CN111393355A - 一种新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法 - Google Patents

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张强
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07D211/04—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D211/06—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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Abstract

本发明涉及一种新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，所述步骤如下：将丙二酸二乙酯溶于有机溶剂中，加入催化剂，并在碱性条件下滴加丙烯酸甲酯；滴加完毕后，继续进行反应生成四元羧酸酯；将四元羧酸酯溶于有机溶剂中，加入四甲基哌啶醇进行反应，得到光稳定剂；本发明公开了一种高效支化受阻胺光稳定剂的方法，合成过程相对简单，反应条件温和，加工和使用时与聚合物相容性好，加工性能优异。

Description

一种新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性助剂领域，特别涉及一种光稳定剂及其制备工艺。
背景技术
丙二酸二乙酯为无色芳香液体，别称胡萝卜酸二乙酯，不溶于水，易溶于醇、醚和其他有机溶剂中。用于树脂和硝化纤维素的溶剂的增塑剂。丙二酸二乙酯是以氯乙酸钠为原料，先与氰化钠作用生成氰乙酸钠，再用乙醇酯化制得。丙二酸二乙酯是重要的化工原料和有机合成试剂，广泛用于药物和染料的合成。
丙烯酸甲酯无色液体。有辛辣气味，溶于乙醇、乙醚、丙酮及苯，微溶于水。有机工业用作合成中间体和用于制造活化剂、粘合剂。塑料工业用作合成树脂单体。
光稳定剂是高分子制品的一种添加剂，它能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的。
受阻胺是一类具有空间阻碍的有机胺类化合物。受阻胺对高聚物和有机化合物的光氧降解反应有很好的抑制效果，是一类性能优良的光稳定剂。受阻胺光稳定剂都是无色产品，不会变黄，可以用于无色和浅色制品中。它的光稳定效果不随制品的厚度的减小而改变，特别适用于纤维、薄膜和薄带等制品，主要用于聚丙烯、聚乙烯，聚苯乙烯、ABS树脂、聚氨酯和聚酯等制品。
现有的传统受阻胺分子量较低，易发生迁移，作用效率低；而高分子量的受阻胺通常存在与工业溶剂相容性差、不耐农药等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高效支化受阻胺光稳定剂的方法，解决现有技术中存在的受阻胺分子易发生迁移、与工业溶剂相容性差以及效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
丙二酸二乙酯和丙烯酸甲酯反应生成四元羧酸酯；用四元羧酸酯与四甲基哌啶醇反应生成最终产物端基受阻胺光稳定剂。其结构式如下：
Figure BDA0002448530550000021
上述光稳定剂的制备方法，反应方程式如下：
Figure BDA0002448530550000022
作为本发明的制备方法，具体步骤如下：
(1)将丙二酸二乙酯溶于有机溶剂(二氯甲烷或者甲苯)中，用四丁基溴化胺作为催化剂，在碳酸钾制造的碱性条件下滴加丙烯酸甲酯反应；
(2)滴加完毕后，继续进行反应生成四元羧酸酯；
(3)将四元羧酸酯溶于有机溶剂(甲醇或甲苯)中，加入四甲基哌啶醇，通过酯交换反应生成最终产物支化受阻胺光稳定剂。
所述步骤(1)中有机溶剂、丙二酸二乙酯、丙烯酸甲酯、四丁基溴化胺、碳酸钾的质量比为11-14：1：2-3：0.1-0.5:0.3-0.5。
所述步骤(3)中四元羧酸酯、有机溶剂、四甲基哌啶醇的质量比为1：4-6：3-5。
所述步骤(2)反应温度为15-25℃，反应时间为3-5h。
所述步骤(3)中加入四甲基哌啶醇后进行反应的温度为20-30℃，反应时间为3-4h。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本发明公开了一种高效支化受阻胺光稳定剂的方法，合成过程相对简单，反应条件温和，加工和使用时与聚合物相容性好，加工性能优异。本发明的光稳定剂，作为一种新型的端基受阻胺类光稳定剂，分子结构中关键官能团丰富，作用效率高，与大多数工业溶剂相容性好，具有优越的高分子相容性，将其添加入塑料、橡胶或者涂料中，可缓解其老化分解，延长使用寿命；在加工使用过程中，不会产生特殊气味。也不会影响材料原有的色彩，耐高温，不容易挥发，稳定性优异。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
