一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法与流程

1.本发明涉及苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备，具体为一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法。


背景技术：

2.苯并咪唑-共-四氯乙烯是一种共聚物，其分子结构中含有苯并咪唑和四氯乙烯单体分子，两者通过共价键连接而成，苯并咪唑-共-四氯乙烯具有较好的物理力学性能，如高强度、高硬度、高耐磨性、高耐温性等，同时，它还具有较好的耐腐蚀性能，尤其是对酸、碱等腐蚀性较强的介质具有一定的耐受性，随着工业的发展，市场上对苯并咪唑-共-四氯乙烯的需求越来多大，苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法也越来越多。
3.然后，目前制备苯并咪唑-共-四氯乙烯的方法存在以下缺点：反应条件苛刻，现有的制备苯并咪唑-共-四氯乙烯的方法需要高温高压下进行，反应条件较为苛刻，操作难度大；现有的制备苯并咪唑-共-四氯乙烯的方法大多需要使用较为昂贵的催化剂，催化剂选择有限，导致制备成本过高；现有的制备苯并咪唑-共-四氯乙烯的方法中有机溶剂的使用量较大，废弃物的产生较多，对环境的污染较严重。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决现有技术中制备苯并咪唑-共-四氯乙烯的方法反应条件较为苛刻，操作难度大以及有机溶剂的使用量较大，废弃物的产生较多的问题，而提出一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其制备方法反应条件温和，产率高，适用于大规模合成，且可以减少有机溶剂的使用量，降低废弃物的产生。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：（1）在三口烧瓶中加入非质子性溶剂，将邻苯二胺和四氯乙烯加入到非质子性溶剂中，在惰性气体保护下以及在回流条件下，加热搅拌，加热温度控制在110-120
°
c，四氯乙烯的沸点为121℃，加热温度应该小于四氯乙烯沸点，搅拌2-4h，反应结束后自然冷却；（2）将步骤（1）反应得到的溶液中加入脱水剂和催化剂，使用脱水剂可以有效地减少反应中杂质的产生，提高产物的纯度，同时，也可以减少副反应的发生，室温下搅拌14-18h，然后加热继续搅拌1-2h；（3）向步骤（2）中得到的溶液倒入沉降剂，并向溶液滴加浓度为8%-15%的氢氧化钠溶液调节ph值，直至溶液中析出沉淀，使用甲醇洗涤3-5次，抽滤得到粗品，洗涤时，甲醇应该选取择纯度高、无水无杂质的甲醇，通过使用甲醇进行洗涤，可以有效去除催化剂的残留，同时，也可以改善产物的晶体形态，提高产物的性能；（4）将步骤（3）中得到的粗品重结晶，得到针状晶体；（5）将步骤（4）中得到的针状晶体加入到沸水中，随后加入活性炭，加热到沸腾搅拌10-25min，用布氏漏斗抽滤，然后在真空干燥烘箱的温度控制在95-105
°
c，干燥时间控制
在24-28小时，得到目标化合物。
6.本发明的进一步技术改进在于：步骤（1）中所述非质子性溶剂为多聚磷酸、二甲亚砜、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、间甲酚、n，n-二甲基丙烯基脲以及二苯砜中的一种，非质子性溶剂不为多聚磷酸时，需在步骤（1）操作之后以及在步骤（2）操作之前，向三口烧瓶中加入甲苯，煮沸回流3-28小时，将甲苯蒸出，用多聚磷酸作溶剂时，无需使用甲苯作共沸脱水剂，因为多聚磷酸可自动吸收缩合过程中产生的小分子水，而使用其他溶剂须用甲苯共沸脱水。
7.本发明的进一步技术改进在于：惰性气体选择氮气。
8.本发明的进一步技术改进在于：步骤（1）中所述非质子溶剂与邻苯二胺的质量比控制在1.5：1.2-1.4，邻苯二胺与四氯乙烯的摩尔比控制在100:80-110。
9.本发明的进一步技术改进在于：步骤（2）脱水剂选用乙酸酐，催化剂选择吡啶、三乙胺、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶中的一种，这些催化剂通常很容易获得，且价格低廉，催化剂与脱水剂质量比控制在为15-40：120，其中脱水剂与步骤（1）中加入的四氯乙烯的摩尔比控制在30-90：5，通过使用不同催化剂类型达到咪唑环和四氯乙烯不同的比例和分布效果，从而实现产物的可控性。
10.本发明的进一步技术改进在于：步骤（3）所述沉降剂的用量为反应溶液质量的10%-25%，沉降剂为无水硫酸钠、氯化钠和氯化钙中的一种或两种以上。
11.本发明的进一步技术改进在于：步骤s（4）中使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，无水乙醇和水的混合溶液可以提高晶体的溶解度，促进晶体的生长，降低杂质在晶体中的含量，从而获得更纯净的晶体，减少废弃物产生，使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，可以减少有机溶剂的使用量，降低废弃物的产生，符合环保要求，无水乙醇和水混合的体积比控制在10：25-45。
