从芳族酸酐中除去各种金属离子杂质。美国专利 4，906，760还披露了从芳族酸酐中除去金属离子杂质。美国专利4，870，194披露了氧联二邻苯二甲酸酐的纯化方案。美国专利 5，145,971同样披露了由不纯的氧联二邻苯二甲酸酐制备纯化的氧联二邻苯二甲酸的方 法。美国专利5，336，788披露了将氧联二邻苯二甲酸转化为氧联二邻苯二甲酸酐。尽管有这些在先的研究努力和成绩，但仍不断需要发展改进的方法来纯化氧联二 邻苯二甲酸酐。氧联二邻苯二甲酸酐的纯化具有挑战性的原因部分是因为在这些方法中使 用的一些物质可溶于有机溶剂，而另一些组分基本上不溶于有机溶剂。这些物质迥然不同 的溶解性使得难以形成解决这些不同溶解性的单一方法。这些物质迥然不同的溶解性也使 得难以获得高纯度/高品质的氧联二邻苯二甲酸酐。此外，氧联二邻苯二甲酸酐的纯化具 有挑战性的原因还部分是因为制造条件要求工艺使用最少的溶剂经济地制备高纯度/高 品质的氧联二邻苯二甲酸酐。由于前述原因，需要发展纯化二酐，尤其是纯化氧联二邻苯二甲酸酐的方法，该方 法消耗最少的溶剂而不降低产率或纯度。发明简述在一种实施方式中，纯化具有结构(I)的氧联二邻苯二甲酸酐的方法包括步骤 (a)至(f)，
权利要求
1.纯化具有结构I的氧联二邻苯二甲酸酐的方法，所述方法包括步骤(a)至(f)(a)提供第一混合物，该混合物包括至少一种氧联二邻苯二甲酸酐、至少一种溶剂、至 少一种催化剂和至少一种选自碱金属卤化物盐、碱土金属卤化物盐及其混合物的无机盐， 在第一混合物中氧联二邻苯二甲酸酐存在的量为第一混合物总重量的10 30wt% ；(b)用至少一种溶剂稀释第一混合物，得到固含量为10 30%的第二混合物，基于第 二混合物的总重量；(c)在低于氧联二邻苯二甲酸酐结晶点温度的温度过滤第二混合物并用溶剂洗涤固 体，得到氧联二邻苯二甲酸酐和盐的第三混合物、母液、以及洗涤液；(d)通过向第三混合物添加(l)pKa小于或等于氧联二邻苯四酸的pKa的水溶性酸和 (2)水进行水解，形成第四混合物并加热第四混合物；其中冷却第四混合物，得到固-液混 合物；过滤固-液混合物，得到母液和固体组分；和用水洗涤该固体组分，得到氧联二邻苯 四酸和水的第五混合物及洗涤液；(e)通过在足以将氧联二邻苯四酸转变为氧联二邻苯二甲酸酐的温度和压力下加热第 五混合物使氧联二邻苯四酸闭环，形成第六混合物；以及(f)过滤第六混合物，获得基本上纯的氧联二邻苯二甲酸酐。
2.权利要求1的方法，其中步骤(b)所述的至少一种溶剂是再循环的母液或洗涤液或 其混合物，得自第一混合物前面批次的步骤(C)。
3.权利要求2的方法，其中将所述母液、洗涤液或其混合物再循环足够次数以获得在 所述母液或洗涤液中氯代邻苯二甲酸酐、催化剂、羟基邻苯二甲酸酐和氧联二邻苯二甲酸 酐中的至少一种的稳态浓度。
4.权利要求3的方法，其中将所述母液或洗涤液或其混合物再循环1 20，000次。
5.权利要求1 3任一项的方法，其中在有机溶剂存在下加热第五混合物。
6.权利要求1 5任一项的方法，其中第五混合物不含有机溶剂。
7.权利要求1 6任一项的方法，其中步骤(d)的水为再循环的水，选自母液、洗涤液， 及其组合，得自第五混合物前面批次的步骤(d)。
8.权利要求1 7任一项的方法，其中将来自步骤(d)的水洗涤液再循环一次或多次。
9.权利要求1 8任一项的方法，其中将来自步骤(d)的水洗涤液再循环1 20，000次。
10.权利要求1 9任一项的方法，其中步骤(f)的第六混合物包含小于IOOppm的碱 金属离子或碱土金属离子，基于第六混合物中存在的氧联二邻苯二甲酸酐的重量。
11.权利要求1 10任一项的方法，其中步骤(f)的第六混合物包含小于2000ppm的 氯代邻苯二甲酸，基于第六混合物中存在的氧联二邻苯二甲酸酐的重量。
12.权利要求1 11任一项的方法，其中步骤(c)的第三混合物包含小于的氯代邻苯二甲酸酐。
13.权利要求1 12任一项的方法，其中步骤(e)的第六混合物含有量小于IOOppm的 磷，基于第六混合物中存在的氧联二邻苯二甲酸酐的重量。
14.权利要求1 13任一项的方法，其中步骤(a)所述的至少一种溶剂选自氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、2，4_ 二氯甲苯、1，2，4_三氯苯、二苯基砜、苯乙醚、苯甲 醚、藜芦醚、甲苯、二甲苯、1，3，5-三甲基苯，及其混合物。
