-трис(4-бензилил) меллитимид,как мономер для синтеза термореактивных полимеров и способ его получения

-трис(4-бензилил) меллитимид,как мономер для синтеза термореактивных полимеров и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Савоз Советских

Сецналнстнчесмнх

Республик

<1>739056

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030278 (21) 2575264/23-.04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 0506.80. Бюллетень )(о 21

Дата опубликования описания 0506.80 (51)М. Кл.2

С 07 С 49/76

С 07 С 45/18

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 5 47. 5 72. 0 7 (088 ° 8) (72) Авторы изобретен и я

В. В. Коршак, Е.С. Кронгауз и Н.М. Беломоина

Ордена Ленина институт элементорганических соединений АН СССР (7! ) Заявитель (5 4 ) N, N, N - ЙРИС- (4-БЕНЗИЛИЛ) -МЕЛЛИТИМИД

KAK МОНОМЕР ДЛЯ СИНТЕЗА ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ

ПОЛИМЕРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ структуры миду звездообразной

О о

0 Ь

ДО-с — с-©.,С

0 с>

ОФ

Изобретение относится к новым химическим соединениям — к ароматическим гексакетонам, а именно к

N,N,N -трис (4-бензилил) меллитии способу его получения.

Это соединение может быть применено в качестве мономера для получения термореактивных сополиимидофе нил хи но к сали нов — бло ксополи мер о в различного состава (при использовании указанного гексакетона в смеси с различными тетракетонами), содержащих в структуре имидные циклы и фенилхиноксалиновые блоки, обладающие повьхаенной теплостойкостью и механической прочностью по сравнению с известными полифенилхиноксалинами и полиимидофенилхиноксалинами.

Известен способ получения N N

-бис- (4-бензилил) -пиромеллитимида (1) и N,N -бис- (4-бенэилил) -нафтилимида

15 (21, основанный на взаимодействии

4-аминобензила с диангидридами пиромеллитовой и нафталин-1,4,5,8-тетракарбоновой кислот соответственно

В кипящем нитробензоле.

20 Полиимидофенилхиноксалины, полученные на основе N,N -бис-(4-бензилил) -пиромеллитимйда, имеют низкую теплостойкость (ниже 300оС) и не устойчивы к высокотемпературному гидролизу, вследствие чего не могут испольэот иться при температурах выше 300 С.

Полинафтилимидофенилхиноксалины, синтезированные на основе N N -бис30 - (4-бензилил) -нафтилимида, облад, 739056 очень высокими температурами размяго чения (400 С), что исключает воэможность их переработки (так как тре буют ся т емпер ат уры порядке 46 О480 С, при которых протекают деструко тивные процессы и полимеры теряют 5 прочностные показатели), и создания на кх основе необходимых материалов.

Целью изобретения является синтез

N,N, N -трис-(4-бензилил)-меллитимида, который может быть использован

B качестве мономера (или сомономера) для синтеза термореактивных сополиимидофенилхиноксалинов с повышенной теплостойкостью и механической прочностью, 15

Новый гексакетон получают конденсацией избытка 4-аминобенэила с меллитовой кислотой в м-крезоле H присут ст вии бенэойной кислоты ка к катализатора при 100-150 С (лучше 2() о

140 С). Повышение температуры реакции выше 150 С или предварительное г.олуо чение триангкдрида меллитовой кислоты сопровождается ее декарбоксилкрованием и превращением в диан гкдрид 25 пиромеллитовой кислоты к его производные.

1 II

Полученный N N N -тркс-(4-бенэилил) -меллиткмид содержит шесть ?

-карбонильных групп.Его структура подтверждена данными элементногс анализа и ИК-спектрами, в которых отсутствует поглощение в области

3200-3400 см, характеризующее колебания аминогрупп в исходном -4-амино. () бензиле, Поглощение в области 1680 см и при 1720 и 1780 см, наблюдаемое в ИК-спектр-х полученного гексанетона, является характеристическим для колебаний карбонильных групп кетона и карбонильной групггы цикличе cKP,:õ пятичленных имидов соответственно, Правильность структуры гексакетона была также подтверждена синтезом модельного соединения следующего строения: полученного обработкой гексакетона о-фенилендиамином.

Синтезированные на основе гексакетона термореактивные сополиимидофенклхиноксалины имеют сильно разветвленную звездообразную структуру, обладают растворимостью в органических растворителях и способностью перерабатываться в изделия обычными технологическими приемами, Их термообработка ггри 250 -.350оC сопровожда- ется образованием гшнтых структур, причем природа сшквок та же, что и у связей основной,толимерной цепи это HcK$IB÷àåò наличке слабых связей и обусловливает повышенную теплостойкость, мех" íè÷åñêóþ прочность материалов и возможность их кспольэо на ни я прк "åìïåðàòóðàõ выше 350 "С (б р „,„-— 1000-3500 кг/см?) .

