Способ получения ациклических полиимидов Российский патент 2019 года по МПК C08G73/10 

Описание патента на изобретение RU2697529C1

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений в частности к способу получения термостойких ациклических полиимидов. Которые могут быть использованы в промышленности как связующие для пластмасс и стеклопластиков, а также клеевых покрытий и пленочных материалов. Одна из первых работ описывающая попытку получения АПИ анионной полимеризацией лактамов, приводила только к олигомерным продуктам с максимальным выходом 37.5% при температуре синтеза 160 °С [Wichterle O., Stehlicek J., Kodaira T. et. al. Anionic polymerization of adipimide // Polym. Sсi. – 1967. – V. 5. – P. 931-933].

Известный прямой метод синтеза на основе дихлорангидридов дикарбоновых кислот и диамидов имеет главный недостаток низкие молекулярные массы образующихся АПИ, обусловленные выпадением полимера в процессе поликонденсации. Более того используемые дихлорангидриды являются гидролитически неустойчивыми, а выделяющийся хлороводород требует использования коррозионно-стойкого оборудования или добавления основания для связывания хлороводорода. [Коршак В.В., Виноградова С.В., Васнев В.А. и др. Синтез нециклических полиимидов // Изв. АН СССР. – 1969. – Т. 4 – С. 177.].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения ароматических АПИ (патент №2552523 РФ/ Бурдуковский В.Ф., Холхоев Б.Ч., Куприянова О.С.; заявл. 04.12.2013; опубл. 10.06.2015, Бюл. №16) принятый за прототип, основанный на взаимодействии ароматических динитрилов и дикарбоновых кислот в среде ионной жидкости - 1-бутил-3метилимидазолий гептахлордиалюминат ([bmim]Al2Cl7) при температуре 190-200 оС в течение 8-14 ч. Приведенная вязкость АПИ, полученных таким способом, составляет 0.34-0.48 дл/г (H2SO4, 20 oC) Данный способ имеет существенный недостаток это использование дорогих ионных жидкостей и жесткие условия синтеза.

Техническим результатом изобретения является использование дешевых компонентов, простота выполнения, уменьшение времени и температуры синтеза.

Для достижения технического результата предложен атом-экономный метод получения АПИ на основе динитрилов и дикарбоновых кислот, проходящий через стадию получения поликарбоксиимидатов перегруппировывающихся in situ в целевой продукт. Синтез проводили в растворе тетраметиленсульфона при 170 оС в течение 6-10 ч с использованием малых количеств катализатора: мольное отношение [H3[PW12O40]*H2O]/[мономер]= 1/60 по схеме (фигура 1).

Полученные полимеры в зависимости от строения элементарного звена растворимы в серной кислоте, ДМСО и в амидных растворителях при нагревании. По данным ТГА (10 оС/мин, воздух), 10% потеря массы наблюдалась при 350-400 оС. Строение АПИ подтверждено данными ИК, ЯМР 1H, 13C-спектроскопии. В ИК-спектре АПИ присутствуют характеристические валентные колебания группы N-H при 3440 см-1 и валентное поглощения С=О при 1790 см-1. В спектре ЯМР 13С присутствует интенсивный сигнал двух карбонильных атомов углерода при 167-168 м.д. и атомов углерода ароматических колец в области 128-133 м.д. На спектре ЯМР 1H присутствует синглет амидного атома водорода при 8.6 м.д., в области 7.4-8.0 м.д. резонируют ароматические атомы водорода. Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами.

Пример 1. В трехгорлую колбу с инертной атмосферой при перемешивании, содержащей 10 мл тетраметиленсульфона, добавляли 1.024 г (8 ммоль) 1,3-динитрилбензола, 1.328 г (8 ммоль) изофталевой кислоты и 0.39 г (0.133 ммоль) H3[PW12O40]*H2O затем температуру повышали до 170 оС. По достижению гомогенного раствора проводили синтез при интенсивном перемешивании в течение 6 ч. По завершению синтеза реакционную смесь высаживали в слабощелочной раствор, отфильтровывали, многократно промывали водой и сушили в вакуумном шкафу при 80 оС до постоянной массы. Выход полимера близок к количественному, характеристическая вязкость составляла 0.32 дл/г (ДМФА, 20 оС).

Пример 2. Реакцию между 1.632 г (8 ммоль) 4,4’-динитрилфениленоксида и 2.064 г (8 ммоль) 4,4’-дикарбоксифениленоксида в присутствии 0.39 г (0.133 ммоль) H3[PW12O40]*H2O осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера близок к количественному, характеристическая вязкость составляла 0.39 дл/г (ДМФА, 20 оС).

