用于制备芳族邻苯二甲双酰亚胺和聚醚酰亚胺的方法和系统技术方案

一种用于生产芳族双酰亚胺的方法，包括在有效形成产物混合物的条件下使二羟基芳族化合物的二碱金属盐与反应性取代的邻苯二甲酰亚胺反应，将该产物混合物引入包括碱金属氢氧化物水溶液的液‑液萃取塔中，以及从该液‑液萃取塔中回收纯化的芳族双酰亚胺，该纯化的芳族双酰亚胺具有小于500ppm的残留二羟基芳族化合物的二碱金属盐，相应的二羟基芳族化合物，该二羟基芳族化合物的相应单取代盐，或包含前述中的至少一种的组合。还公开了一种由通过上述方法制备的芳族双酰亚胺制备聚醚酰亚胺的方法。还描述了具有小于100ppb的残留双酚A的聚醚酰亚胺和由其制备的制品。

Method and system for preparing aromatic O-benzyl two diimide and polyetherimide

A method for the production of aromatic bisimides includes reacting dibasic metal salts of dihydroxy aromatic compounds with reactively substituted phthalimides under conditions of effective formation of product mixtures, introducing the product mixtures into a liquid-liquid extraction column including an aqueous solution of alkali metal hydroxides, and from the liquid. The purified aromatic bisimide is recovered from the liquid extraction column. The purified aromatic bisimide has a diabase metal salt of a residual dihydroxy aromatic compound less than 500 ppm, a corresponding dihydroxy aromatic compound, a corresponding monosubstituted salt of the dihydroxy aromatic compound, or at least one combination of the above-mentioned aromatic compounds. A method for preparing polyether imide from aromatic bisimide prepared by the above method is also disclosed. Polyether imide with residual bisphenol A less than 100ppb and products prepared therefrom are also described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备芳族邻苯二甲双酰亚胺和聚醚酰亚胺的方法和系统
技术介绍
聚醚酰亚胺是一类高性能聚合物，其可被加工制成模制品、纤维、膜、泡沫等。聚醚酰亚胺还具有高强度、韧性、耐热性、模量和广泛的耐化学性，并且因此广泛用于诸如汽车、电信、航空航天、电气/电子、运输和医疗保健的多种工业中。聚醚酰亚胺在各种制备方法中已经显示出多功能性，证明适用于包括注塑成型、挤出和热成型以制备各种制品的技术。然而，一些聚醚酰亚胺不满足某些应用所需的严格纯度要求，例如，聚醚酰亚胺可能需要具有非常低的污染物水平，或者可加工性和产品性能受到不利影响。常见的树脂污染物本质上可以是有机的或无机的。有机污染物主要是较低分子量的物质，包括残留的酚类单体或其衍生物。除了影响聚合物性能之外，考虑到新出现的监管考虑因素，残留单体也可能受到关注。因此，对于用于生产高质量聚醚酰亚胺(特别是具有未检出水平的残留酚单体或其衍生物的聚醚酰亚胺)的改进方法未检出，仍然存在持续的需求。
技术实现思路
一种用于生产芳族双酰亚胺的方法，其包括使二羟基芳族化合物的二碱金属盐与反应性取代的邻苯二甲酰亚胺在有效形成产物混合物的条件下反应，该产物混合物包含二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物，该二羟基芳族化合物的相应单取代盐中的至少一种，或包含前述中的至少一种的组合，和芳族双酰亚胺；将该产物混合物引入搅拌的液-液萃取塔中，利用0.01-5wt％的碱金属氢氧化物水溶液从该产物混合物中萃取残留的二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物和该二羟基芳族化合物的相应单取代盐；以及从该液-液萃取塔中回收纯化的芳族双酰亚胺，该芳族双酰亚胺具有小于500ppm，或小于100ppm，或小于1ppm，或小于10ppb的残留二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、该二羟基芳族化合物的相应单取代盐或包含前述中的至少一种的组合。芳族双酰亚胺包含小于500ppm，或小于100ppm，或小于1ppm，或小于10ppb的残留二羟基芳族化合物，优选地双酚A。