一种环丁烷四甲酸二酐的制备方法

背景技术

脂肪族聚酰亚胺不仅具有和芳香族聚酰亚胺几乎相等的玻璃化转变温度和良好的热稳定性，而且具有更优良的透明性及更低的介电常数，在液晶显示产业中具有良好的应用前景。环丁烷四甲酸二酐是合成脂肪族聚酰亚胺的重要二酐单体，在国外得到了广泛的研究，而在国内正处于起步阶段。

合成环丁烷四甲酸二酐时，通常使用顺丁烯二酸酐为原料，在紫外光的照射下进行[2+2]环加成反应。使用的溶剂主要有四氯化碳和乙酸乙酯，国内有研究者使用碳酸二乙酯为溶剂，不仅避开有毒溶剂，而且使其收率提高到了75.2％。但溶剂的使用量过大，生产成本较高。本文将通过使用反丁烯二酸二甲酯为原料，以水为溶剂，在紫外光照射条件下先合成环丁烷四羧酸四甲酯，再利用盐酸将产物进行水解生成环丁烷四羧酸，最后将环丁烷四羧酸在醋酸酐的左右下脱水生成环丁烷四甲酸二酐。

制备方法

1、环丁烷四羧酸四甲酯(TM)的合成

将20g反丁烯二酸二甲酯溶解于100g去离子水中，加入到光反应器中，并通入氮气进行保护，在10℃下用紫外光照射20 h，光反应器底部有白色固体析出。抽滤，得到白色固体，60℃下减压干燥，得19.3 g环丁烷四羧酸四甲酯白色晶体粉末，产率96.5％，熔点144-146℃。

2、环丁烷四羧酸(TC)的制备

在50mL装有搅拌、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，加入10g环丁烷四羧酸四甲酯和30g盐酸，控温80℃，反应20h。冷却至室温，浓缩、干燥，得环丁烷四羧酸白色片状晶体8.0 g，产率80.0％，熔点239~241℃。

3、环丁烷四甲酸二酐(DH)的制备 

在100mL装有搅拌、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，加人10g环丁烷四羧酸和60g醋酸酐，控温140℃，反应25h。冷却至室温，浓缩、干燥，得环丁烷四甲酸二酐白色粉末8.4g，进行液相色谱分析，纯度为99.2％，产率84.0％。

参考文献

[1]蓝伟,沈寒晰,张存社,等. 环丁烷四甲酸二酐的制备研究[J]. 应用化工,2012,41(12):2204-2207.