CN106317688A - 基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法 - Google Patents

基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，属于高分子材料技术领域。其组成成分及重量分数配比为：PVC100份，邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)增塑剂 40份，主稳定剂（复合钙锌稳定剂）0.5~2份，医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂0.5~2份。本发明还公开了一种基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法。该辅助热稳定剂高效环保，属于环境友好型产品。同时，添加量少，但效果明显，适用于医药类PVC制品。

Description

基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备 方法
技术领域
本发明涉及基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
我国每年约需与化工配套的原料和中间体2000多种，需求量达250万吨以上。经过30多年的发展，我国医药生产所需的化工原料和中间体基本能够配套，只有少部分需要进口。而且由于我国资源比较丰富，原材料价格较低，有许多中间体实现了大量出口。目前，我国对医药中间体需求不断增大。我国β－内酰胺类抗生素经过近50年的发展，已经形成了完整的生产体系。2012年几乎所有的β－内酰胺类抗生素（除专利期内的品种外）我国都能生产，而且成本很低，青霉素产量居世界前位，大量出口供应国际市场；头孢类抗生素基本能够自给自足，还能争取一部分出口。与β－内酰胺类抗生素配套的中间体我国全部能够自己生产，除了半合成抗生素的母核7－ACA和7－ADCA需要部分进口外，所有的侧链中间体均可生产，而且大量出口。以β－内酰胺类抗生素的主要配套中间体苯乙酸为例，我国现有苯乙酸生产厂家近30家，总年产能力约2万吨。但多数企业规模偏小，最大的年产2000吨，其他大多年产数百吨。2003年国内苯乙酸总需求量约1.4万吨，消费结构为：青霉素G占85%，其他医药占4%，香料占7%，农药及其他领域占4%。所谓医药中间体，实际上是指一些用于药品合成工艺过程中的一些化工原料或化工产品。这种化工产品，不需要药品的生产许可证，在普通的化工厂即可生产，只要达到一些的级别，即可用于药品的合成。
截至2012年，我国已开发并已投入批量生产的喹诺酮类抗菌药主要有诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、依诺沙星、洛美沙星、氟罗沙星等。其中诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星生产量最大，约占国内氟喹诺酮类抗菌药总产量的98%。其中较为热门的是含氟吡啶类中间体。喹诺酮类一般由含氟苯环合成含氟喹啉类化合物后与哌嗪（或甲基哌嗪）缩合而得。由于我国萤石储量丰富，因而是世界含氟药物和中间体产量最大的国家之一，有80%以上的含氟中间体供应出口。从整体上看，我国氟苯类中间体发展较早，生产能力普遍过剩；三氟甲苯类中间体发展较晚，发展速度快；而对于杂环芳香族化合物特别是含氟吡啶类，我国只有个别研究单位和生产厂家拥有含氟吡啶类中间体的合成技术。
嘧啶类化合物是指分子结构中含有两个氮原子的六元杂环化合物，与哒嗪、吡嗪互为同分异构体。由于分子结构中存在共轭双键而具有特别的紫外光谱。易溶于水，其碱性比吡啶弱，很难发生亲电取代反应，只有在5-位可以发生溴化反应，不能发生硝化与磺化反应，但较易发生亲核取代，嘧啶的衍生物广泛存在于自然界，如磺胺嘧啶、巴比妥、维生素B1等。在核酸中，有3种重要的嘧啶类碱基，它们是尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞嘧啶，在DNA中主要含胞嘧啶和胸腺嘧啶，在RNA中主要含胞嘧啶和尿嘧啶，在一些核酸中还含有少量嘧啶类修饰碱基。许多药物(例如磺胺嘧啶、甲氧苄氨嘧啶、6- 巯基嘌呤)中均含有嘧啶环。嘧啶类化合物广泛用作医药原料，例如维生素B、磺胺嘧啶、磺胺异二甲嘧啶、磺胺间二甲氧嘧啶;农药原料，如二嗪农、嘧啶醇、灭瘟素、除草定、喃啶草、鼠立死、环菌灵、甲菌定、乙菌定、磺嘧菌灵、比嗪农、抗蚜威、乙基虫螨磷、虫螨磷、多氧霉素、嘧啶威、嘧啶磷、氧嘧啶磷、嘧菌醇、异嘧菌醇、尿嘧啶等;染料原料，如具有三卤化嘧啶核的染料与纤维之间的反应良好，作为反应染料，已引起人们的注意。
PVC作为医用材料已有多年历史，其具有抗化学腐蚀性，对氧化剂、还原剂以及强酸都有很强的抵抗力，而且耐磨，易于生产、使用安全、成本低廉。这类材料与静脉注射液和血液之间有良好的相容性，因而得到广泛的应用，如各种医用软管、血液存储装置、透析附件、外科手套、医疗条件以及人造器官等。PVC作为医用材料，不仅需要符合材料学要求，还需满足生物学要求：
（1）所使用的增塑剂、稳定剂等添加剂无毒，且不易从PVC材料中渗出；
（2）良好的生物相容性，不致畸致癌，不引起过敏反应；
（3）良好的血液相容性、溶血性低、抗凝血性好。
医用PVC材料中常用的添加剂包括：
（1）常见填料
医用塑料卫生性能要求非常严格，一般医用塑料中不添加填料，而且在可能不添加的前提下尽量不添加。但是由于部分医疗器械需要特殊的功能，有时还是会在医用塑料中添加一定的特种填料。
X线不透明填料：常用的X线不透明填料有BaSO4、次碳酸铋、BiO3、氯氧化铋、氯氧化钨、氧化钽等。常见介入导管一般都需要有一条X线不透明线，以便于在手术过程中用X线跟踪检测导管准确位置和定位。
颜料：有色医疗器械是加入颜料或染料形成的，通常塑料中颜料需要量少于1% 。医用塑料中常用的颜料如TiO2，1% 的量可达到均一、避光的白色。酞菁蓝和酞菁绿是最常用的有机颜料，这些颜料具有强的着色性，0.1%就能产生中等色调的颜色。
（2）稳定剂
主要是Ca、Mg、Zn、Sn等有机复合稳定剂，加入亚磷酸酯、环氧大豆油等辅助稳定剂。其特点是：
（1）无毒性；
（2）防止初期着色性及透明度佳；
（3）热安定性、耐化学药品及耐油性佳；