用于制备聚醚酰亚胺的方法，其包括在催化剂存在下以及在有效提供下式的芳族双(醚邻苯二甲酸酐)的条件下使芳族双酰亚胺与邻苯二甲酸酐接触其中Z是任选地被1至6个C1-8烷基、1至8个卤原子取代的芳族C6-24单环或多环部分，或包含前述中的至少一种的组合；并且使芳族双(醚邻苯二甲酸酐)与下式的有机二胺接触H2N-R2-NH2其中R2是具有6至27个碳原子的芳族烃基、其卤代衍生物，具有2至10个碳原子的直链或支链亚烷基、其卤代衍生物，具有3至20个碳原子的环亚烷基、其卤代衍生物、-(C6H10)z-其中z是1至4的整数，具有1至6个芳族基团的芳族烃基部分，和下式的二价基团其中Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-P(Ra)(＝O)-，其中Ra是C1-8烷基或C6-12芳基、-CyH2y-其中y是1至5的整数，或包含前述中的至少一种的组合；并且其中聚醚酰亚胺具有小于10ppb，优选地小于9ppb的残留二羟基芳族化合物的二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、该二羟基芳族化合物的相应单取代盐或包含前述中的至少一种的组合。聚醚酰亚胺，其包含小于100ppb，优选地小于10ppb，更优选地小于9ppb的残留双酚A。包含上述聚醚酰亚胺的制品。用于生产芳族双酰亚胺的反应器和连续纯化系统，其包括具有产物混合物流20的第一机械搅拌反应容器10，其中该第一机械搅拌反应容器包括产物混合物，该产物混合物包含二羟基芳族化合物的二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、该二羟基芳族化合物的相应单取代盐中的至少一种，或包含前述中的至少一种的组合，和芳族双酰亚胺；在第一机械搅拌容器下游的第二机械搅拌容器14，其中由该第一机械搅拌容器形成的产物混合物流20被配置成进入第二机械搅拌容器，其中该第二机械搅拌容器包括产物混合物；聚结器22，其被配置为从该第二机械搅拌容器的第一出口流24和第一水入口流34接收该产物混合物，以洗涤产物混合物并提供含水流和包含芳族双酰亚胺的有机流；液-液萃取塔28，其被配置为从聚结器的第一出口流26接收有机流，其中液-液萃取塔被配置为用0.01至5wt％的碱金属氢氧化物水溶液萃取反应混合物以提供纯化的芳族双酰亚胺流30，该芳族双酰亚胺流30具有小于10ppb的残留二羟基芳族化合物的二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、该二羟基芳族化合物的相应单取代盐，或包含前述中的至少一种的组合。通过下面附图和详细描述举例说明上述和其它特征。附图说明下图表示示例性的实施方式。图是用于制备芳族双酰亚胺的系统的示意图，该系统包括连续的液-液萃取塔。具体实施方式本文描述了用于制备芳族双酰亚胺和聚醚酰亚胺的方法和系统。本专利技术人于此已经有利地发现，可以使用液-液萃取技术纯化芳族双酰亚胺，该液-液萃取技术可以提供具有未检出水平的残留二羟基芳族化合物(例如，双酚A)的芳族双酰亚胺，特别是小于百万分之500(ppm)，或小于100ppm，或小于1ppm，或小于十亿分之10(ppb)的残留二羟基芳族化合物。根据本文所述方法生产的芳族双酰亚胺可用于生产相应的聚醚酰亚胺。具有未检出水平的残留二羟基芳族化合物的聚醚酰亚胺可有利地用于制备用于各种应用的制品，特别是在鉴于客户要求或监管考虑因素而考虑残留二羟基芳族化合物存在的应用中。本公开的一个方面是一种用于制备芳族双酰亚胺的方法。该方法包括在有效形成产物混合物的条件下使二羟基芳族化合物的二碱金属盐与反应性取代的邻苯二甲酰亚胺反应，该产物混合物包含二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、该二羟基芳族化合物的相应单取代盐中的至少一种，或包含前述中的至少一种的组合，和芳族双酰亚胺。在一些实施方式中，该产物混合物包含二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、该二羟基芳族化合物的相应单取代盐，和芳族双酰亚胺。在一些实施方式中，该产物混合物包含残留的反应性取代的邻苯二甲酰亚胺、其水解衍生物，或两者。二羟基芳族化合物的二碱金属盐具有式(1)M+-O-Z-O-+M(1)其中M是碱金属离子，例如锂、钠、钾、或包含前述中的至少一种的组合。在一些实施方式中，M是钠。Z是任选地被1至6个C1-8烷基、1至8个卤原子取代的芳族C6-24单环或多环部分，或包含前述中的至少一种的组合。示例性Z基团包括式(2)的基团其中Ra和Rb各自独立地相同或不同，并且是例如卤素原子或单价C1-6烷基；p和q各自独立地为0至4的整数；c为0至4；且Xa是连接羟基取代的芳族基团的桥联基团，其中每个C6亚芳基的桥联基团和羟基取代基位于C6亚芳基上彼此的邻位、间位或对位(特别是对位)。桥联基团Xa可为单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-或C1-18有机桥联基团。C1-18有机桥联基团可以是环状或无环的，芳族或非芳族的，并且还可包含诸如卤素、氧、氮、硫、硅或磷的杂原子。可设置C1-18有机基团使得与其连接的C6亚芳基各自连接至C1-18有机桥联基团的共同烷叉基碳或不同碳。具体的基团Z是式(2a)的二价基团其中Q是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-P(Ra)(＝O)-，其中Ra是C1-8烷基或C6-12芳基、或-CyH2y-其中y是1至5的整数，或其卤代衍生物。