12.本发明的进一步技术改进在于：步骤（5）中加入的活性炭与步骤（1）中加入的邻苯二胺的质量比控制在2-4:1.08。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明利用邻苯二胺和四氯乙烯制备苯并咪唑-共-四氯乙烯，可以得到高度选择性的产物，减少了副反应的发生，提高了产物的纯度，且制备方法中反应条件温和，产率高，适用于大规模合成。
14.（2）本发明中催化剂选择吡啶、三乙胺、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶中的一种，容易获得，且价格低廉，使该方法制备苯并咪唑-共-四氯乙烯的成本更低。
15.（3）本发明中通过使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，无水乙醇和水的混合溶液可以提高晶体的溶解度，促进晶体的生长，降低杂质在晶体中的含量，从而获得更纯净的晶体，减少废弃物产生，同时，使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，可以减少有机溶剂的使用量，降低废弃物的产生，使得该制备方法更加环保。
具体实施方式
16.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的
范围。
17.实施例一一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，该制备方法包括以下步骤：（1）在三口烧瓶中加入多聚磷酸，将邻苯二胺和四氯乙烯加入到多聚磷酸中，多聚磷酸与邻苯二胺的质量比为1.5:1.4，邻苯二胺与四氯乙烯的摩尔比为100：90，在氮气保护下以及在回流条件下，加热搅拌，加热温度为115
°
c，搅拌3h，反应结束后自然冷却，用多聚磷酸作溶剂时，无需使用甲苯作共沸脱水剂，因为多聚磷酸可自动吸收缩合过程中产生的小分子水；（2）将步骤（1）反应得到的溶液中加入脱水剂和催化剂，脱水剂选用乙酸酐，催化剂选择吡啶，催化剂与脱水剂质量比为20：120，使用脱水剂可以有效地减少反应中杂质的产生，提高产物的纯度，同时，也可以减少副反应的发生，脱水剂与步骤（1）中加入的四氯乙烯的摩尔比为60：5，通过使用不同催化剂类型达到咪唑环和四氯乙烯不同的比例和分布效果，从而实现产物的可控性，室温下搅拌16h，然后加热继续搅拌1.5h；（3）向步骤（2）中得到的溶液倒入沉降剂，沉降剂为无水硫酸钠，并向溶液滴加浓度为10%的氢氧化钠溶液调节ph值，直至溶液中析出沉淀，使用甲醇洗涤4次，抽滤得到粗品，洗涤时，甲醇应该选取择纯度高、无水无杂质的甲醇，通过使用甲醇进行洗涤，可以有效去除催化剂的残留，同时，也可以改善产物的晶体形态，提高产物的性能；（4）将步骤（3）中得到的粗品使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，无水乙醇和水的混合溶液可以提高晶体的溶解度，促进晶体的生长，降低杂质在晶体中的含量，从而获得更纯净的晶体，减少废弃物产生，使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，可以减少有机溶剂的使用量，降低废弃物的产生，符合环保要求，无水乙醇和水混合的体积比为10：30，得到针状晶体；（5）将步骤（4）中得到的针状晶体加入到沸水中，随后加入活性炭，活性炭与步骤（1）中加入的邻苯二胺的质量比为3:1.08，加热到沸腾搅拌15min，用布氏漏斗抽滤，然后在真空干燥烘箱的温度为100
°
c，干燥时间为28小时，得到目标化合物。
18.实施例二一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，该制备方法包括以下步骤：（1）在三口烧瓶中加入间甲酚，将邻苯二胺和四氯乙烯加入到间甲酚中，间甲酚与邻苯二胺的质量比为1.5:1.3，邻苯二胺与四氯乙烯的摩尔比为100：105，在氮气保护下以及在回流条件下，加热搅拌，加热温度为110
°
c，搅拌2h，反应结束后自然冷却，向三口烧瓶中加入甲苯，煮沸回流24小时，将甲苯蒸出，使用间甲酚须用甲苯共沸脱水；（2）将步骤（1）反应得到的溶液中加入脱水剂和催化剂，脱水剂选用乙酸酐，催化剂选择三乙胺，催化剂与脱水剂质量比为30：120，使用脱水剂可以有效地减少反应中杂质的产生，提高产物的纯度，同时，也可以减少副反应的发生，脱水剂与步骤（1）中加入的四氯乙烯的摩尔比为80：5，通过使用不同催化剂类型达到咪唑环和四氯乙烯不同的比例和分布效果，从而实现产物的可控性，室温下搅拌17h，然后加热继续搅拌2h；（3）向步骤（2）中得到的溶液倒入沉降剂，沉降剂为氯化钙，并向溶液滴加浓度为15%的氢氧化钠溶液调节ph值，直至溶液中析出沉淀，使用甲醇洗涤5次，抽滤得到粗品，洗涤时，甲醇应该选取择纯度高、无水无杂质的甲醇，通过使用甲醇进行洗涤，可以有效去除
