CN111334300A - 一种双效抗氧剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双效抗氧剂的制备方法,至少包括以下步骤:a、将2,6‑叔丁基酚放入容器中,加入叔丁醇钾作为催化剂,再在105~115℃下,边搅拌边向容器内滴加丙烯酸甲酯,反应1~2h;b、再向容器中加入季戊四醇,再在185~195℃下,边搅拌边反应9.5~10.5h;c、再向容器中加入双(2‑氯乙基)胺盐酸盐,再在80~100℃下,边搅拌边反应2.5~3.5h;d、将容器内的物质进行热熔过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂;其中,原料的摩尔比为2,6‑叔丁基酚:丙烯酸甲酯:叔丁醇钾:季戊四醇:双(2‑氯乙基)胺盐酸盐=2.8~3.2:1:0.9~1.1:0.18~0.25:0.9~1.1。本发明的有益效果是:既具有良好的抗氧化性能,又简化了工艺提高了纯度。

Description

一种双效抗氧剂的制备方法
技术领域
本发明涉及本发明涉及氧化剂领域,具体涉及一种的双效抗氧剂的制备方法。
背景技术
抗氧化剂是指能打断脂质过氧化链反应的物质,广义上为当其浓度比可被氧化的底物浓度低,且能显著地抑制或阻止这种底物被氧化的任何物质,不同抗氧化剂的抗氧化能力依赖于自由基的种类,产生过程,产生部位及它所作用的靶。随着塑料工业的快速发展,尤其各种新型功能性塑料的不断开发与应用,全球抗氧剂工业正朝专用化、系列化、复合化、高效化、绿色化方向发展。通常接触到的塑料例料薄膜,塑料袋,塑料瓶等都是由塑料材料加工而成的,而塑料的主要成分包括,聚乙烯,聚丙烯等等。而所描述的塑料材料会因为一些外界的光,热,氧等因素发生作用,从而导致塑料包装材料的老化。为了更好的控制塑料材料的使用寿命,引入抗氧化剂,从而提高塑料材料的使用寿命,防止材料的氧化和分解。其中,复合型助剂已成为塑料助剂工业发展的主要趋势之一,高效复合型抗氧剂为受阻酚与亚磷酸酯、硫代酯的复合物,另外还有受阻酚类抗氧剂与紫外线吸收剂复合产品。复合型产品具有开发周期短、效果好、综合性能佳、多种助剂充分发挥协同作用,方便使用。
发明内容
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果,本发明的发明人已经发现,在传统的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧剂制备中,不仅需要精馏提纯,还容易有副产物,本发明在体系中加入过量的 2,6-叔丁基酚,防止2,6-叔丁基酚与丙烯酸甲酯在酯化过程中产生副产物,再加入双(2-氯乙基)胺盐酸盐与过量的2,6-叔丁基酚反应生成N-O化合物抗氧剂,采用四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与 N-O化合物协同,具有良好的抗氧效果。
本发明的一个目的在于提供一种双效抗氧剂的制备方法,不仅能够有效地提供抗氧化性能,还能简化工艺。
为实现上述目的,本发明提供一种双效抗氧剂的制备方法,至少包括以下步骤:
a、将2,6-叔丁基酚放入容器中,加入叔丁醇钾作为催化剂,再在105~ 115℃下,边搅拌边向容器内滴加丙烯酸甲酯,反应1~2h;
b、再向容器中加入季戊四醇,再在185~195℃下,边搅拌边反应9.5~ 10.5h;
c、再向容器中加入双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在80~100℃下,边搅拌边反应2.5~3.5h;
d、将容器内的物质进行热熔过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂;
其中,原料的摩尔比为2,6-叔丁基酚:丙烯酸甲酯:叔丁醇钾:季戊四醇:双(2-氯乙基)胺盐酸盐=2.8~3.2:1:0.9~1.1:0.18~0.25:0.9~1.1。
优选的是,在步骤a中,所述反应温度为110℃,反应时间为1.5h。
优选的是,在步骤a中,所述2,6-叔丁基酚:丙烯酸甲酯:叔丁醇钾的摩尔比为3:1:1。
优选的是,在步骤b中,所述反应温度为110℃,反应时间为10h。
优选的是,在步骤b中,所述季戊四醇的加入量与丙烯酸甲酯的摩尔比为0.23:1。
优选的是,在步骤c中,所述反应温度为90℃,反应时间为3h。
优选的是,在步骤c中,所述双(2-氯乙基)胺盐酸盐的加入量与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1。
优选的是,步骤d中,所述热熔过滤的方法为自然冷却,当容器内体系温度降至30~50℃时,进行过滤。
优选的是,在步骤a、步骤b和步骤c中需使用氮气作为保护气氛。
本发明的有益效果是:既具有良好的抗氧化性能,又简化了工艺提高了纯度。
附图说明
图1是[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧剂红外谱图;
图2是[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和N-O 化合物混合抗氧剂红外谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
a、将3mol的2,6-叔丁基酚放入烧瓶中,加入1mol的叔丁醇钾作为催化剂,再在110℃下,边搅拌边向容器内滴加1mol的丙烯酸甲酯,反应1.5h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛,反应方程式如下:
Figure BDA0002434787160000031
b、再向烧瓶中加入0.2mol的季戊四醇,再在190℃下,边搅拌边反应 10h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛,反应方程式如下:
Figure BDA0002434787160000041
c、再向烧瓶中加入1mol的双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在90℃下,边搅拌边反应3h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛,反应方程式如下:
Figure BDA0002434787160000042
d、当体系内温度降至40℃时,进行过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂。
实施例2
a、将2.8mol的2,6-叔丁基酚放入烧瓶中,加入1.1mol的叔丁醇钾作为催化剂,再在105℃下,边搅拌边向容器内滴加1mol的丙烯酸甲酯,反应 2h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
b、再向烧瓶中加入0.18mol的季戊四醇,再在195℃下,边搅拌边反应 9.5h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
c、再向烧瓶中加入0.9mol的双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在100℃下,边搅拌边反应2.5h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
d、当烧瓶内体系温度降至30℃时,进行过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂。
实施例3
a、将3.2mol的2,6-叔丁基酚放入烧瓶中,加入0.9mol的叔丁醇钾作为催化剂,再在115℃下,边搅拌边向容器内滴加1mol的丙烯酸甲酯,反应 1h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