（4）与PVC分散性及可塑剂相容性优良。
本发明基于传统辅助热稳定剂的缺陷，采用医药中间体嘧啶类化合物对常见辅助热稳定剂进行改性，添加这种热稳定剂后的PVC性能更优良，更适用在医疗制品中，改善了传统热稳定剂的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的制备方法，其组成成分及重量分数配比为：
PVC100份；用于本申请的PVC并无特别限定，可以为市售的任意商业化产品。在一种实施方式中，所述PVC的平均聚合度为800～1500；更优选地，所述PVC的平均聚合度为930。
主稳定剂（复合钙锌稳定剂）0.5~2份，优选0.5、1、1.5、2份，复合钙锌稳定剂是PVC加工中最常见的主稳定剂之一，它能使PVC在高温下加工仍满足加工条件。
基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂 0.5~2份，优选0.5、1、1.5、2份；辅助热稳定剂一般有环氧大豆油、环氧亚麻籽油、环氧硬脂酸丁酯、辛酯等环氧类化合物等，它们与Ca/Zn体系配合使用有较高的协同作用，具有光稳定性和无毒之优点。本专利使用的嘧啶类高效环保辅助稳定剂环保无污染，适用于医药PVC制品，添加量低。
基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，按照下述步骤进行：
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
上述的基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，所述制备方法中所有成分在粉碎后均可先干燥，然后依次加入密炼机中。
一种PVC制品，该PVC制品制备过程中加入了上述的基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂，加入量为：0.5~5wt%，优选0.5~2wt%，更优选0.5、1.0、1.5、2.0wt%。
有益效果：该辅助稳定剂高效环保，属于环境友好型产品。采用医药中间体的嘧啶类化合物对辅助热稳定剂进行改性，改性后的热稳定剂具有更好的热稳定性、相容性，在PVC中分散性好。同时，克服了大多数生产过程反应条件苛刻、副反应多的缺点，合成工艺设计科学，执行路线简洁可靠，适合工业化。该产品合成过程只需要在常温下进行，更加方便高效；反应各步骤通过优化溶剂选择和条件控制，收率较传统反应路线较高，非常适用于大规模量产。
具体实施方式
实施例1：
配方：PVC100份，基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂0.5份，复合钙锌复合稳定剂0.5份；
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
本实施例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为0.5wt%。
实施例2：
配方：PVC100份，基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂1份，复合钙锌复合稳定剂0.5份；
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
本实施例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为0.5wt%。
对比例3：
配方：PVC100份，基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂1.5份，复合钙锌复合稳定剂0.5份；
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
本对比例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为0.5wt%。
对比例4：
配方：PVC100份，基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂2份，复合钙锌复合稳定剂0.5份；
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
本对比例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为0.5wt%。
对比例5：
配方：PVC100份，基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂0.5份，复合钙锌复合稳定剂1份；
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
本对比例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为1wt%。
对比例6：
配方：PVC100份，基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂1份，复合钙锌复合稳定剂1份；
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂。
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗。
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处。
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
本对比例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为1wt%。
名称 新型复合稳定剂/份 加入量/wt% 刚果红试纸初始变色时间/min 刚果红试纸初始变色时间/min 测试方法
实施例1 0.5 0.5 16.77 18.92 刚果红法
实施例2 1 0.5 18.91 21.22 刚果红法
对比例3 1.5 0.5 27.12 29.34 刚果红法
对比例4 2 0.5 45.21 48.01 刚果红法
对比例5 0.5 1 23.11 26.98 刚果红法
对比例6 1 1 45.12 48.90 刚果红法

