CN116283603A - 一种防老剂h的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防老剂H的制备方法,包括如下步骤:步骤1、按照摩尔比1:(2‑3):(1~3)分别取1,4‑环己二酮、苯胺和脱水硫酸盐,再按照1,4‑环己二酮与有机溶剂的质量比1:(6~15)取有机溶剂;步骤2、将1,4‑环己二酮、苯胺和脱水硫酸盐溶解于有机溶剂中,充分搅拌并通入空气,在0~50℃下充分反应,得到产物A;步骤3、将产物A依次过滤、洗涤、烘干和粉碎后,得到防老剂H。本发明的制备方法不仅工艺流程简单、三废排放量少、能耗低,而且防老剂H的收率高、纯度高,便于工业化生产。

Description

一种防老剂H的制备方法
技术领域
本发明属于有机化工技术领域,具体是一种防老剂H的制备方法。
背景技术
防老剂H化学名称为N,N’-二苯基对苯二胺,分子式为C18H16N2,分子结构如下:
Figure BDA0004143657340000011
防老剂H是天然橡胶、合成橡胶的通用型防老剂,具有优良的抗屈挠龟裂性能,对热、氧、臭氧、光、特别是铜、锰离子的老化防护作用甚佳,对硫化无影响。可以用于天然橡胶、丁苯、丁腈、顺丁、丁基、丁羟、聚异戊二烯等橡胶中,也可以用作聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛类工程塑料的热氧稳定剂。此外,防老剂H还应用于复合固体推进剂中,可延长固体推进剂的储存期,到目前为止,国内外防老剂H在固体推进剂中还有大量应用。
目前,工业上生产防老剂H的方法主要是使用对苯二酚和苯胺进行缩合反应制备,常规工艺所制备的产品存在有效组分含量低、易融化、生产污染大的问题,通常有效组分含量不高于90%,产品熔点不高于125℃。中国专利CN103102507公开了一种对苯二胺类防老剂的制备方法,其使用三氯化铁为催化剂,在高温下进行反应,水洗、蒸馏得到产品,该工艺存在反应条件苛刻,存在较多的高温及真空过程,对设备要求高,而且水洗过程产生大量含盐和有机物的废水,难以处理,这使得传统的防老剂H生产工艺面临严重的环保问题。
文献《One-step synthesis of N,N’-dialkyl-p-phenylenediamines》(LukeT.Higham,Green Chem.,2007,9,80-84)对利用1,4-环己二酮与胺进行反应得到对苯二胺类物质的相关反应进行了研究,但是其合成的防老剂H的产率只有43%,反应过程中包含了回流反应,其温度较高,而且副产物较多,考虑到1,4-环己二酮本身价格较高,在防老剂H的产率极低的情况下,此制备方法明显不具备工业化价值。因此,有望通过改善1,4-环己二酮与苯胺的反应条件,以提高防老剂H的反应产率,从而用于替代传统防老剂H生产工艺,是解决目前防老剂H困境的有效手段。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种防老剂H的制备方法,不仅提高了防老剂H的产率和纯度,而且环境污染小。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种防老剂H的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、按照摩尔比1:(2-3):(1~3)分别取1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸盐,再按照1,4-环己二酮与有机溶剂的质量比1:(6~15)取有机溶剂;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸盐溶解于有机溶剂中,充分搅拌并通入空气,在0~50℃下充分反应,得到产物A;
步骤3、将产物A依次过滤、洗涤、烘干和粉碎后,得到防老剂H。
进一步地,所述步骤1中的脱水硫酸盐是硫酸钠或硫酸镁。
进一步地,所述步骤1中的有机溶剂是无水乙醇或乙酸乙酯。
进一步地,所述步骤2中通入空气的量为:标准状况下,每mol 1,4-环己二酮对应的通入空气的量为0.3~1.5L/min。
进一步地,所述步骤2中的反应时间为8~48h。
进一步地,所述步骤3中的洗涤采用去离子水洗涤至产物A的电导率小于50μS/cm为止。
本发明与现有技术相比,具有如下技术效果:
1)、本发明加入脱水硫酸盐作为反应催化剂,可以与反应过程中生成的水反应,促进反应进行,使反应收率大大提高,产品收率以投入的1,4-环己二酮量计,最高可以达到85%以上。
2)、本发明的处理过程简单,反应完成后,仅需简单过滤、洗涤和干燥就可以得到纯度超过98%的防老剂H,由于未参与反应的原料可以溶于有机溶剂和水中,因此过滤完后可以对原料加以回收利用。
3)、本发明的反应温度低、条件温和,因此对设备要求低,使得工业化设备投资低。
4)、与传统工艺相比,本发明的三废产生量少,没有含酸和含碱的废水排放,仅有洗涤过程产生少量含盐废水,便于回收处理。
5)、本发明反应通入的空气可以循环利用,废气排放量小。
附图说明
图1:本发明实施例1制备的防老剂H的色谱图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。
实施例1
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、2mol苯胺、672g无水乙醇、1mol脱水硫酸钠;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸钠溶解于无水乙醇中,充分搅拌并通入0.3L/min空气,在30℃下充分反应8h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例1共得到153.6g防老剂H,产品收率为59.0%,且防老剂H的纯度为98.1%。