15.权利要求1 14任一项的方法，其中步骤(a)所述的至少一种溶剂是邻二氯苯。
16.权利要求1 15任一项的方法，其中步骤(d)的酸为磷酸。
17.权利要求1 16任一项的方法，其中所述碱金属卤化物为氯化钾。
18.权利要求1 17任一项的方法，其中第一混合物的催化剂选自六乙基氯化胍鐺、六 乙基溴化胍鐺、六正丁基溴化胍鐺、1，6- 二(N，N' ,N'，N"，N"-五正丁基胍鐺)己烷二 溴化物、1，6_ 二(N-正丁基-N' , N'，N"，N"-四乙基胍鐺)己烷二溴化物、鳞盐，及其 组合。
19.权利要求1 18任一项的方法，其中步骤(c)的第三混合物包含小于2wt%的催 化剂。
20.权利要求1 19任一项的方法，其中步骤(d)的第五混合物包含小于30ppm的催 化剂。
21.权利要求1-20任一项的方法，其中步骤(c)中的过滤使用DrM过滤装置、离心过滤 装置、压滤机、吸滤器、转鼓式过滤机或带式过滤机。
22.权利要求1-21任一项的方法，其中步骤(d)中的过滤使用DrM过滤装置、离心过滤 装置、压滤机、吸滤器、转鼓式过滤机或带式过滤机。
23.权利要求1-22任一项的方法，其中步骤(f)中的过滤使用以0.5 2. 0微米滤孔 尺寸为特征的过滤装置。
24.权利要求1-23任一项的方法，其中步骤(d)的第四混合物中的氧联二邻苯四酸的 量为第四混合物总重量的5 30wt%。
25.由权利要求I-M任一项的方法纯化的氧联二邻苯二甲酸酐，其中来自步骤(f) 的第六混合物包含小于50ppm的碱金属离子，小于IOOOppm的氯代邻苯二甲酸酐，和小于 30ppm的催化剂，基于在第六混合物中的氧联二邻苯二甲酸酐的总重量；步骤(b)所述的至 少一种溶剂是再循环的母液和洗涤液，得自第一混合物前面批次的步骤(c)。
26.权利要求I-M任一项的方法，其中所述基本上纯的氧联二邻苯二甲酸酐包含小于 30ppm的钾，小于IOOOppm的氯代邻苯二甲酸酐，和小于30ppm的催化剂，基于第六混合物中 的氧联二邻苯二甲酸酐的总重量。
27.纯化具有结构(II)的4，4'-氧联二邻苯二甲酸酐的方法，所述方法包括步骤(a) 至(f)
28.由氧联二邻苯二甲酸酐得到的聚醚酰亚胺，所述氧联二邻苯二甲酸酐是经过权利 要求I-M任一项的方法纯化的，其中步骤(f)的第六混合物包含小于50ppm的碱金属离子，小于IOOOppm的氯代邻苯二甲 酸酐，和小于30ppm的催化剂，基于第六混合物中存在的氧联二邻苯四酸的总重量，以及步骤(b)所述的至少一种溶剂是再循环的母液和洗涤液，得自第一混合物前面批次的 步骤(C)。
29.权利要求观的聚醚酰亚胺，其中所述氧联二邻苯二甲酸酐为4，4'-氧联二邻苯二甲酸酐。
30.权利要求I-M任一项的方法，其中所述得自步骤(f)的基本上纯的氧联二邻苯二 甲酸酐的不可溶杂质量相对于4，4'-氧联二邻苯二甲酸酐大于Oppm至小于150ppm。
31.权利要求I-M任一项的方法，其中从所述固-液混合物中滗析出一部分液体，在过 滤之前用水再稀释余下的固-液混合物。
全文摘要
纯化氧联二邻苯二甲酸酐的方法，所述方法包括用溶剂稀释包含氧联二邻苯二甲酸酐、溶剂、催化剂和无机盐的第一混合物，得到固含量为10～30％的第二混合物，基于第二混合物的总重量；在低于氧联二邻苯二甲酸酐结晶点的温度过滤并洗涤第二混合物的固体，得到第三混合物；加入水和水溶性酸水解第三混合物，形成第四混合物；加热第四混合物；然后冷却，得到固液混合物，任选滗析出一部分液体，再稀释余下的固-液混合物，然后过滤，得到固体组分；用水洗涤该固体组分，得到氧联二邻苯四酸和水的第五混合物；使氧联二邻苯四酸关环，得到氧联二邻苯二甲酸酐，以及过滤该氧联二邻苯二甲酸酐。
文档编号C07D407/12GK102046619SQ200880129484
公开日2011年5月4日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者利奥巴·M·克洛彭伯格, 哈普雷特·辛格, 埃里克·普雷斯曼, 比特里兹·P·伯纳比, 纳拉延·拉梅什, 维杰·戈帕拉克里什南, 罗伊·R·奥德尔, 马特·库尔曼 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司