CN109912498A - 一种光稳定剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光稳定剂的制备方法，采用1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6‑四甲基‑4‑胺基哌啶为原料，在催化剂和溶剂的存在下制备光稳定剂1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑(2‑羟基‑3‑(2,2,6,6‑四甲基‑4‑胺基哌啶基)丙基哌啶。本发明用1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6‑四甲基‑4‑胺基哌啶为原料合成光稳定剂1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑(2‑羟基‑3‑(2,2,6,6‑四甲基‑4‑胺基哌啶基)丙基哌啶，分离提纯过程简单，反应时间短，产品收率高，达到96％以上，成本低，是实现工业化生产的理想工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种光稳定剂的制备方法，具体涉及一种受阻胺类光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶的制备方法。
背景技术
受阻胺类光稳定剂具有再生特点和典型性的低分子量特点，是一种高效的抑制高分子材料光氧化降解的助剂，其光稳定效果是传统的吸收型光稳定剂的2-4倍，可用于聚乙烯、聚丙烯、工业涂料等。该类物质与紫外线吸收剂和抗氧剂有良好的协同效应，与多种高分子材料具有良好的相容性。由于其良好的应用性能，HALS自问世以来一直是聚合物抗老化领域的重要发展品种，也是发展最快的一类高效光稳定剂。
中国专利CN200810167812选用苯并三唑衍生物和哌啶醇衍生物为原料，并加入二丁基氧化锡作为催化剂，20～70℃下反应6～8h，反应完后，经降温、过滤、干燥，再用乙酸乙酯重结晶后得到白色固体，即为目标产物，产率约为55％。中国专利CN201310110901以2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶和间苯二甲酰氯为原料，在无水有机溶剂中于0～25℃进行反应，反应至沉淀完全，反应液经抽滤，滤饼用无水有机溶剂洗涤后，烘干，得到的固体产物再用去离子水溶解，调体系的pH＝11，搅拌1h后抽滤，并用水洗涤滤饼，干燥即得到最终产物N,N’-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，制备工艺复杂。
综上，现有的受阻胺类光稳定剂制备工艺普遍比较复杂，且收率不高。因此，急需一种制备简便，经济环保，收率高，适合工业化生产的合成方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光稳定剂的制备方法，光稳定剂的名称为1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶。本发明提供的光稳定剂为新型的受阻胺类光稳定剂，可延长各式塑胶及涂料在户外照射的使用时间。另外，1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶也可以作为光稳定剂的中间体，进一步合成分子中含有胺基结构的受阻胺光稳定剂。
光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶的分子式为C22H45N3O2，分子结构式如式(I)所示：
该光稳定剂为无色或浅黄色粘稠液体，沸点>350。
本发明提供了光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶的制备方法，包括以下步骤：
S1.采用1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶，在催化剂和溶剂的存在下进行合成反应得到含有1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶的混合溶液；
S2.用活性炭对步骤S1得到的混合溶液进行脱色、过滤；
S3.将经过步骤S2脱色、过滤处理后的混合溶液进行加热，使溶剂脱离混合液，得到光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶。
优选的，步骤S1中所述1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶、催化剂和溶剂的质量比为：1:(0.72-0.98):(0.22-0.44):(1.54-3.08)。
优选的，步骤S1中所述反应的温度为65-85℃，时间为6-9h。
优选的，步骤S3中加热条件为真空条件，加热的温度范围为100-110℃。
优选的，步骤S1中所述催化剂为乙酸、乙醇和苯酚中的一种或几种。
优选的，步骤S1中所述催化剂为乙醇。
优选的，步骤S1中所述溶剂为苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。
优选的，步骤S1中所述溶剂为甲苯。
本发明提供的光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶为新型的受阻胺类光稳定剂，光稳定剂为无色或浅黄色粘稠液体，在使用和加工过程中，不会影响材质原有的色彩。该光稳定剂也可以作为其他光稳定剂的中间体，进一步合成分子中含有胺基结构的受阻胺光稳定剂。1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶与大多数工业溶剂相溶性良好，具有优越的高分子相溶性。
采用1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶为原料合成光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶时，由于1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶分子中的环氧基受哌啶环的影响，与2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶进行反应具有一定难度，本发明采用加入催化剂的方法，使2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶与1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶分子中的环氧基反应，生成1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶，整个合成工艺分离提纯过程简单，反应时间短，产品收率高，达到96％以上，能耗少，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，下列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。
