CN109438273A - 一种橡胶防老剂n-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶防老剂技术领域，具体涉及一种橡胶防老剂N‑(4‑苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法。包括如下步骤将甲苯和4‑氨基二苯胺、碳酸钠混合在一起后，将特戍酰氯滴加在反应瓶的物料里，4‑氨基二苯胺和特戍酰氯进行酰胺化反应，蒸馏回收甲苯，回收的甲苯一直在来回套用，分离纯化产品即得。本发明解决了现有技术中剂N‑(4‑苯胺基苯基)特戊酰胺的制备过程繁复、产率低以及纯度不够的问题。本发明制备得到的剂N‑(4‑苯胺基苯基)特戊酰胺具有较高的收率以及纯度，设计的合成工艺路线合理，原材料易得，工艺流程短，三废很少且容易处理，产品在橡胶中防老化效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶防老剂技术领域，具体涉及一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法。
背景技术
我国是橡胶生产、加工、应用大国，对橡胶各类助剂的用量很大，抗氧防老剂也是必不可少的一种，用量也很大，为了满足我国橡胶工业的高分子材料工业的发展需要，必须研制开发出更多更好的抗氧防老剂。
橡胶防老剂是一种在橡胶生产过程中加入的能够延缓橡胶老化、延长橡胶使用寿命的化学药品。防老剂的种类繁多、作用各异。根据其主要作用可分为抗热氧老化剂、抗臭氧剂、有害金属离子抑制剂、抗疲劳剂、紫外线吸收剂、抗龟裂剂等。但是，由于每一种防护功能往往不是某一种防老剂所专用，大多数防老剂可以对几种老化因素起作用，只是程度不同而已。由于每种防老剂不同的特点，而且不同胶料配方的老化性能不同。因此，对某一橡料最有效的防老剂，可能对另一橡料无效甚至有害。所以，对防老剂选用必须根据各种橡料的老化性能、防老化要求以及各种防老剂的特性统筹考虑、合理选择。有些防老剂对橡皮有着色作用和污染现象。一般来说，酚类防老剂防护作用差，但不污染或污染很小。而防护作用较高的胺类防老剂，都会使橡皮污染，变色严重。
国内外以4-氨基二苯胺为原料防老剂产品很多，它是抗氧防老、抗臭氧老化、耐热老化、耐介质，不易抽出的有机胺类防老剂。如，目前大量应用的防老剂有：N-环巳基-N＇-苯基对苯二胺(防老剂4010)、N-异丙基-N-对甲苯基对苯二胺(防老剂4010NA)、N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺(防老剂4020)、N-(4-苯胺基苯基)对甲基苯磺酰胺(防老剂TPPD)等，这些都是以4-氨基二苯胺为基础的胺类防老剂。
N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺是根据对新型防老剂的需要，原材料价廉易得，合成方法合理先进等，开发出的一个防老剂新型材料，它的出现，为我国防老剂应用行业，提供了更多的防老剂选择空间。(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的结构式如下：
在现有技术中，(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备过程繁复，产率低，纯度不够。在作为橡胶防老剂的添加过程中对橡胶防老的作用不显著。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，解决了现有技术中(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备过程繁复、产率低以及纯度不够的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将有机溶剂、4-氨基二苯胺、碳酸钠和特戊酰氯按照重量份依次为75-90份、35-48份、16-25份和25-35份准备，待用；
步骤二、将有机溶剂、4-氨基二苯胺和碳酸钠混合加入搅拌容器中搅拌混合均匀，在保护气的氛围下滴加特戊酰氯，滴加完成后升温至35-50℃搅拌反应3-6h，减压蒸馏回收有机溶剂，得到固体物待用；
步骤三、将步骤二中的固体物溶于有机溶剂中，再加入纯化水进行分液2-3次，将有机层中的有机溶剂减压蒸馏回收有机溶剂，即得成品。
N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺是以4-氨基二苯胺为基础，一端接上活泼的化学基团-特戊酰氯，使整个防老剂活性增加，在使用中更容易和橡胶及高分子材料进行交联反应；起到更好的抗氧防老效果。
在上述制备过程中，合成工艺路线合理，原材料易得，工艺流程短，三废很少且容易处理，产品在橡胶中防老化效果显著。
在制备过程中滴加的温度控制在常温，对工艺要求低，不需要在低温条件下进行滴加避免副反应过多导致产率降低；在滴加过程采用保护气进行保护，使得滴加过程中副反应减少，提高产率及纯度。
提纯过程简单，水其中碳酸钠和特戊酰氯均可以水洗除去；在物料配比过程中，4-氨基二苯胺的摩尔量少于特戊酰氯，使得4-氨基二苯胺尽可能与酰氯发生反应，残留的多余酰氯采用水洗除去，利于后期除杂，得到的产品纯度更高。
进一步优选地，所述有机溶剂、4-氨基二苯胺、碳酸钠和特戊酰氯的重量份配比依次为80：43：20：30。
进一步地，所述有机溶剂为甲苯、二氯乙烷或乙醚中的一种。
进一步优选地，所述有机溶剂为甲苯。
进一步地，所述步骤二中滴加特戊酰氯的滴加速度为5-20ml/min，滴加温度为20-30℃。
进一步地，所述步骤二中滴加特戊酰氯的滴加速度为5ml/min，滴加温度为20℃。
进一步地，所述步骤二中升温后温度为40℃，搅拌时间为4h。
进一步地，所述步骤二中保护气为氮气或氦气。
进一步地，所述步骤二中有机溶剂减压蒸馏的温度为35-50℃，减压蒸馏压力为0.60-0.75MPa；所述步骤三中有机溶剂减压蒸馏的温度为35-50℃，减压蒸馏压力为0.60-0.75MPa。
进一步优选地，所述步骤二中甲苯减压蒸馏的温度为40℃，减压蒸馏压力为0.65MPa；所述步骤三中甲苯减压蒸馏的温度为40℃，减压蒸馏压力为0.65MPa。