Иэ ве стные полифенилхиноксалины и полиимидофенклхиноксалины при таких умеренных температурах (250—

350! C) не стр уктируют ся, а нагреванке прк температурах порядка 400 C и выше сопр о вождает ся не только структурированием, но и деструкцией и понкжс.нием кх эксплуатационных ка еств.

П р н м е р 1, Синтез гекса,I кетона — N N,N -трис — (4-бензилил)—

-меллкткмкда.

О, 34 г (0,001 моль) меллитовой кислоты, 0,8 г (0,0035 моль) 4-аминобенэила и О,б г бензойной кислоты нагревают в токе аргона при перемешиванки в 20 мл м-крезола в течение

60 ч прк 140-150 C. Охлажденную реакционную смесь разлагают 5-кратным количеством метансла (этанола), образовавшийся осадок отфильтровываютт, промывают сггкртом к сушат .

Быход целевого продукта О, 79 г (88Ъ), т. пл. 20 4 — 206 0C (из смеси бензол-петролейный эФир).

Найдено,Ъ: С 7),65; 71,52; Н 3,25;

Зг15 N 4 59 4 69 °

С54 01? N 3

Бычкслено, 4: С 71, 29 „Н 2,99;

N 4,62.

П р к м е р 2, Обработкой

N, N,1)"-трис- (4-бенэклил) -меллитимида избытком о-фенклендиамина в кипящем тетрахлорэтане с выходом 75% получают N,N,N -три с- (4 — (3-фенилхкнокс алил-2) — фенилен j -меллитимкд, т. пл.

282-284с C (иэ смеси креэол-метанол) . Б его ИК-спектрах соот вет ст вует поглощение при 1680 см ", характеркэующee колебания валентных

С0-групп гексакетона, и присутствует поглощение прк 1780 и 1720 см ", характеризующее колебания пяткчленного имидного цк кла.

Найдено, Ъ: С 76, 18; 76,23; Н 3,62;

3,86; N 10,87; 11,03, С и О И

Бычислейо Ъ: С 6, 78; Н 3 50;

N 11, 19.

739056

Составитель A. Антипова

Техред Н.Бабурка Корректор Г. Назарова

Редактор 3. Бородкина

Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 30 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2774/24

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

П р и м p 3. 3YBHMoJlHpH смесь, содержащую 0,9098 г (О, 00 1 моль) N, N, N"-три с- (4-бенэи лил) -меллитимида, О, 3453 г (0,0015 моль) 3,3,4,4-тетраминодифенилоксида, 5 мл м-крезола нагревают при перемешивании в токе аргона при 100 С в течение 2 ч. После охлаждения реакционную смесь разбавляют 5 мл м-крезола и выливают в

10-кратный избыток метанола, осадок промывают на фильтре спиртом и сушат в вакууме при 100ОС в течение

6 ч. q 0,75 дл/г (0,5%-ного раствора полимера в м-крезоле при

25 С), температура начала разложения

9 на воздухе 500оC (дТ 4,5 С/мин), 15

После прогревания на воздухе при

250оC а течение 4 ч полимер не растворяется и не плавится. Выход его количественный.

Пример 4. Синтез полимера и выделение проводят, как в примере

3, но с использованием О 3425 г

/ у

3, 3,4, 4 -тетраминодифенилметана (вместо 3, 3, 4, 4 -тетраминодифенилоксида) . Выход полимера количествен- 25 ный, п„р О, 5 дл/г, т.раэл. 500 С.

После прогрева при 250ос полимер теряет плавкость и растворимость.

Пример 5, Синтез и выделение полимера проводят аналогично опи- ЗО санному в примере 3, но с использованием О, 3213 г 3, 3 -диаминобензидина. Выход полимера количественныи, Чрр О 6 дл/г, т.разл.. 520 С, Формула изобретения 35

/ И

1. N,N,N -трис- (4-бензилил) -меллитимид формулы как мономер для синтеза термореактивных полимеров.

2. Способ получения N,N,N -трисвЂ(4-бенэилил)-меллитимида по п.1, s а к л ю ч а ю щ и A с я в том,что

4-аминобензил подвергают взаимодействию с метиллитовой кислотой в среде м-крезола в присутствии катализатора бензойной кислоты при 100-150 С в инертной атмосфере.

Источники информации, принятые во внимание гни экспертизе

1. Патент CIIIA М 3726889, 1973.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 527907, кл. С 08 G 73/10 (непублик. ) .