兩種N粉（對二甲苯環二體）的制備工藝

摘要：二甲苯聚合物作為一種性能優異的涂層材料，在少數發達國家，已經在許多高科技領域得到了廣泛應用，并且作為保形防護材料在許多方面優于其它常見涂層材料，其單體便成為現在的研究熱點，為此，小編給大家介紹了兩種合成其單體（N粉）的工藝。
關鍵詞：N粉，對二甲苯環二體，1633-22-3，制備，工藝
 
前言
 
        N粉（對二甲苯環二體）白色結晶粉末，熔點：285-288℃（MP），CAS號: 1633-22-3[1]。及其取代衍生物是合成二甲苯聚合物的單體，而目前國內對二甲苯環二體的合成還沒有成熟技術，N型對二甲苯環二體主要是靠進口，價格昂貴，并且C, D型對二甲苯環二體是在N型環二體的基礎上進一步合成而得到的，因此N型對二甲苯環二體的工藝研究對開拓對二甲苯聚合物在國內的應用有著重要意義。以上三種N型（N粉），C型（C粉），D型（D粉）都是作為亞科化學的優勢產品面市。
 
1. 3. 1對二甲苯環二體的制備
 
工業上制備二甲苯聚合物的單體是對二甲苯環二體或其取代衍生物。對二甲苯環二體的合成方法有多種，一種是Gorham合成法[2-3]，即以對二甲苯為原料，使其與水蒸汽在常壓下熱解(850℃-1000oC )，然后把熱解氣體冷卻至150-400oC，用二甲苯或其它合適的有機溶劑吸收，經濃縮、冷卻后可得到對二甲苯環二體，所得到的對二甲苯環二體經重結晶后得到白色晶體[33]，熔點284oC，密度1.22g/cm3。反應過程見圖。
 

由于本工藝是在高溫條件下進行，因此對工藝的設備、操作工藝有很嚴格的要求，一旦一個環節失敗，整個工藝就無法進行下去，所以本工藝要嚴格按照工藝規定及工藝進行操作。在大量工藝中，發現除了注意溫度、溶劑等條件之外，由于工藝裝置的限制，還應注意以下幾點[4]:
 
(1)由于工藝是在接近1000℃的溫度下進行的，在高溫下對二甲苯蒸汽對石英管有腐蝕作用，石英管比較容易出現裂縫，并且各個裝置之間的連接口大部分采用玻璃磨口連接，為了保證連接的氣密性，在連接口處要涂抹硅醋，因此在工藝開始前，首先要檢查工藝裝置的密封性，確保石英管無裂縫，以及各個接口處正常后再開始工藝。
 
(2)在開始滴加單體前時，應先使熱解區、預熱區和吸收溶劑的溫度穩定幾分鐘，并且為了避免對二甲苯發生炭化，應先通入幾分鐘水蒸汽，待熱解區與預熱區溫度和水蒸汽穩定后再開始滴加單體。
 
(3)在工藝結束時應先停止滴加單體，而起保護作用的水蒸汽則繼續通入。這是因為熱解裝置中還有一部分反應物，如果此時不再繼續通入水蒸汽，反應物可能被炭化，會污染對二甲苯環二體的吸收溶劑，使吸收溶劑發黃;而且對二甲苯環二體的吸收溶劑中的氣體壓力大于室溫常壓，過早停止水蒸汽，會造成倒吸，使對二甲苯環二體吸收液倒流到熱解裝置中，而熱解裝置還處于高溫中，容易造成儀器損毀。該工藝為生產二甲苯聚合物N型的主要工藝，使用及其廣泛，
 
雖然另一種工業制備工藝是利用Hofmann消除反應來合成，該方法雖包括多步反應，見圖，但每步皆可在工藝室玻璃器皿內進行，適合于工藝室制備。該法的產率低，但近年來不斷有提高產率的報道。但還沒有用于大規模生產的報道。
 
結束語
目前，Gorham法合成對二甲苯環二體的合成溫度較高，條件較苛刻，操作較為危險，但產率較高，是目前正在使用的工藝；Hofmann消除反應工藝，操作比較簡單，安全，但產率較低，是目前研究比較多的工藝，希冀可以取代Gorham法成為對二甲苯環二體的工業合成工藝。