背景及概述
二甲基联苯二异氰酸酯（TODI）是一种高性能芳香族二异氰酸酯，CAS号91-97-4，分子量264.28，是高端聚氨酯材料的核心特种单体。常温下为无色结晶固体，密度1.156g/cm³（80℃熔融态），熔点70℃，沸点195-197℃（667Pa高真空条件），闪点214℃。
二甲基联苯二异氰酸酯无吸湿性，不溶于水，可完全溶于丙酮、四氯化碳、氯苯、硝基苯等多数有机溶剂。分子中两个异氰酸酯基团受邻位甲基的位阻效应调控，反应活性适中，合成的聚氨酯硬段微相分离程度远高于MDI等通用异氰酸酯，能赋予材料优异的耐热性和机械性能，长期处于高温环境下也不易发生黄变降解。
制备工艺
向25mL洁净反应管中加入0.0240g（0.02mmol）铁中心多酸化合物、0.4246g（2mmol）联邻甲苯胺、0.2164g（4mmol）苯基硅烷、0.1012g（1mmol）三乙胺、0.3067g（2mmol）三氯氧磷以及6mL无水乙腈溶剂。最后在反应管上方连接充有二氧化碳与氧气的气球，于30℃下反应12h。反应结束后取样进行气相色谱-质谱（GC-MS）检测，底物转化率大于96%，产物选择性96%。经分离纯化得到无色晶体；核磁共振测试证实产物为二甲基联苯二异氰酸酯[1]。
图1 二甲基联苯二异氰酸酯的合成反应式
应用场景
二甲基联苯二异氰酸酯是特种聚氨酯弹性体的首选核心原料，合成的材料可在130℃高温下长期连续使用，动态生热低、耐磨性能优异，广泛用于制造高端油封、密封垫圈、重型设备传动带等工况苛刻的橡胶部件。同时二甲基联苯二异氰酸酯也是聚酰胺亚胺类高性能工程塑料、耐热绝缘涂料的关键合成单体，制备的涂层可耐受200℃以上高温，绝缘等级达到H级，在新能源电机、航空航天绝缘部件领域大量应用。近年研究显示，用二甲基联苯二异氰酸酯制备的聚碳酸酯型热塑性聚氨酯，微相分离程度显著高于MDI基产品，在高端光学薄膜、防弹防护材料领域展现出独特性能优势。
参考文献
[1]Current Patent Assignee: SHANGHAI INSTITUTE OF TECHNOLOGY.Preparation method of dimethyl-biphenyl diisocyanate.[P]CN110066229, 2019, A.