可以衍生自Z的示例性二羟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产芳族双酰亚胺的方法，所述方法包括：在有效形成产物混合物的条件下使二羟基芳族化合物的二碱金属盐与反应性取代的邻苯二甲酰亚胺反应，所述产物混合物包含二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐中的至少一种，或包含前述中的至少一种的组合，和芳族双酰亚胺；将所述产物混合物引入具有0.01至5wt％的碱金属氢氧化物水溶液的搅拌的液‑液萃取塔，以从所述产物混合物中萃取残留的二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物和所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐；以及从所述液‑液萃取塔中回收纯化的芳族双酰亚胺，所述芳族双酰亚胺具有小于500ppm，或小于100ppm，或小于1ppm，或小于10ppb的残留二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐或包含前述中的至少一种的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 US 62/329,6431.一种用于生产芳族双酰亚胺的方法，所述方法包括：在有效形成产物混合物的条件下使二羟基芳族化合物的二碱金属盐与反应性取代的邻苯二甲酰亚胺反应，所述产物混合物包含二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐中的至少一种，或包含前述中的至少一种的组合，和芳族双酰亚胺；将所述产物混合物引入具有0.01至5wt％的碱金属氢氧化物水溶液的搅拌的液-液萃取塔，以从所述产物混合物中萃取残留的二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物和所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐；以及从所述液-液萃取塔中回收纯化的芳族双酰亚胺，所述芳族双酰亚胺具有小于500ppm，或小于100ppm，或小于1ppm，或小于10ppb的残留二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐或包含前述中的至少一种的组合。2.如权利要求1所述的方法，还包括，在将所述产物混合物引入所述液-液萃取塔之前，将水加入到所述产物混合物中并将所述产物混合物分离成水相和包含所述芳族双酰亚胺的有机相，以及将所述有机相引入到所述液-液萃取塔。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述产物混合物包含二碱金属盐、相应的二羟基芳族化合物、所述二羟基芳族化合物的相应单取代盐、芳族双酰亚胺，和任选的碱金属盐，优选地碱金属亚硝酸盐、碱金属卤化物，或包含前述中的至少一种的组合。4.如权利要求1至3中任一项或多项所述的方法，其中所述引入是连续过程。5.如权利要求1至4中任一项或多项所述的方法，其中所述液-液萃取塔是连续液-液萃取塔。6.如权利要求1至3中任一项或多项所述的方法，其中所述引入是间歇过程。7.如权利要求1至6中任一项或多项所述的方法，其中所述搅拌是机械搅拌。8.如权利要求1至7中任一项或多项所述的方法，其中所述液-液萃取塔在70至100℃，优选地75至85℃的温度下和0.05至20atm，优选地0.05至1.5atm的压力下操作。9.如权利要求1至8中任一项或多项所述的方法，其中：所述二羟基芳族化合物的二碱金属盐具有下式M+-O-Z-O-+M；所述反应性取代的邻苯二甲酰亚胺具有下式所述二羟基芳族化合物的单取代盐具有下式和所述芳族双酰亚胺具有下式其中在前述式中，M是碱金属离子；Z是任选地被1至6个C1-8烷基、1至8个卤原子取代的芳族C6-24单环或多环部分，或包含前述中的至少一种的组合，X是氟、氯、溴、碘、硝基，或包含前述中的至少一种的组合，且R1是单价C1-13有机基团。10.如权利要求9所述的方法，其中M是钠；Z是下式的二价基团其中Q是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-P(Ra)(＝O)-，其中Ra是C1-8烷基或C6-12芳基、或-CyH2y-其中y是1至5的整数，或其卤代衍生物，优选地其中Z是2,2-(4-亚苯基)异丙叉基；且X是硝基且R1是C1-4烷基，优选地甲基。11.如权利要求1至10中任一项或多项所述的方法，其中所述反应性取代的邻苯二甲酰亚胺包括4-硝基-N-甲基邻苯二甲酰亚胺、3-硝基-N-甲基邻苯二甲酰亚胺，或包含前述中的至少一种的组合。12.如权利要求1至11中任一项或多项所述的方法，其中所述芳族双酰亚胺包括4,4’-双酚-A-双-N-甲基邻苯二甲酰亚胺、3,4’-双酚-A-双-N-甲基邻苯二甲酰亚胺、3,3’-双酚-A-双-N-甲基邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔舒亚·麦克莱伦·克罗尔，莫汉纳德·阿尔哈尔拉赫，托马斯·林克·古根海姆，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL