CN115838327A - 一种光引发剂184的碱解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光引发剂184的碱解方法,包括将光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏作为助剂添加到碱解反应中,其能催化碱解反应的进行,所得产物光引发剂的纯度和收率能满足工艺要求;本发明采用上述精馏前馏作为助剂,并替代了传统相转移催化剂季铵盐,其不会对碱解反应的后处理过程造成影响,且能减少工艺废水中氨氮类杂质的含量,降低废水处理成本,且上述方法实现了精馏前馏的循环套用,节约了成本。
Description
技术领域
本发明属于光引发剂领域,涉及一种光引发剂184的碱解方法。
背景技术
光引发剂是一类能在紫外光区或可见光区吸收一定波长的能量,产生自由基、阳离子等,从而引发单体聚合交联固化的化合物。
α-羟基环己基苯甲酮(光引发剂184)以其引发效率高、溶解性好、低气味、低污染,配制的感光组合物稳定性极佳,而且耐黄变等特点,在紫外光固化材料中得到广泛应用。
CN111960934A公开了一种光引发剂1-羟基环己基苯基甲酮的合成方法,包括以下步骤:(1)卤代苯与镁颗粒反应制得格式试剂,滴加环己基甲腈到所制备的格式试剂中,反应完全后,经水解后生成环己基苯甲酮;(2)将环己基苯基甲酮与氯气反应得到1-氯环己基苯基甲酮,然后在催化剂的作用下与氢氧化钠水溶液水解反应,得到1-羟基环己基苯基甲酮,所述催化剂为四丁基溴化铵,四丁基碘化铵,四丁基氯化铵中的一种;上述工艺的碱解过程中加入季铵盐作为相转移催化剂,其能改善反应效果,但也存在着增加工艺成本、工业废水中氨氮含量高,处理成本高的问题。
因此,开发一种具有较低成本且环保的光引发剂184的碱解方法仍具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光引发剂184的碱解方法,包括将光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏作为助剂添加到碱解反应中,其能催化碱解反应的进行,所得产物光引发剂的纯度和收率能满足工艺要求;本发明采用上述精馏前馏作为助剂,并替代了传统相转移催化剂季铵盐,其不会对碱解反应的后处理过程造成影响,且能减少工艺废水中氨氮类杂质的含量,降低废水处理成本,且上述方法实现了精馏前馏的循环套用,节约了成本。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种光引发剂184的碱解方法,所述方法包括:将光引发剂184前体、光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏及碱液混合,控温进行碱解反应,得到光引发剂184;
其中,光引发剂184前体的化学结构式如式a化合物所示;
其中,X选自Cl或Br,优选为Cl。
光引发剂184的传统碱解工艺一般采用季铵盐(例如四丁基溴化铵)作为相转移催化剂,催化碱解反应的进行,但上述工艺中,不仅成本较高,且在碱解反应结束后,后处理过程中,季铵盐溶解在水相中,增加了工艺废水中氨氮污染物的含量,增加了后续废水的处理成本,基于解决上述问题,本发明提供了一种具有较低成本且环保的光引发剂184的碱解方法。
本发明所述碱解方法以光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏替代了传统相转移催化剂季铵盐,其不仅能催化碱解反应的进行,且不会对碱解反应的后处理造成影响,降低了工艺成本,所得工艺废水中氨氮含量低,降低了废水的处理压力;且通过实现精馏前馏的循环套用,提升了物料的利用率,进一步节约了成本。
本发明中,采用上述精馏前馏作为助剂,其能催化碱解反应的进行,并得到较高的产物收率和纯度,收率可达96%以上,纯度可达95%以上。
优选地,所述精馏前馏通过如下方法得到,所述方法包括将光引发剂184前体经碱解、分液、一次精馏、结晶、固液分离、脱溶、得到光引发剂184结晶母液浓缩液,二次精馏,得到精馏前馏。
本发明中,精馏前馏通过上述方法得到,将碱解反应液经分液得到产品相,将产品相经一次精馏,得到正馏部分,加入溶剂溶解并结晶、固液分离,得到光引发剂184结晶母液和光引发剂184晶体,将光引发剂184结晶母液进行浓缩脱溶,之后进行二次精馏,得到精馏前馏,上述精馏前馏中包含环己基苯基甲酮、二苯甲酮及1-羟基环己基苯基甲酮等组分,将其作为助剂套用于碱解反应,不仅能催化碱解反应的进行,且所得产物的纯度和收率均能满足工艺要求。
优选地,结晶过程采用的溶剂为石油醚。
优选地,所述精馏前馏的质量为光引发剂184结晶母液浓缩液质量的15%~35%;例如20%、25%或30%等,优选为20%~30%;以取值为25%为例,即精馏前馏的质量为光引发剂184结晶母液浓缩液质量的25%。
本发明中,光引发剂184结晶母液浓缩液为多组分混合物,包括低沸点、中沸点和高沸点组分,精馏温度范围一般为150℃~200℃,精馏过程中逐步升温,组分不断蒸出;本发明所述精馏前馏指的是质量占比为15%~35%的前馏部分;此处质量占比指的是前馏质量占光引发剂184结晶母液浓缩液质量的比例。
优选地,所述控温的温度为100℃~120℃,例如102℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃或118℃等,优选为100℃~110℃。
本发明所述碱解方法通过适当提高反应温度,并控温在上述范围内,其有利于保证反应的充分进行,从而保证较高的收率和纯度。
优选地,所述碱液选自氢氧化钠溶液,优选浓度为40%~60%(示例性的包括45%、50%或55%等)的氢氧化钠溶液。
优选地,所述精馏前馏与光引发剂184前体的质量之比为0.02~0.1,例如0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08或0.09等。
优选地,所述光引发剂184前体与碱液中碱的摩尔量之比为1:1~1.5,例如1:1.1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。
本发明中,采用上述物料配比,有利于碱解反应的正常进行,并得到较高的产物收率和纯度。
优选地,所述碱解反应后还包括后处理;所述后处理的方法包括:将碱解反应得到的反应液进行分液,一次精馏,结晶,固液分离,得到光引发剂184晶体和光引发剂184结晶母液。
优选地,所述方法还包括将后处理得到的光引发剂184结晶母液经脱溶得到光引发剂184结晶母液浓缩液,之后二次精馏,得到精馏前馏,并将精馏前馏套用于碱解反应中。
