CN106957258A - 2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基硬脂酸酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基硬脂酸酯的制备方法，该方法以硬脂酸为起始原料，先在硫酸催化下与甲醇反应制备甲酯化中间体硬脂酸甲酯,再采用对甲苯磺酸为催化剂，与2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶醇进行酯交换制备2,2,6,6‑四甲基哌啶基硬脂酸酯。本发明原辅材料易得，反应条件温和，操作安全简便，转化率高，产品质量稳定，清洁环保。

Description

2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子添加剂的制备方法，具体涉及一种光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法。
背景技术：
2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯是一种新型的受阻胺光稳定剂，具有位阻效应、能有效分解过氧化物、基发态氧，捕捉游离基等；有效基团具有再生功能；提供给塑料优异的表面性质的保护；高溶解性/与聚烯烃和苯乙烯等相容性；与其他稳定剂，特别是高分子量的受阻胺光稳定剂有最佳协同作用。
发明内容：
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，原辅材料易得，反应条件温和，操作安全简便，转化率高，产品质量稳定。
本发明是通过以下技术方案来实现：一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，以硬脂酸为起始原料，先在硫酸催化下与甲醇反应制备甲酯化中间体硬脂酸甲酯,再采用对甲苯磺酸为催化剂，与2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇进行酯交换制备2,2,6,6-四甲基哌啶基硬脂酸酯。
本发明的进一步改进在于：合成路线如下：
本发明的进一步改进在于：硫酸与硬脂酸的质量百分比为0.015～0.025：1。
本发明的进一步改进在于：对甲苯磺酸与硬脂酸甲酯的质量百分比为0.05～0.06：1。
本发明的进一步改进在于：所述制备方法的具体步骤如下：
A、甲酯化：在甲醇中投入硬脂酸，再加入硫酸，升温回流3h，取样作反应终点判断，合格后，常压蒸馏脱去甲醇，温度≤90℃，最后于60～65℃加水洗涤两次，得硬脂酸甲酯；
B、酯交换：在甲苯中投入硬脂酸甲酯，用氮气置换掉空气，升温蒸出甲苯，蒸完后通氮降温至25～30℃，投入2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇，氮气保护下控制温度于112～116℃滴加对甲苯磺酸甲苯溶液，8h滴完，滴完后于118～120℃保温反应4h，反应结束于60～65℃加水洗涤两次，负压脱去甲苯得白色蜡状固体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯。
本发明的进一步改进在于：甲酯化中的甲醇:硬脂酸:硫酸的质量百分比为2：1：0.015～0.025；
本发明的进一步改进在于：酯交换中的甲苯：硬脂酸甲酯：2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇：对甲苯磺酸的质量百分比为1.94：1：0.55～0.56：0.05～0.06。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明原辅材料易得，反应条件温和，操作安全简便，转化率高，产品质量稳定，清洁环保。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明示出了一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法的实施方式，以硬脂酸为起始原料，先在硫酸催化下与甲醇反应制备甲酯化中间体硬脂酸甲酯,再采用对甲苯磺酸为催化剂，与2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇进行酯交换制备2,2,6,6-四甲基哌啶基硬脂酸酯。
实施例1：
制备方法的具体步骤如下：甲酯化：在300g甲醇中投入150g硬脂酸，再加入硫酸2.25g，升温回流3h，取样作反应终点判断，合格后，常压蒸馏脱去甲醇(≤90℃)，最后于60～65℃加水洗涤两次，得155g硬脂酸甲酯；酯交换：在300g甲苯中投入155g硬脂酸甲酯，用氮气置换掉空气，升温蒸出30g甲苯，蒸完后通氮降温至25～30℃，投入85.7g2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇，氮气保护下控制温度于112～116℃滴加对甲苯磺酸甲苯溶液(对甲苯磺酸7.75g；甲苯60g)，约8h滴完,滴完后于118～120℃保温反应4h,反应结束于60～65℃加水洗涤两次,负压脱去甲苯得白色蜡状固体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯222g，熔点：28.9℃；透光率：λ＝425nm：91.8％，λ＝500nm：97.0％；色度：62Hazen；纯度：99.5％；收率：98.46％。
实施例2：
制备方法的具体步骤如下：甲酯化：在300g甲醇中投入150g硬脂酸，再加入硫酸3.75g，升温回流3h，取样作反应终点判断，合格后，常压蒸馏脱去甲醇(≤90℃)，最后于60～65℃加水洗涤两次，得155g硬脂酸甲酯；酯交换：在300g甲苯中投入155g硬脂酸甲酯，用氮气置换掉空气，升温蒸出30g甲苯，蒸完后通氮降温至25～30℃，投入86.5g2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇，氮气保护下控制温度于112～116℃滴加对甲苯磺酸甲苯溶液(对甲苯磺酸9.30g；甲苯60g)，约8h滴完,滴完后于118～120℃保温反应4h,反应结束于60～65℃加水洗涤两次,负压脱去甲苯得白色蜡状固体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯222.1g，熔点：28.5℃；透光率：λ＝425nm：92.5％，λ＝500nm：97.4％；色度：71Hazen；纯度：99.52％；收率98.6％。
实施例3：
制备方法的具体步骤如下：甲酯化：在300g甲醇中投入150g硬脂酸，再加入硫酸2.25g，升温回流3h，取样作反应终点判断，合格后，常压蒸馏脱去甲醇(≤90℃)，最后于60～65℃加水洗涤两次，得155g硬脂酸甲酯；酯交换：在300gl甲苯中投入155g硬脂酸甲酯，用氮气置换掉空气，升温蒸出30g甲苯，蒸完后通氮降温至25～30℃，投入86.5g、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇，氮气保护下控制温度于112～116℃滴加对甲苯磺酸甲苯溶液(对甲苯磺酸7.75g；甲苯60g)，约8h滴完,滴完后于118～120℃保温反应4h,反应结束于60～65℃加水洗涤两次,负压脱去甲苯得白色蜡状固体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯222g(0.511mol)，熔点：29.7℃；透光率：λ＝425nm：91.8.0％λ＝500nm：96.0％；色度：70Hazen；纯度：99.5％；收率98.46％。
本发明原辅材料易得，反应条件温和，操作安全简便，转化率高，产品质量稳定，清洁环保。
最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (7)

