N-苯基马来酰亚胺的生产工艺

背景技术

N-苯基马来酰亚胺是一种重要的有机物，能广泛应用于防污涂料和耐热塑料。作为一种耐热改性剂，N-苯基马来酰亚胺还可部分替代工程塑料，加入ABS树脂中可制造出超耐热ABS树脂，使ABS树脂耐热温度达到125～130℃。

现有技术中，制备N-苯基马来酰亚胺主要以马来酸酐与苯胺进行合成的方法，其反应过程为：

山东化工2000年29卷第三期13-14页“N-苯基马来酰亚胺的制备研究”报道了二步法制备N-苯基马来酰亚胺的方法，在55-65℃的条件下将马来酸酐与苯胺进行反应，经分离，得到中间体N-苯基马来酰胺酸，第二步，中间体N-苯基马来酰胺酸与醋酐，醋酸钠进行反应，经脱水得到最终产品，收率为82.32％。此方法采用醋酐作为脱水剂，用量大，后处理产生大量废水，环保费用增加；反应过程操作繁琐，收率较低，成本偏高，工业化前景不理想。

现代塑料加工应用2003年15卷04期13-16页“合成N-苯基马来酰亚胺的研究”报道制备N-苯基马来酰亚胺的方法是：采用马来酸酐与苯胺在甲苯和二甲基甲酰胺(DMF)溶剂以及阻聚剂的存在下，制备得到中间体N-苯基马来酰胺酸，不经过分离提纯，中间体N-苯基马来酰胺酸中直接加入催化剂对甲苯磺酸和硫酸铜进行脱水，碱洗，后处理得到产品，收率85％。此方法反应时间约6小时，脱水时间需要4小时以上，制备周期长，能耗大，导致成本高，不利于工业化生产。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种N-苯基马来酰亚胺的制备方法，以克服现有技术中收率较低，成本偏高，制备周期长，能耗大的缺点。

本发明的技术构思是这样的：以马来酸酐，苯胺为原料，在苯类反应溶剂中，阻聚剂和混合脱水催化剂的存在下进行酰亚胺化反应，即获得本发明的目标产物。

本发明的技术方案：

将阻聚剂，混合脱水催化剂加入苯类溶剂中，加热至回流，0.5-1.0小时内，同时滴加①含马来酸酐、苯类溶剂、DMF的混合液，②苯胺，回流脱水0.5-2.5小时，然后从反应产物中收集目标产物N-苯基马来酰亚胺。

按照本发明，所说的反应原料苯胺与马来酸酐的摩尔比为1：1.10-1.30，mol/mol，所说的阻聚剂为2，6-二叔丁基对甲酚、对苯二酚、邻苯二酚中的一种，原料苯胺与阻聚剂的质量比为1：0.002-0.005，g/g。

本发明所说的混合脱水催化剂为浓硫酸与硫酸氢钠、磷酸二氢钠、对甲苯磺酸中的一种进行按质量比1.0-5.0：1.0，g/g混合得到，苯胺与混合脱水催化剂的质量比为1：0.06-0.15，g/g。

本发明所说的苯类溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或一种以上混合配制，由于苯的毒性大，苯类溶剂选甲苯、二甲苯中的一种或一种以上混合使用，原料苯胺的质量与苯类溶剂的体积比为1：4-5，g/ml，马来酸酐的质量与苯类溶剂、DMF的体积比为1：1.5-2.0：0.1-0.2，g/ml/ml。

本发明从反应产物中收集目标产物包括如下步骤：反应产物的有机相在50-60℃的条件下加入碳酸钠溶液，碱洗后减压蒸除苯类溶剂，得到黄色固体即为N-苯基马来酰亚胺。

本发明采用质量百分含量为8-15wt％碳酸钠溶液对反应液的有机相进行碱洗，原料苯胺与碳酸钠的质量比为1：0.15-0.18，g/g。

本发明所用的原料除注明外均为市售规格的化学品。

本发明的反应式如下：

用本发明一步法的制备方法得到的N-苯基马来酰亚胺纯度达到98.5％以上，产率为90-92％。

本发明与现有技术相比较，反应时间减少，周期缩短，操作安全简便，采用直接蒸干溶剂，溶剂回收利用的后处理方法，提高了产量，减少了三废，操作环境得到改善，产品质量稳定，适合于大规模的工业生产。

具体实施方式

在带有加热、温度计、滴液漏斗、回流分水冷凝管的反应器中分别加入100ml二甲苯，0.2g 2，6-二叔丁基对甲酚，混合脱水催化剂4g(浓硫酸与硫酸氢钠的质量比为1.0：1.0，g/g)。搅拌下加热升温至回流，温度140℃，0.5小时内通过滴液漏斗同时滴入①含58.8g(0.6mol)马来酸酐-100ml二甲苯-10ml DMF的混合液，②46.5g(0.5mol)苯胺，继续回流反应1小时，分出水9ml。反应液冷却至60℃，缓慢加入15wt％碳酸钠溶液55ml，搅拌5分钟，静置，分出有机相，减压蒸除溶剂，回收溶剂174ml，得到黄色固体产品N-苯基马来酰亚胺77.9g，收率90％，纯度：98.7％(HPLC)。熔点：88.6-90.1℃。