在500ml四口烧瓶中加入180g甲苯为溶剂，加入16.02g丙二酸二乙酯，再加入3g四丁基溴化铵作为催化剂，加入5g碳酸钾制造碱性条件，滴加32.4g丙烯酸甲酯，滴完后，控制温度在15～25℃反应3h，反应结束后，脱色、过滤、冷却结晶得到43.33g四元羧酸酯，收率为89.5％。
将得到的43.3g四元羧酸酯加入500ml三口烧瓶中，加入200g甲醇作为溶剂，加入160.5g四甲基哌啶醇，控制温度20～30℃持续反应3h后，水洗、脱色、过滤、冷却结晶得到目标产物180.56g，收率为88.6％。
实施例2：
在500ml四口烧瓶中加入180g甲苯作为溶剂，加入16.08g丙二酸二乙酯，再加入5g四丁基溴化铵作为催化剂，加入5g碳酸钾制造碱性条件，滴加32.4g丙烯酸甲酯，滴完后，控制温度在15～25℃反应3h，反应结束后，脱色、过滤、冷却结晶得到44.88g四元羧酸酯，收率为92.58％。
将得到的44.88g四元羧酸酯加入500ml三口烧瓶中，加入200g甲苯作为溶剂，加入156.8g四甲基哌啶醇，控制温度20～30℃持续反应3h后，水洗、脱色、过滤、冷却结晶得到目标产物185.83g,收率为92.14％。
实施例3：
在500ml四口烧瓶中加入200g甲苯作为溶剂，加入16.07g丙二酸二乙酯，再加入3g四丁基溴化铵作为催化剂，加入5g碳酸钾制造碱性条件，滴加32.15g丙烯酸甲酯，滴完后，控制温度在15～25℃反应3h，反应结束后，脱色、过滤、冷却结晶得到43.4g四元羧酸酯，收率为90.36％。
将得到的43.4g四元羧酸酯加入500ml三口烧瓶中，加入200g甲醇作为溶剂，加入158.6g四甲基哌啶醇，控制温度20～30℃持续反应3h后，水洗、脱色、过滤、冷却结晶得到目标产物182.28g,收率为90.24％。
实施例4：
在500ml四口烧瓶中加入200g甲苯作为溶剂，加入16.07g丙二酸二乙酯，再加入3g四丁基溴化铵作为催化剂，加入5g碳酸钾制造碱性条件，滴加32.15g丙烯酸甲酯，滴完后，控制温度在15～25℃反应3h，反应结束后，脱色、过滤、冷却结晶得到43.4g四元羧酸酯，收率为90.36％。
将得到的43.4g四元羧酸酯加入500ml三口烧瓶中，加入200g甲醇作为溶剂，加入158.6g四甲基哌啶醇，控制温度20～30℃持续反应3h后，水洗、脱色、过滤、冷却结晶得到目标产物182.28g,收率为90.24％。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型高效端基受阻胺光稳定剂，其特征在于，结构式如下：
Figure FDA0002448530540000011
2.如权利要求1所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于，反应方程式如下：
Figure FDA0002448530540000012
3.如权利要求2所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤如下：
(1)将丙二酸二乙酯溶于有机溶剂中，加入催化剂，并在碱性条件下滴加丙烯酸甲酯；
(2)滴加完毕后，继续进行反应生成四元羧酸酯；
(3)将四元羧酸酯溶于有机溶剂中，加入四甲基哌啶醇进行反应，得到光稳定剂。
4.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中有机溶剂、丙二酸二乙酯、丙烯酸甲酯、催化剂、碱的质量比为11-14：1：2-3：0.1-0.5:0.3-0.5。
5.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中四元羧酸酯、有机溶剂、四甲基哌啶醇的质量比为1：4-6：3-5。
6.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中有机溶剂为二氯甲烷或甲苯。
7.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中催化剂为四丁基溴化胺，碱为碳酸钾。
8.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)反应温度为15-25℃，反应时间为3-5h。
9.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中有机溶剂为甲醇或甲苯。
10.如权利要求3所述的新型高效端基受阻胺光稳定剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中加入四甲基哌啶醇后进行反应的温度为20-30℃，反应时间为3-4h。
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