1.一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：以硬脂酸为起始原料，先在硫酸催化下与甲醇反应制备甲酯化中间体硬脂酸甲酯,再采用对甲苯磺酸为催化剂，与2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇进行酯交换制备2,2,6,6-四甲基哌啶基硬脂酸酯。
2.根据权利要求1所述一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：所述合成路线如下：
3.根据权利要求1所述一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：所述制备方法的具体步骤如下：
A、甲酯化：在甲醇中投入硬脂酸，再加入硫酸，升温回流3h，取样作反应终点判断，合格后，常压蒸馏脱去甲醇，温度≤90℃，最后于60～65℃加水洗涤两次，得硬脂酸甲酯；
B、酯交换：在甲苯中投入硬脂酸甲酯，用氮气置换掉空气，升温蒸出甲苯，蒸完后通氮降温至25～30℃，投入2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇，氮气保护下控制温度于112～116℃滴加对甲苯磺酸甲苯溶液，8h滴完，滴完后于118～120℃保温反应4h，反应结束于60～65℃加水洗涤两次，负压脱去甲苯得白色蜡状固体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯。
4.根据权利要求1所述一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：硫酸与硬脂酸的质量百分比为0.015～0.025：1。
5.根据权利要求1所述一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：对甲苯磺酸与硬脂酸甲酯的质量百分比为0.05～0.06：1。
6.根据权利要求1所述一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：甲酯化中的甲醇:硬脂酸:硫酸的质量百分比为2：1：0.015～0.025。
7.根据权利要求1所述一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯的制备方法，其特征是：酯交换中的甲苯：硬脂酸甲酯：2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇：对甲苯磺酸的质量百分比为1.94：1：0.55～0.56：0.05～0.06。
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