图1是采用气相色谱质谱联用仪GCMS-QP2010 SE测定的实施例1制备的防老剂H的色谱图,从图中可以看出,本发明制备的样品为N,N’-二苯基对苯二胺(即,防老剂H),且样品纯度高。
实施例2
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、2.5mol苯胺、896g无水乙醇、2mol脱水硫酸钠;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸钠溶解于无水乙醇中,充分搅拌并通入0.6L/min空气,在30℃下充分反应15h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例2共得到183.8g防老剂H,产品收率为70.6%,且防老剂H的纯度为98.1%。
实施例3
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、3mol苯胺、1120g无水乙醇、2mol脱水硫酸钠;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸钠溶解于无水乙醇中,充分搅拌并通入1L/min空气,在40℃下充分反应32h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例3共得到227.8g防老剂H,产品收率为87.5%,且防老剂H的纯度为98.5%。
实施例4
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、3mol苯胺、1120g乙酸乙酯、2mol脱水硫酸镁;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸镁溶解于乙酸乙酯中,充分搅拌并通入1.0L/min空气,在10℃下充分反应40h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例4共得到223.4g防老剂H,产品收率为85.8%,且防老剂H的纯度为98%。
实施例5
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、3mol苯胺、1680g乙酸乙酯、3mol脱水硫酸镁;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸镁溶解于乙酸乙酯中,充分搅拌并通入1.2L/min空气,在0℃下充分反应48h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例5共得到178.3g防老剂H,产品收率为68.5%,且防老剂H的纯度为98.2%。
实施例6
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、2mol苯胺、1344g无水乙醇、2mol脱水硫酸镁;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸镁溶解于无水乙醇中,充分搅拌并通入1.5L/min空气,在25℃下充分反应24h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例6共得到188.5g防老剂H,产品收率为72.4%,且防老剂H的纯度为98.1%。
实施例7
步骤1、分别取1mol 1,4-环己二酮、2mol苯胺、1176g无水乙醇、2mol脱水硫酸镁;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸镁溶解于无水乙醇中,充分搅拌并通入0.9L/min空气,在50℃下充分反应28h,得到产物A;
步骤3、先将产物A过滤,并用去离子水洗涤至其电导率小于50μS/cm为止,接着烘干和粉碎,得到防老剂H。
实施例7共得到183.5g防老剂H,产品收率为70.5%,且防老剂H的纯度为98.0%。

Claims (6)

1.一种防老剂H的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、按照摩尔比1:(2-3):(1~3)分别取1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸盐,再按照1,4-环己二酮与有机溶剂的质量比1:(6~15)取有机溶剂;
步骤2、将1,4-环己二酮、苯胺和脱水硫酸盐溶解于有机溶剂中,充分搅拌并通入空气,在0~50℃下充分反应,得到产物A;
步骤3、将产物A依次过滤、洗涤、烘干和粉碎后,得到防老剂H。
2.根据权利要求1所述的防老剂H的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的脱水硫酸盐是硫酸钠或硫酸镁。
3.根据权利要求1所述的防老剂H的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的有机溶剂是无水乙醇或乙酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的防老剂H的制备方法,其特征在于,所述步骤2中通入空气的量为:标准状况下,每mol 1,4-环己二酮对应的通入空气的量为0.3~1.5L/min。
5.根据权利要求1所述的防老剂H的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的反应时间为8~48h。
6.根据权利要求1所述的防老剂H的制备方法,其特征在于,所述步骤3中的洗涤采用去离子水洗涤至产物A的电导率小于50μS/cm为止。
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