本发明中,光引发剂184结晶母液浓缩液经精馏后得到精馏前馏可循环套用,提升了物料利用率,节约成本。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述碱解方法以光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏作为助剂,代替了传统相转移催化剂季铵盐,其能催化碱解反应的进行,且不会对反应的后处理造成影响,且所得光引发剂产物的收率和纯度均能满足工艺要求;
(2)本发明所述碱解方法中采用光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏代替季铵盐,所得工艺废水中,氨氮污染物的含量低,工艺废水的处理压力小;
(3)本发明所述碱解方法将光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏进行循环套用,实现精馏前馏的资源化利用,降低了工艺成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种光引发剂184的碱解方法,具体包括以下步骤:
(1)将1000kg光引发剂184前体、50kg光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏及500kg浓度为50%的液碱溶液混合,升温至105℃进行碱解反应;
其中,光引发剂184前体的化学结构式如下所示;
(2)待步骤(1)中反应结束后,分液,得到产品相,之后经一次精馏、石油醚溶解并结晶,固液分离,干燥,得到光引发剂184晶体;收率为97.5%,纯度为96%;上述固液分离过程得到光引发剂184结晶母液。
本实施例中,步骤(1)中加入的光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏通过如下方法得到,所述方法包括:按照1:0.005:0.5的质量比将光引发剂184前体、四丁基溴化铵及浓度为50%的液碱溶液混合,升温至105℃进行碱解反应,得到碱解反应液,之后经分液,得到产品相,将产品相经一次精馏,加入石油醚溶解并降温结晶,得到光引发剂184结晶母液,之后浓缩脱溶去除石油醚,将浓缩液经二次精馏得到占光引发剂184结晶母液浓缩液质量25%的精馏前馏,并将其作为催化剂用于前述实施例1中操作。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于,步骤(1)中碱解反应的温度替换为120℃,其他参数和条件与实施例1中完全相同。
本实施例中光引发剂184的产物收率为96%,纯度为95%。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于,本实施例中采用的光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏通过如下方法得到,所述方法包括:
将实施例1中步骤(2)得到的光引发剂184结晶母液进行浓缩脱溶去除石油醚,之后将浓缩液精馏,并获得占光引发剂184结晶母液浓缩液质量25%的精馏前馏,精馏前馏用量与实施例1中相同,其他参数和条件与实施例1中完全相同。
本实施例中光引发剂184的产物收率为98%,纯度为96.5%。
通过本实施例验证了采用本发明所述碱解方法,碱解反应后处理所得的光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏能实现套用,且套用效果满足工艺要求,从而说明本发明所述碱解方法能达到物料的循环利用,进一步节约了成本。
实施例4
本实施例与实施例3的区别仅在于,采用占光引发剂184结晶母液浓缩液质量33%的精馏前馏,精馏前馏用量与实施例1中相同,其他参数和条件与实施例1中完全相同。
本实施例中光引发剂184的产物收率为97%,纯度为96%。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于,步骤(1)中不加入光引发剂184结晶母液浓缩液的精馏前馏,其他参数和条件与实施例1中完全相同。
本对比例中光引发剂184的产物收率为28%,纯度为30%。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于,步骤(1)中将光引发剂184结晶母液的精馏前馏替换为5kg四丁基溴化铵,其他参数和条件与实施例1中完全相同。
本对比例中碱解反应分液得到的水相中氨氮含量高,处理难度大。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的碱解方法,其特征在于,所述精馏前馏通过如下方法得到,所述方法包括将光引发剂184前体经碱解、分液、一次精馏、结晶、固液分离、脱溶、得到光引发剂184结晶母液浓缩液,二次精馏,得到精馏前馏。
3.根据权利要求1或2所述的碱解方法,其特征在于,所述精馏前馏的质量为光引发剂184结晶母液浓缩液质量的15%~35%,优选为20%~30%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的碱解方法,其特征在于,所述控温的温度为100℃~120℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的碱解方法,其特征在于,所述碱液选自氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求5所述的碱解方法,其特征在于,所述碱液选自浓度为40%~60%的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1-6任一项所述的碱解方法,其特征在于,所述精馏前馏与光引发剂184前体的质量之比为0.02~0.1。
8.根据权利要求1-7任一项所述的碱解方法,其特征在于,所述光引发剂184前体与碱液中碱的摩尔量之比为1:1~1.5。
9.根据权利要求1-8任一项所述的碱解方法,其特征在于,所述碱解反应后还包括后处理;
所述后处理的方法包括:将碱解反应得到的反应液进行分液,一次精馏,结晶,固液分离,得到光引发剂184晶体和光引发剂184结晶母液。
10.根据权利要求9所述的碱解方法,其特征在于,所述方法还包括将后处理得到的光引发剂184结晶母液经脱溶得到光引发剂184结晶母液浓缩液,之后二次精馏,得到精馏前馏,并将精馏前馏套用于碱解反应中。
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