本发明提供了一种光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶的制备方法，采用1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶，在催化剂和溶剂的存在下进行合成反应，合成反应温度优选为65-85℃，合成反应时间优选为6-9h，更优选为8小时，反应结束后，用活性炭进行脱色，过滤，过滤后将混合液在真空条件下加温至100-110℃，使溶剂脱离混合液，即得光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶。在本发明中1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶、催化剂和溶剂的质量比为1:(0.72-0.98):(0.22-0.44):(1.54-3.08)。本发明中催化剂优选选自乙酸、乙醇和苯酚中的一种或几种，更优选为乙醇，本发明对催化剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述乙酸、乙醇和苯酚市售商品。本发明中，溶剂优选选自苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种，更优选为甲苯，本发明对溶剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述自苯、甲苯和二甲苯市售商品。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1：
在装有搅拌器的250mL的四口烧瓶中，加入溶剂甲苯40g、1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶22.7g，2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶16.4g，乙醇6g，开动搅拌器，控制反应温度为65℃，反应时间为8h，反应结束后，用活性炭进行脱色，过滤，过滤后将混合液在真空条件下加温至100℃，使溶剂脱离混合液，即得光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶，产品收率为96.15％。
实施例2：
在装有搅拌器的250mL的四口烧瓶中，加入溶剂甲苯40g、1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶22.7g，2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶18.8g，乙醇6g，开动搅拌器，控制反应温度为70℃，反应时间为8h，反应结束后，用活性炭进行脱色，过滤，过滤后将混合液在真空条件下加温至110℃，使溶剂脱离混合液，即得光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶，产品收率为96.68％。
实施例3：
在装有搅拌器的250mL的四口烧瓶中，加入溶剂甲苯40g、1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶22.7g，2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶18.8g，乙醇9g，开动搅拌器，控制反应温度为85℃，反应时间为8h，反应结束后，用活性炭进行脱色，过滤，过滤后将混合液在真空条件下加温至110℃，使溶剂脱离混合液，即得光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶，产品收率为97.06％。
实施例4：
在装有搅拌器的250mL的四口烧瓶中，加入溶剂甲苯60g、1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶22.7g，2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶18.8g，乙醇10g，开动搅拌器，控制反应温度为85℃，反应时间为9h，反应结束后，用活性炭进行脱色，过滤，过滤后将混合液在真空条件下加温至110℃，使溶剂脱离混合液，即得光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶，产品收率为96.34％。
实施例5：
在装有搅拌器的250mL的四口烧瓶中，加入溶剂甲苯40g、1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶22.7g，2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶21.9g，乙醇10g，开动搅拌器，控制反应温度为85℃，反应时间为9h，反应结束后，用活性炭进行脱色，过滤，过滤后将混合液在真空条件下加温至110℃，使溶剂脱离混合液，即得光稳定剂1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶，产品收率为97.41％。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述光稳定剂分子结构式如式(I)所示：
所述光稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1.采用1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶，在催化剂和溶剂的存在下进行合成反应得到含有1,2,2,6,6-五甲基-4-(2-羟基-3-(2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶基)丙基哌啶的混合溶液；
S2.用活性炭对步骤S1得到的混合溶液进行脱色、过滤；
S3.将经过步骤S2脱色、过滤处理后的混合溶液进行加热，使溶剂脱离所述混合溶液，得到光稳定剂。
2.根据权利要求1所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述1,2,2,6,6-五甲基-4-(2,3环氧丙氧基)哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-胺基哌啶、催化剂和溶剂的质量比为1:(0.72-0.98):(0.22-0.44):(1.54-3.08)。
3.根据权利要求1所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中反应温度为65-85℃，反应时间为6-9h。
4.根据权利要求1所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中加热条件为在真空条件下加热，加热的温度范围为100-110℃。
5.根据权利要求1或2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为乙酸、乙醇和苯酚中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为乙醇。
7.根据权利要求1或2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯。
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