CN101973927A - 光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光稳定剂(4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶)的制备方法，是以2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、烯丙基醚化试剂、碱为原料，在催化剂存在的条件下反应制得4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。本发明合成4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，简化了分离提纯过程，反应时间短，产品收率高，使产品的收率达到95%以上，得到产品纯度较高，能耗少，环境污染小，成本低，是实现工业化生产的较理想的工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法。
背景技术
4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶为低分子量高效低毒的受阻胺型光稳定剂，可延长各式塑胶及涂料在户外照射的使用时间。在使用、加工过程中，不会与高分子产生气味，也不会影响材质原有的色彩。高温加工时产品不易挥发。与大多数工业溶剂相溶性良好，具有优越的高分子相溶性，适用于聚丙烯、聚乙烯塑料和纤维制品，有显著的抗光氧化老化（防晒）功效，特别是对聚丙烯和高密度聚乙烯的耐大气老化性能远较一般紫外线吸收剂及淬灭剂（镍铬合物）优越，尤其适用于厚制品，和传统的紫外光吸收剂不同，它的功效与制品厚度无关，因此也适用高比表面积的产品。化学名称为4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的分子式：C12H23NO，分子量：197.3，分子结构式： ，理化性质：外观为无色液体，沸点：216℃。根据4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的结构，设计出了4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的合成工艺路线。4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶合成方法有水溶液和有机溶剂合成法。水溶液合成法以水作溶剂，无毒易得；但醚化试剂为价格相对较高的烯丙基溴或烯丙基氯，它遇水易水解，副反应严重，反应需要过量的烯丙基醚化试剂。有机溶剂法以能溶解4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的DMF、DMSO等强极性非质子溶剂为反应介质，可以大大减少了烯丙基醚化试剂的水解；但烯丙基醚化试剂仍然是使用价格高的烯丙基溴或烯丙基氯，而且4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的活化预处理使用了价格较高的NaH。由此可见，无论是水溶液法，还是有机溶剂法，都存在各自的优缺点。如何将二者的优点结合，规避缺陷。我们选择氢氧化钠为活化碱剂，在水溶液中以烯丙基氯为醚化试剂，制备了4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种产品收率高、能耗少、环境污染小、成本低的光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：一种光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，是以4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、烯丙基醚化试剂和碱为主要原料，在催化剂存在的条件下进行缩合反应，反应完成后经过水洗除盐，之后将反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶产品。
本发明的进一步改进在于：烯丙基醚化试剂为烯丙基溴或烯丙基氯，优选为烯丙基氯。
本发明的进一步改进在于：碱为氢化钠或氢氧化钠或氢氧化钾，优选为氢氧化钠。
本发明的进一步改进在于：催化剂为四丙基溴化铵或四异丙基溴化铵或四丁基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基二甲基苄基氯化铵或十八烷基二甲基苄基氯化铵，优选为十六烷基三甲基溴化铵或四丙基溴化铵或四异丙基溴化铵或四丁基溴化铵。
本发明的进一步改进在于：4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、烯丙基醚化试剂、碱、催化剂的用量比例按质量计为：1:1.2-3.2: 0.5-1.5:0.01-0.1。
本发明的进一步改进在于：缩合反应的温度为45-60℃，缩合反应的时间为5-10h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明合成4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，简化了分离提纯过程，反应时间适中，产品收率高，使产品的收率达到95%以上，得到产品纯度较高，能耗少，环境污染小，成本低，是实现工业化生产的较理想的工艺。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，是以4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、烯丙基醚化试剂和碱为主要原料，烯丙基醚化试剂为烯丙基溴或烯丙基氯，优选为烯丙基氯，碱为氢化钠或氢氧化钠或氢氧化钾，优选为氢氧化钠，在催化剂存在的条件下进行缩合反应，催化剂为四丙基溴化铵或四异丙基溴化铵或四丁基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基二甲基苄基氯化铵或十八烷基二甲基苄基氯化铵，优选为十六烷基三甲基溴化铵或四丙基溴化铵或四异丙基溴化铵或四丁基溴化铵，4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、烯丙基醚化试剂、碱、催化剂的用量比例按质量计为：1:1.2-3.2: 0.5-1.5:0.01-0.1，缩合反应的温度为45-60℃，缩合反应的时间为5-10h，反应完成后经过水洗除盐，之后将反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶产品。