Claims (5)

1.基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，其特征在于其组分及质量百分比如下：
PVC 100份
主稳定剂（复合钙锌稳定剂） 0.5~2份
基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂 0.5~2份。
2.一种如1所述的基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，其特征在于，具有如下步骤：
（1）称取各组分
参照PVC材料加工方而相关研究中的惯例，以PVC质量为100份，其余物质按占PVC质量百分比缩写为phr，下同，按照比例称取主稳定剂（复合钙锌稳定剂）和基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂；
（2）制备样品
将步骤（1）中称取的各组分采用粉碎机粉碎，烘干待用；在150℃下，经SK-160B型双辊塑炼机开炼5分钟(塑炼辊压时前辊转速18 r/min，后辊21 r/min)，所得片状样品厚度约为0.5mm，再将薄片剪成边长小于2 mm的正方形颗；
（3）热稳定性测试
将颗粒分别放入直径15mm的玻璃试管中，颗粒堆积厚度约为50 mm，再将宽度约5 mm，长15 mm的刚果红试制一端插入固定于橡胶塞中的内径约1 mm的玻璃管中，另一端底边悬于样品颗粒上方约40 mm处；
将油浴温度稳定于180℃左右，约30分钟后，将上述装有样品颗粒的试管放入油浴中，使管内样品表而与油浴表而置于同一平面，记录样品放入油浴中到刚果红试纸下端出现蓝色的时间，即为刚果红试纸初始变色时间；而从样品放入油浴到刚果红试纸完全变蓝的时间，为刚果红试纸完全变色时间。
3.根据权利要求所述的基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂的应用及制备方法，其特征在于：所述制备方法中所有成分在粉碎后均可先干燥，然后依次加入密炼机中。
4.一种PVC制品，该PVC制品制备过程中加入了上述的基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂，加入量为：0.5~5wt%。
5.根据权利要求4所述的PVC制品，其特征在于：该PVC制品制备过程中加入了上述的基于医药中间体嘧啶类高效环保辅助热稳定剂，加入量为：0.5~2wt%。
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