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双醚芴为白色粉末状物质,可溶于甲苯、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷等有机溶剂。其是一种高稳定性的新型有机化工原料,主要用于合成耐热性、透明性优异且具有高折射率聚合物单体(例如环氧树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚醚或多醚等)的原料,而这些高折射率聚合物主要应用于光学透镜、光学镜头、光学薄膜、塑料光纤、光盘基片、耐热性树脂或工程塑料等材料中,在全世界需求量很大。目前在韩国、日本、台湾和美国十分令人关注,发展很快。随着我国对聚碳酸酯、聚丙烯酸酯和环氧树脂等聚合物光学树脂材料需求的增加,双醚芴的市场应用前景非常可观。双醚芴及其下游产品的合成技术研究与开发在国内也属于一个新课题,为加大我国功能性高分子材料及其光学膜材料的开发,带动相关领域的技术发展,加强双醚芴合成工艺技术的研究与开发对我国国防科技、高新技术领域及社会发展与进步具有重要意义。
现有日本专利技术中生产双醚芴的方法有金属交换型蒙脱石方法(JP2000191577)、固载杂多酸催化合成法(JP2007197368、JP200723016)和浓硫酸催化合成法(JP1998045654)。对于这些技术中的金属交换型蒙脱石方法,目前市场上出售的蒙脱石催化剂是采用其与金属氯化物反应制造金属交换而得的,首先因其不同蒙脱石来源和制备方法不一样,使其反应性能不一样,用于催化双醚芴合成反应产率相对较低,生成的双醚芴产品提纯到高纯度和脱色相对较难。其次,为了提高反应产率而使用有β-巯基丙酸等硫醇类作为助催化剂,导致硫残留于产品中致使产品易受热变黄,降低其产品的纯度和品质。
对于现有技术中的固载杂多酸催化法,反应液中含有大量未反应的苯氧基醇因为沸点高,双醚芴易溶于其中而形成稠状液体,也不容易分离提纯,会使产品色度和纯度降低,能耗增高,并使环境负担增高,不利于工业化生产。对于现有技术的浓硫酸催化合成法,由于使用大量的浓硫酸,废水较多,造成环境成本较高;而且使用大量的苯氧基醇造成产品分离提纯困难,产品中硫酸根的残留量也会降低产品的色度和纯度,色度稳定性也会降低;要提高产品纯度和色度,需要反复多次提纯操作,使用大量的有机溶剂重结晶,增加了环境污染和生产成本。
具体方法
向500毫升压力反应釜中加入35克双酚芴,加入200毫升无水乙醇,加入用2毫升水溶解2克氢氧化钠的溶液,安装好反应釜,通入搅拌冷却水,开启搅拌,开启加热,升温至30℃,开始通入11.5g环氧乙烷(每5分钟通一次),通入时间为30分钟,通入完之后,升温至35℃,反应9小时。反应结束之后,将反应液倒入500毫升烧杯中,静置冷却析出,然后抽滤,将液体无水乙醇回收,以便下次再用,将固体再用153ml甲苯将固体进行重结晶,加热至85℃溶解,静置,从70℃逐渐冷却到10℃,析出结晶,抽滤;母液浓缩后再结晶;相同操作进行2次;真空烘干,得到39.4克双醚芴白色固体,产率90.0%,液相色谱表征得到的产品纯度98.5%,铂钴色度15Hazen左右。
[1]何轩宇. (2012). 双胺型芴基苯并噁嗪的合成聚合及性能研究. (Doctoral dissertation, 哈尔滨工程大学).
[2] 张智勇, 关金涛, 李小勇, 徐鹏鹏, & 向陆军. . 一种由环氧乙烷催化制备双醚芴的方法.