实施例1：
在装有电动搅拌器、回流冷凝器和温度计的四口反应瓶中，依次加入15.7g 的4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、34.4g的烯丙基醚化试剂、16.0g的碱、0.2g的催化剂，装上回流冷凝管、温度计，开动搅拌器，升温至45℃时，开始计时，反应时间8h(用气相色谱监测反应)。反应结束后，经过水洗除盐后，反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，收集馏分，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶收率达到95.18%，沸点为215-216℃。
实施例2：
在装有电动搅拌器、回流冷凝器和温度计的四口反应瓶中，依次加入15.7g 的4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、42.1g的烯丙基醚化试剂、16.0g的碱、0.2g的催化剂，装上回流冷凝管、温度计，开动搅拌器，升温至45℃时，开始计时，反应时间8h(用气相色谱监测反应)。反应结束后，经过水洗除盐后，反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，收集的馏分，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶收率达到95.48%，沸点为215-216℃。
实施例3：
在装有电动搅拌器、回流冷凝器和温度计的四口反应瓶中，依次加入15.7g 的4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、49.7g的烯丙基醚化试剂、16.0g的碱、0.2g的催化剂，装上回流冷凝管、温度计，开动搅拌器，升温至45℃时，开始计时，反应时间8h(用气相色谱监测反应)。反应结束后，经过水洗除盐后，反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，收集馏分，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶收率达到95.94%，沸点为215-216℃。
实施例4：
在装有电动搅拌器、回流冷凝器和温度计的四口反应瓶中，依次加入15.7g 的4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、34.4g的烯丙基醚化试剂、24.0g的碱、0.2g的催化剂，装上回流冷凝管、温度计，开动搅拌器，升温至45℃时，开始计时，反应时间8h(用气相色谱监测反应)。反应结束后，经过水洗除盐后，反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，收集馏分，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶收率达到96.25%，沸点为215-216℃。
实施例5：
在装有电动搅拌器、回流冷凝器和温度计的四口反应瓶中，依次加入15.7g 的4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、34.4g的烯丙基醚化试剂、16.0g的碱、0.5g的催化剂，装上回流冷凝管、温度计，开动搅拌器，升温至45℃时，开始计时，反应时间8h(用气相色谱监测反应)。反应结束后，经过水洗除盐后，反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，收集馏分，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶，4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶收率达到96.44%，沸点为215-216℃。
Claims (7)
1.一种光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：是以4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、烯丙基醚化试剂和碱为主要原料，在催化剂存在的条件下进行缩合反应，反应完成后经过水洗除盐，之后将反应液进行常压蒸馏回收未反应的原料，再进行减压蒸馏，即得无色透明液体4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶产品。
2.根据权利要求1所述光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：所选烯丙基醚化试剂为烯丙基溴或烯丙基氯。
3.根据权利要求1或2所述光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：所述碱为氢化钠或氢氧化钠或氢氧化钾。
4.根据权利要求3所述光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：所述催化剂为四丙基溴化铵或四异丙基溴化铵或四丁基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基二甲基苄基氯化铵或十八烷基二甲基苄基氯化铵。
5.根据权利要求4所述光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：所述4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、烯丙基醚化试剂、碱、催化剂的用量比例按质量计为：1:1.2-3.2: 0.5-1.5:0.01-0.1。
6.根据权利要求5所述光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：所述缩合反应的温度为45-60℃。
7.根据权利要求5所述光稳定剂（4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶）的制备方法，其特征是：所述缩合反应的时间为5-10h。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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