b、再向烧瓶中加入0.25mol的季戊四醇,再在185℃下,边搅拌边反应10.5h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛,反应方程式如下;
c、再向烧瓶中加入1.1mol的双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在80℃下,边搅拌边反应3.5h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
d、当烧瓶内体系温度降至50℃时,进行过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂。
实施例4
a、将2.9mol的2,6-叔丁基酚放入烧瓶中,加入0.95mol的叔丁醇钾作为催化剂,再在108℃下,边搅拌边向容器内滴加1mol的丙烯酸甲酯,反应 1.2h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
b、再向烧瓶中加入0.19mol的季戊四醇,再在187℃下,边搅拌边反应 9.8h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
c、再向烧瓶中加入0.95mol的双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在88℃下,边搅拌边反应2.7h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
d、当烧瓶内体系温度降至45℃时,进行过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂。
实施例5
a、将3.1mol的2,6-叔丁基酚放入烧瓶中,加入1.05mol的叔丁醇钾作为催化剂,再在112℃下,边搅拌边向容器内滴加1mol的丙烯酸甲酯,反应 1.9h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
b、再向烧瓶中加入0.24mol的季戊四醇,再在193℃下,边搅拌边反应10.3h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛,反应方程式如下;
c、再向烧瓶中加入1.05mol的双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在99℃下,边搅拌边反应3.2h,在反应过程中,烧瓶口接有冷却回流装置,并通入氮气,作为保护气氛;
d、当烧瓶内体系温度降至48℃时,进行过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂。
数据分析
一、红外光谱分析
对实施例1制备的产品进行红外线光谱分析,得图1和图2。
由图1可以看出,产品在3600-3000cm-1处有较强的吸收峰,在 1500-500cm-1指纹区内存在四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸] 季戊四醇与之对应的红外特征吸收峰。
由图2可以看出,在1900-1630cm-1的羰基伸缩振动区,1750-1735cm-1处C=O伸缩是一个宽吸收峰,这表明由于在1750-1735cm-1位置上强烈的C=O 伸缩而导致酯的生成。在1000-650cm-1的不饱和C-H面外弯曲振动区,出现=C-H面外弯曲特征峰,说明产物中存在芳烃。在3750-3000cm-1的N-H和O-H 伸缩振动区,在3500-3400cm-1处N-H伸缩,且在1100cm-1附近处出现N-O 特征峰,说明生成了N-O化合物。但是此图中出现的特征峰与四[甲基-β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的特征峰有所差异,因此确定生成了一种新的N-O化合物。
二、性状
分别对实施例1-5所得的产品进行挥发性、灰分、透光率测试,得表1。
表1
外观 挥发性(%) 灰分(%) 透光率(10g/100ml)425nm(%) 透光率(10g/100ml)425nm(%)
1 白色 0.47 0.68 95.2 97.7
2 白色 0.512 0.59 95.2 97.9
3 白色 0.468 0.72 95.57 97.62
4 白色 0.46 0.64 95.28 97.34
5 白色 0.476 0.63 95.25 97.54
由表1可以看出,由实施例1-5制备的双效抗氧剂具有良好的挥发性、灰分和透光率。
如上所述,本发明一种双效抗氧剂的制备方法,以硫酸盐类离子液体作为催化剂,最终使工艺催化产率高,对环境威胁小,同时可重复利用。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于明书和实施方式 中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域 的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围 所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种双效抗氧剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、将2,6-叔丁基酚放入容器中,加入叔丁醇钾作为催化剂,再在105~115℃下,边搅拌边向容器内滴加丙烯酸甲酯,反应1~2h;
b、再向容器中加入季戊四醇,再在185~195℃下,边搅拌边反应9.5~10.5h;
c、再向容器中加入双(2-氯乙基)胺盐酸盐,再在80~100℃下,边搅拌边反应2.5~3.5h;
d、将容器内的物质进行热熔过滤,所得晶体为所述双效抗氧剂;
其中,原料的摩尔比为2,6-叔丁基酚:丙烯酸甲酯:叔丁醇钾:季戊四醇:双(2-氯乙基)胺盐酸盐=2.8~3.2:1:0.9~1.1:0.18~0.25:0.9~1.1。
2.如权利要求1所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤a中,所述反应温度为110℃,反应时间为1.5h。
3.如权利要求1或2所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤a中,所述2,6-叔丁基酚:丙烯酸甲酯:叔丁醇钾的摩尔比为3:1:1。
4.如权利要求1所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤b中,所述反应温度为110℃,反应时间为10h。
5.如权利要求1或2所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤b中,所述季戊四醇的加入量与丙烯酸甲酯的摩尔比为0.23:1。
6.如权利要求1所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤c中,所述反应温度为90℃,反应时间为3h。
7.如权利要求1或2所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤c中,所述双(2-氯乙基)胺盐酸盐的加入量与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1。
8.如权利要求1或2所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:步骤d中,所述热熔过滤的方法为自然冷却,当容器内体系温度降至30~50℃时,进行过滤。
9.如权利要求1或2所述的双效抗氧剂的制备方法,其特征在于:在步骤a、步骤b和步骤c中需使用氮气作为保护气氛。
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