在制备过程中通过减压蒸馏回收溶剂，物料利用率更高，节约了生产成本；减压蒸馏的温度控制在反应温度，避免回收溶剂的过程中温度过高导致副反应。
本发明的有益效果是：
1.N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺是以4-氨基二苯胺为基础，一端接上活泼的化学基团-特戊酰氯，使整个防老剂活性增加，在使用中更容易和橡胶及高分子材料进行交联反应；起到更好的抗氧防老效果；
2.在上述制备过程中，合成工艺路线合理，原材料易得，工艺流程短，三废很少且容易处理，产品在橡胶中防老化效果显著；
3.在制备过程中滴加的温度控制在常温，对工艺要求低，不需要在低温条件下进行滴加避免副反应过多导致产率降低；在滴加过程采用保护气进行保护，使得滴加过程中副反应减少，提高产率及纯度；
4.在制备过程中通过减压蒸馏回收溶剂，物料利用率更高，节约了生产成本；减压蒸馏的温度控制在反应温度，避免回收溶剂的过程中温度过高导致副反应；
5.提纯过程简单，水其中碳酸钠和特戊酰氯均可以水洗除去；在物料配比过程中，4-氨基二苯胺的摩尔量少于特戊酰氯，使得4-氨基二苯胺尽可能与酰氯发生反应，残留的多余酰氯采用水洗除去，利于后期除杂，得到的产品纯度更高。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将有机溶剂、4-氨基二苯胺、碳酸钠和特戊酰氯按照重量份依次为75-90份、35-48份、16-25份和25-35份准备，待用；
步骤二、将有机溶剂、4-氨基二苯胺和碳酸钠混合加入搅拌容器中搅拌混合均匀，在保护气的氛围下滴加特戊酰氯，滴加完成后升温至35-50℃搅拌反应3-6h，减压蒸馏回收有机溶剂，得到固体物待用；
步骤三、将步骤二中的固体物溶于有机溶剂中，再加入纯化水进行分液2-3次，将有机层中的有机溶剂减压蒸馏回收有机溶剂，即得成品。
具体地，所述有机溶剂为甲苯、二氯乙烷或乙醚中的一种。
具体地，所述步骤二中滴加特戊酰氯的滴加速度为5-20ml/min，滴加温度为20-30℃。
具体地，所述步骤二中升温后温度为40℃，搅拌时间为4h。
具体地，所述步骤二中保护气为氮气或氦气。
具体地，所述步骤二中有机溶剂减压蒸馏的温度为35-50℃，减压蒸馏压力为0.60-0.75MPa；所述步骤三中有机溶剂减压蒸馏的温度为35-50℃，减压蒸馏压力为0.60-0.75MPa。
实施例1-实施例6的具体制备参数如表1所示，其中实施例1-实施例4为本发明限定的技术参数，实施例5中采用常压蒸馏回收溶剂，实施例6中4-氨基二苯胺与特戊酰氯的摩尔配比约为1:1，实施例5-实施例6为对照实施例。
表1
实施例1-实施例6制备得到的防老剂的性能参数如表2所示，其中实施例1-实施例4为本发明限定的技术参数，实施例5中采用常压蒸馏回收溶剂，实施例6中4-氨基二苯胺与特戊酰氯的摩尔配比约为1:1，实施例5-实施例6为对照实施例。
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 纯度/％ | 98 | 98 | 98 | 98 | 85 | 87 |
| 收率/％ | 90 | 89 | 89 | 91 | 82 | 85 |
表2
从表2的数据中可以看出，实施例1-实施例4的纯度和收率明显高于实施例5-实施例6。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将有机溶剂、4-氨基二苯胺、碳酸钠和特戊酰氯按照重量份依次为75-90份、35-48份、16-25份和25-35份准备，待用；
步骤二、将有机溶剂、4-氨基二苯胺和碳酸钠混合加入搅拌容器中搅拌混合均匀，在保护气的氛围下滴加特戊酰氯，滴加完成后升温至35-50℃搅拌反应3-6h，减压蒸馏回收有机溶剂，得到固体物待用；
步骤三、将步骤二中的固体物溶于有机溶剂中，再加入纯化水进行分液2-3次，将有机层中的有机溶剂减压蒸馏回收有机溶剂，即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂、4-氨基二苯胺、碳酸钠和特戊酰氯的重量份配比依次为80：43：20：30。
3.根据权利要求1或2所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、二氯乙烷或乙醚中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯。
5.根据权利要求1所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤二中滴加特戊酰氯的滴加速度为5-20ml/min，滴加温度为20-30℃。
6.根据权利要求5所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤二中滴加特戊酰氯的滴加速度为5ml/min，滴加温度为20℃。
7.根据权利要求1，5-6任一项所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤二中升温后温度为40℃，搅拌时间为4h。
8.根据权利要求1，5-6任一项所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤二中保护气为氮气或氦气。
9.根据权利要求1所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤二中有机溶剂减压蒸馏的温度为35-50℃，减压蒸馏压力为0.60-0.75MPa；所述步骤三中有机溶剂减压蒸馏的温度为35-50℃，减压蒸馏压力为0.60-0.75MPa。
10.根据权利要求9所述的一种橡胶防老剂N-(4-苯胺基苯基)特戊酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤二中甲苯减压蒸馏的温度为40℃，减压蒸馏压力为0.65MPa；所述步骤三中甲苯减压蒸馏的温度为40℃，减压蒸馏压力为0.65MPa。
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