两种N粉（对二甲苯环二体）的制备工艺

摘要：二甲苯聚合物作为一种性能优异的涂层材料，在少数发达国家，已经在许多高科技领域得到了广泛应用，并且作为保形防护材料在许多方面优于其它常见涂层材料，其单体便成为现在的研究热点，为此，小编给大家介绍了两种合成其单体（N粉）的工艺。
关键词：N粉，对二甲苯环二体，1633-22-3，制备，工艺
 
前言
 
        N粉（对二甲苯环二体）白色结晶粉末，熔点：285-288℃（MP），CAS号: 1633-22-3[1]。及其取代衍生物是合成二甲苯聚合物的单体，而目前国内对二甲苯环二体的合成还没有成熟技术，N型对二甲苯环二体主要是靠进口，价格昂贵，并且C, D型对二甲苯环二体是在N型环二体的基础上进一步合成而得到的，因此N型对二甲苯环二体的工艺研究对开拓对二甲苯聚合物在国内的应用有着重要意义。以上三种N型（N粉），C型（C粉），D型（D粉）都是作为亚科化学的优势产品面市。
 
1. 3. 1对二甲苯环二体的制备
 
工业上制备二甲苯聚合物的单体是对二甲苯环二体或其取代衍生物。对二甲苯环二体的合成方法有多种，一种是Gorham合成法[2-3]，即以对二甲苯为原料，使其与水蒸汽在常压下热解(850℃-1000oC )，然后把热解气体冷却至150-400oC，用二甲苯或其它合适的有机溶剂吸收，经浓缩、冷却后可得到对二甲苯环二体，所得到的对二甲苯环二体经重结晶后得到白色晶体[33]，熔点284oC，密度1.22g/cm3。反应过程见图。
 

由于本工艺是在高温条件下进行，因此对工艺的设备、操作工艺有很严格的要求，一旦一个环节失败，整个工艺就无法进行下去，所以本工艺要严格按照工艺规定及工艺进行操作。在大量工艺中，发现除了注意温度、溶剂等条件之外，由于工艺装置的限制，还应注意以下几点[4]:
 
(1)由于工艺是在接近1000℃的温度下进行的，在高温下对二甲苯蒸汽对石英管有腐蚀作用，石英管比较容易出现裂缝，并且各个装置之间的连接口大部分采用玻璃磨口连接，为了保证连接的气密性，在连接口处要涂抹硅醋，因此在工艺开始前，首先要检查工艺装置的密封性，确保石英管无裂缝，以及各个接口处正常后再开始工艺。
 
(2)在开始滴加单体前时，应先使热解区、预热区和吸收溶剂的温度稳定几分钟，并且为了避免对二甲苯发生炭化，应先通入几分钟水蒸汽，待热解区与预热区温度和水蒸汽稳定后再开始滴加单体。
 
(3)在工艺结束时应先停止滴加单体，而起保护作用的水蒸汽则继续通入。这是因为热解装置中还有一部分反应物，如果此时不再继续通入水蒸汽，反应物可能被炭化，会污染对二甲苯环二体的吸收溶剂，使吸收溶剂发黄;而且对二甲苯环二体的吸收溶剂中的气体压力大于室温常压，过早停止水蒸汽，会造成倒吸，使对二甲苯环二体吸收液倒流到热解装置中，而热解装置还处于高温中，容易造成仪器损毁。该工艺为生产二甲苯聚合物N型的主要工艺，使用及其广泛，
 
虽然另一种工业制备工艺是利用Hofmann消除反应来合成，该方法虽包括多步反应，见图，但每步皆可在工艺室玻璃器皿内进行，适合于工艺室制备。该法的产率低，但近年来不断有提高产率的报道。但还没有用于大规模生产的报道。
 
结束语
目前，Gorham法合成对二甲苯环二体的合成温度较高，条件较苛刻，操作较为危险，但产率较高，是目前正在使用的工艺；Hofmann消除反应工艺，操作比较简单，安全，但产率较低，是目前研究比较多的工艺，希冀可以取代Gorham法成为对二甲苯环二体的工业合成工艺。