催化剂的残留，同时，也可以改善产物的晶体形态，提高产物的性能；（4）将步骤（3）中得到的粗品使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，无水乙醇和水的混合溶液可以提高晶体的溶解度，促进晶体的生长，降低杂质在晶体中的含量，从而获得更纯净的晶体，减少废弃物产生，使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，可以减少有机溶剂的使用量，降低废弃物的产生，符合环保要求，无水乙醇和水混合的体积比为10：40，得到针状晶体；（5）将步骤（4）中得到的针状晶体加入到沸水中，随后加入活性炭，活性炭与步骤（1）中加入的邻苯二胺的质量比为2:1.08，加热到沸腾搅拌20min，用布氏漏斗抽滤，然后在真空干燥烘箱的温度为105
°
c，干燥时间为24小时，得到目标化合物。
19.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：在三口烧瓶中加入非质子性溶剂，将邻苯二胺和四氯乙烯加入到非质子性溶剂中，在惰性气体保护下以及在回流条件下，加热搅拌，加热温度控制在110-120
°
c，搅拌2-4h，反应结束后自然冷却；将步骤（1）反应得到的溶液中加入脱水剂和催化剂，室温下搅拌14-18h，然后加热继续搅拌1-2h；向步骤（2）中得到的溶液倒入沉降剂，并向溶液中滴加浓度为8%-15%的氢氧化钠溶液调节ph值，直至溶液中析出沉淀，使用甲醇洗涤3-5次，抽滤得到粗品；将步骤（3）中得到的粗品重结晶，得到针状晶体；将步骤（4）中得到的针状晶体加入到沸水中，随后加入活性炭，加热到沸腾搅拌10-25min，用布氏漏斗抽滤，然后在真空干燥烘箱的温度控制在95-105
°
c，干燥时间控制在24-28小时，得到目标化合物。2.如权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述非质子性溶剂为多聚磷酸、二甲亚砜、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、间甲酚、n，n-二甲基丙烯基脲以及二苯砜中的一种，非质子性溶剂不为多聚磷酸时，需在步骤（1）操作之后以及在步骤（2）操作之前，向三口烧瓶中加入甲苯，煮沸回流3-28小时，将甲苯蒸出。3.如权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：惰性气体选择氮气。4.如权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述非质子溶剂与邻苯二胺的质量比控制在1.5：1.2-1.4，邻苯二胺与四氯乙烯的摩尔比控制在100:80-110。5.如权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：步骤（2）脱水剂选用乙酸酐，催化剂选择吡啶、三乙胺、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶中的一种，催化剂与脱水剂质量比控制在为15-40：120，其中脱水剂与步骤（1）中加入的四氯乙烯的摩尔比控制在30-90：5。6.如权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述沉降剂的用量为反应溶液质量的10%-25%，沉降剂为无水硫酸钠、氯化钠和氯化钙中的一种或两种以上。7.如权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：步骤s（4）中使用无水乙醇和水的混合溶液进行重结晶，无水乙醇和水混合的体积比控制在10：25-45。8.权利要求1所述的一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，其特征在于：步骤（5）中加入的活性炭与步骤（1）中加入的邻苯二胺的质量比控制在2-4:1.08。

技术总结
本发明公开了一种苯并咪唑-共-四氯乙烯的制备方法，包括将邻苯二胺和四氯乙烯加入到非质子性溶剂中，在惰性气体保护下以及在回流条件下,加热搅拌，反应结束后自然冷却，加入脱水剂和催化剂，加热继续搅拌，倒入沉降剂，并向溶液滴加氢氧化钠溶液调节PH值，直至溶液中析出沉淀，使用甲醇洗涤，抽滤得到粗品，粗品重结晶，得到针状晶体，针状晶体加入到沸水中，随后加入活性炭，抽滤，真空干燥，得到目标化合物。本发明利用邻苯二胺和四氯乙烯制备苯并咪唑-共-四氯乙烯，可以得到高度选择性的产物，减少了副反应的发生，提高了产物的纯度，且制备方法中反应条件温和，产率高，适用于大规模合成。适用于大规模合成。


技术研发人员：王启瑄 黄鑫
受保护的技术使用者：武汉恒志新型材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/9