CN1663946A - 一种制备和纯化氰酸酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工领域，公开了一种制备和纯化氰酸酯的方法，包括将二羟基化合物溶解于溶剂，在酸吸收剂存在的条件下与卤化氰反应生成相应的氰酸酯产品；过滤或洗涤除去副产物后将氰酸酯溶液进行减压浓缩，直至浓缩终点；将物料搅拌和冷却，析出白色结晶；以及进行过滤、洗涤、干燥，得到最终产物。使用本发明提供的方法获得的氰酸酯具有纯度高的优点，纯度高于98％。

Description

一种制备和纯化氰酸酯的方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种氰酸酯的制备方法，进一步地，本发明涉及一种制备和纯化氰酸酯的方法。
背景技术
美国专利US5932762公开了一种氰酸酯(Cyanate Ester)的制备方法，该方法制得的双酚A氰酸酯产品纯度为97.5％-99.5％，纯度达不到市场的高要求。
美国专利US6225492和US6603035公开了一种制备高纯度氰酸酯的方法，该方法描述了氰酸酯成品在溶剂中加入另一种对氰酸酯溶解性低的有机溶剂，将高纯度的氰酸酯结晶出来的方法，用该方法制备的双酚A氰酸酯的纯度达到99％。但是使用该方法的不足是对溶剂进行回收的工作量很大，需要大量的设备，耗费大量的能源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：由于现有技术中的制备氰酸酯的方法中对溶剂进行回收的工作量很大，需要大量的设备，耗费大量的能源。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种制备和纯化氰酸酯的方法，包括以下步骤：
(1)二羟基化合物(简称双酚)溶解于溶剂，在酸吸收剂存在的条件下与卤化氰反应，生成相应的氰酸酯产品，二羟基化合物的化学式为：
HO------Ar1------A------Ar2------OH
获得的氰酸酯产物的化学式为：
NCO------Ar1------A------Ar2------OCN
式中，Ar为带1-2个取代基或不带取代基的苯环，所述取代基是甲基、乙基或异丙基，Ar1和Ar2可以相同或不同；A为甲基、乙基或丙基；
(2)过滤或洗涤除去副产物后将氰酸酯溶液进行减压浓缩，直至浓缩终点；
(3)将物料搅拌一定时间，冷却，析出白色结晶；
(4)过滤、洗涤、干燥得到最终产物。
进一步的，在本发明所述的方法中，二羟基化合物∶酸吸收剂∶卤化氰的摩尔比较佳的为1∶2.02∶2.04-1∶2.2∶2.4。
本发明的方法所述的二羟基化合物可选自双酚A或双酚F以及它们的衍生物。其中，双酚A是2，2-二(4-羟基苯基)丙烷的商品名称，又称为二酚基丙烷，它是由苯酚、丙酮在酸性介质中合成的；双酚F是由苯酚和甲醛经特殊工艺条件缩合而成的双酚型化合物，其化学名为二羟基二苯基甲烷。
本发明的方法所述的酸吸收剂优选为三乙胺(C6H15N)。
在本发明中，所述的溶剂为能溶解原料和生成物氰酸酯但不和原料和生成物起化学反应的有机溶剂。较佳的，本发明所述的溶剂为带取代基或不带取代基的苯类，或羰基脂肪族化合物。更佳的，本发明所述的溶剂包括但不限于甲苯、氯化苯、丙酮、丁酮或甲基异丙基酮。
本发明中，所述的卤化氰可以为氯化氰(CNCl)。
在本发明的制备和纯化氰酸酯的方法中，二羟基化合物、酸吸收剂与卤化氰进行反应的适宜温度为-10℃-+10℃。
本发明所述的减压浓缩的条件较适宜的为40-50℃、60-100mmHg。在减压浓缩后，可将物料搅拌约2小时，冷却到0-3℃进行结晶。最后通过过滤、洗涤、干燥得到最终产物。
使用本发明提供的方法获得的氰酸酯具有纯度高的优点，产物可获得高于98％的纯度，其中双酚A氰酸酯的产品纯度达到99％以上，。并且，在本发明的制备和纯化方法中，溶剂的使用量低，大大节约了能源消耗。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明，但是，这些实施实例只是为了说明本发明，并非用于限制本发明。
实施例1
3000ml的三口烧瓶装有搅拌机、温度计和滴液漏斗，加入1150g甲苯，冷却到3℃，加入氯化氰250g。搅拌30分钟，于低于3℃滴加380g双酚A和371g三乙胺在500g甲苯中的溶液。滴加完后，继续搅拌30分钟。反应液用酸、碱和水洗涤去除盐后于50℃减压，浓缩至物料变浑浊后，于2小时搅拌下冷却到3℃，过滤。滤饼用130g异丙醇淋洗2次，50℃真空干燥后用液相色谱仪分析产品纯度，获得纯度达到99.3％。
实施例2
1000ml的三口烧瓶装有搅拌机、温度计和滴液漏斗。加入100g丁酮冷却到3℃，加入氯化氰57.6g。搅拌下于30分钟，于低于3℃滴加100g 3，3’，5，5’-四甲基双酚F和86.6g三乙胺在500g丁酮中的溶液。滴加完毕后，继续搅拌30分钟。过滤除去三乙胺盐酸盐后将滤液于50℃减压浓缩至物料变浑浊后，于2小时搅拌下冷却到3℃，过滤。滤饼用50g异丙醇淋洗2次。50℃真空干燥后液相色谱仪分析产品纯度，获得纯度为98.2％。

Claims (12)

1.一种制备和纯化氰酸酯的方法，包括以下步骤：
(1)将二羟基化合物溶解于溶剂，在酸吸收剂存在的条件下与卤化氰反应，生成相应的氰酸酯产品，所述二羟基化合物的化学式为：
HO------Ar1------A------Ar2------OH
获得的氰酸酯产物的化学式为：
NCO------Ar1------A------Ar2------OCN
式中，Ar为带1-2个取代基或不带取代基的苯环，所述取代基是甲基、乙基或异丙基，Ar1和Ar2可以相同或不同；
A为甲基、乙基或丙基；
(2)过滤或洗涤除去副产物后将氰酸酯溶液进行减压浓缩，直至浓缩终点；
(3)将物料搅拌一定时间，冷却，析出白色结晶；
(4)过滤、洗涤、干燥得到最终产物。
2.根据权利要求1所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，二羟基化合物∶酸吸收剂∶卤化氰的摩尔比为1∶2.02∶2.04-1∶2.2∶2.4。
3.根据权利要求1或2所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的二羟基化合物为双酚A或双酚F以及它们的衍生物。
4.根据权利要求3所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的二羟基化合物为3，3’，5，5’-双酚F。
5.根据权利要求1或2所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的酸吸收剂为三乙胺。
6.根据权利要求1或2所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的溶剂为能溶解原料和生成物氰酸酯但不和原料和生成物起化学反应的有机溶剂。
7.根据权利要求6所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的溶剂为带取代基或不带取代基的苯类，或羰基脂肪族化合物。
8.根据权利要求7所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的溶剂选自甲苯、氯化苯、丙酮、丁酮或甲基异丙基酮中任一化合物。
9.根据权利要求1或2所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，所述的卤化氰为氯化氰。
10.根据权利要求1所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，双酚、酸吸收剂与卤化氰进行反应的适宜温度为-10℃-+10℃。
11.根据权利要求1所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，减压浓缩的条件为40-50℃、60-100mmHg。
12.根据权利要求1所述的制备和纯化氰酸酯的方法，其特征在于，在减压浓缩后，物料搅拌约2小时，冷却到0-3℃结晶。
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