Пример 3. Реакцию между 1.024 г (8 ммоль) 1,4-динитрилбензола и 2.632 г (8 ммоль) 4,4’-дикарбоксидифенилфталида в присутствии 0.39 г (0.133 ммоль) H3[PW12O40]*H2O осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера близок к количественному, характеристическая вязкость составляла 0.36 дл/г (ДМФА, 20 оС).

Пример 4. Реакцию между 1.728 г ( 16 ммоль) адипонитрила и 2.336 г (16 ммоль) адипиновой кислоты в присутствии 0.78 г (0.266 ммоль) H3[PW12O40]*H2O осуществляли аналогично примеру 1. Выход полимера близок к количественному, характеристическая вязкость составляла 0.40 дл/г (ДМФА, 20 оС).

Похожие патенты RU2697529C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АЦИКЛИЧЕСКИХ ПОЛИИМИДОВ 2013
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Холхоев Бато Чингисович
  • Куприянова Ольга Сергеевна
RU2552523C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ФЕНИЛЗАМЕЩЕННЫХ АЦИКЛИЧЕСКИХ ПОЛИИМИДОВ 2011
  • Бурдуковский Виталий Фёдорович
  • Могнонов Дмитрий Маркович
RU2453562C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ 2013
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Холхоев Бато Чингисович
RU2544990C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИБЕНЗИМИДАЗОЛОВ 2010
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Холхоев Бато Чингисович
  • Могнонов Дмитрий Маркович
RU2440345C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ 2006
  • Могнонов Дмитрий Маркович
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Стельмах Сергей Александрович
RU2321609C1
ЗАМЕЩЕННЫЕ 4-ФЕНИЛАЗОФТАЛОНИТРИЛЫ И ПОЛИМЕРЫ С НЕЛИНЕЙНЫМИ ОПТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЭТИ ФРАГМЕНТЫ В БОКОВОЙ И ОСНОВНОЙ ЦЕПИ ПОЛИМЕРА 2007
  • Носова Галина Ивановна
  • Якиманский Александр Владимирович
  • Кудрявцев Владислав Владимирович
  • Абрамов Игорь Геннадьевич
  • Лысков Владислав Борисович
  • Маковкина Ольга Владимировна
  • Горбань Наталия Бабамурадовна
RU2369597C2
Способ получения растворимых полибензоксазолов 1972
  • Коршак Василий Владимирович
  • Забельников Николай Сергеевич
  • Цейтлин Генрих Маркович
SU448205A1
СВЕРХРАЗВЕТВЛЕННЫЕ ПОЛИИМИДЫ И 4,5-БИС-(3-АМИНОФЕНОКСИ)ФТАЛЕВАЯ КИСЛОТА ДЛЯ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 2004
  • Кузнецов А.А.
  • Бузин П.В.
  • Яблокова М.Ю.
  • Абрамов И.Г.
  • Смирнов А.В.
RU2260016C1
Способ получения растворимых полиимидов 1976
  • Жубанов Б.А.
  • Бойко Г.И.
  • Неталиева К.Д.
SU671323A1
ППТОЧп.'гознаяJ*.••;. ч сская [382651М. Кл. С 08g 20/32УДК 678.675(088.8) 1973
  • Вители В. В. Коршак, Г. М. Цейтлин, Тарик Аль Хайдар Иракска Республика В. Д. Воробьев Л. И. Чудина Московский Химико Технологический Институт Д. И. Менделеева Научно Исследовательский Институт Пластических Масс
SU382651A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 697 529 C1

Реферат патента 2019 года Способ получения ациклических полиимидов

Изобретение относится к способу получения термостойких ациклических полиимидов. Предложен способ получения ациклических полиимидов взаимодействием динитрилов с дикарбоновыми кислотами в растворе тетраметиленсульфона при 170°С в течение 6-10 ч в присутствии H3[PW12O40]·H2O. Технический результат – предложенный способ позволяет понизить температуру, продолжительность и удешевить синтез ациклических полиимидов. 1 ил., 4 пр.

Формула изобретения RU 2 697 529 C1

Способ получения ациклических полиимидов, отличающийся тем, что ациклические полиимиды образуются при взаимодействии динитрилов с дикарбоновыми кислотами в растворе тетраметиленсульфона при 170°С в течение 6-10 ч в присутствии H3[PW12O40]·H2O.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2697529C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АЦИКЛИЧЕСКИХ ПОЛИИМИДОВ 2013
  • Бурдуковский Виталий Федорович
  • Холхоев Бато Чингисович
  • Куприянова Ольга Сергеевна
RU2552523C1
SU 18090612 A1, 10.09.1996.

RU 2 697 529 C1

Авторы

Очиров Борис Дамбаевич

Бурдуковский Виталий Федорович

Даты

2019-08-15Публикация

2019-04-03Подача