WO2012003644A1 - 噻吨酮-4-羧酸酯及制备方法和光引发剂组合物与应用 - Google Patents

噻吨酮-4-羧酸酯及制备方法和光引发剂组合物与应用 Download PDF

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WO2012003644A1
WO2012003644A1 PCT/CN2010/075209 CN2010075209W WO2012003644A1 WO 2012003644 A1 WO2012003644 A1 WO 2012003644A1 CN 2010075209 W CN2010075209 W CN 2010075209W WO 2012003644 A1 WO2012003644 A1 WO 2012003644A1
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thioxanthone
acid
carboxylate
compound
hydrogen
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赵国锋
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天津久日化学工业有限公司
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D335/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D335/04Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D335/10Dibenzothiopyrans; Hydrogenated dibenzothiopyrans
    • C07D335/12Thioxanthenes
    • C07D335/14Thioxanthenes with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 9
    • C07D335/16Oxygen atoms, e.g. thioxanthones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings

Definitions

  • the present invention relates to a thioxanthone-4-carboxylate, a process for the preparation thereof and a photoinitiator composition and use. Background technique
  • Thioxanthone derivatives are considered to be useful intermediates in pharmaceuticals (such as in the field of psychotherapy) and in the field of fine chemicals. This compound is used as a photoinitiator in the photopolymerization of ethylenically unsaturated monomers.
  • CTX 2-chlorothioxanthone
  • DETX 2,4-diethylthioxanthone
  • ITX 4-isopropyl Thiophenone
  • Light-extracting agents for coatings and inks must have good curing speed, odorless and good solubility.
  • the surface of the cured film is firm, smooth and uniform, and they should have a low The rate of migration, lower solvent extraction rate.
  • the analysis of the extraction of unreacted thioxanthone from the photopolymerizable film is related to the solvent and extraction method used.
  • Common foods and beverages are 10% aqueous ethanol solution, 3% aqueous acetic acid solution and 95% aqueous ethanol solution as extracting agents.
  • WO03/033492 discloses the preparation of multifunctional thioxanthone photoinitiated derivatives from 2-hydroxy thioxanthone and various polyethers. According to this patent, the photoinitiators have low extraction and migration. Sexual and volatile, but the synthesis of 2-hydroxythioxanthone is more polluting.
  • U.S. Patent No. 4,438,182 discloses the derivatives of thioxanthone-1-carboxylic acids and esters, and describes their properties as photoinitiators, such as photolithic time, cure rate, and their role in a range of photopolymer systems.
  • U.S. Patent 4,505,794 discloses thioxanthone 1-position and 3-position carboxylic acid and ester derivatives and photopolymerization properties.
  • U.S. Patents 6,025,408 and 4,594,400 disclose the polymerization of a polymerizable monomer from a thioxanthone carboxylic acid and copolymerization with other monomers to obtain a macromolecular photoinitiator having a thioxanthionate derivative attached to the side chain of the polymerization.
  • This macromolecular photoinitiator eliminates the problems associated with the extraction, migration and volatility of previous photoinitiators. However, due to its high viscosity, it has great problems in practical applications.
  • W097/49664, ES2015341 and pouliquen are in Macromolecules, 28, 8028 (1995) The synthesis of related macromolecular photoinitiators has the above problems.
  • EP 0 167 489 discloses a liquid thioxanthone photoinitiator in which a thioxanthone carboxylic acid is condensed with a polyether to obtain a terminal thioxanthone, and in the claims, the 1- and 3-positions are protected by a carboxylic acid group, and The patent does not state that thioxanthone carboxylates and mixtures thereof can eliminate problems associated with extractability, migration and volatility.
  • Related patent CN200410093977 discloses a thioxanthone-2-carboxylate macromolecular photoinitiator, which also eliminates problems related to extractability, mobility and volatility, but the high cost of raw materials limits such Application of photoinitiators. Summary of the invention
  • Another object of the present invention is to provide a photoinitiator composition and application of thioxanthone-4-carboxylate, which can be used as a photoinitiator during photopolymerization.
  • thioxanthone-4-carboxylate photoinitiators can be used in coatings, inks and packaging materials for foods and pharmaceuticals.
  • the thioxanthone-4-carboxylate photoinitiator overcomes the shortcomings of small molecule thioxanthone light-extracting agents and is suitable for industrial production.
  • the compound of the thioxanthone-4-carboxylate provided by the present invention is a compound having the structure of the following formula (I):
  • Each is independently selected from the group consisting of: hydrogen; halogen C1-C12 alkyl; C3-C6 cycloalkyl; C1-C12 alkoxy.
  • R 2 and R 3 each independently selected from the group consisting of: hydrogen halogen; C1-C18 fluorenyl; C3-C6 cycloalkyl; C1-C18 alkoxy
  • X represents the following formula: Ho ( CH 2 ) cCO J d [0 ( CHR 4 CHR 5 - ⁇ -T - e .
  • R4 and ⁇ are independently selected from hydrogen; halogen; C1-C6
  • Y is independently selected from polyhydroxy small molecule compounds (wherein the number of hydroxyl groups is 2-6); C1-C18 alkoxy; m number is 1-6.
  • the compound represented by the formula (I) is preferably H.
  • R 2 and R 3 are preferably H.
  • X is a polyether, polyester, and copolymers thereof, wherein R4 and R 5 are independently hydrogen, methyl or ethyl.
  • the value of a is preferably 1-3, the value of b is preferably 1-18, and the values of d and e are preferably 1-18.
  • X can be expressed by the following formula. 0— CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Bu
  • Y may be a polyhydroxy compound in which the number of hydroxyl groups is 2-5:
  • Y may be a C1-C18 alkoxy group, wherein the number of m is preferably 1.
  • Examples of the compound of I include the following compounds, but are not limited thereto:
  • composition of the photoinitiator system of the thioxanthone-4-carboxylate provided by the present invention:
  • the invention provides a photopolymerization system:
  • At least one ethylenic (ethylenic) unsaturated compound 0.1-15%
  • the ethylenic (ethylenic) unsaturated compound is selected from the group consisting of: a prepolymer (a polyurethane prepolymer, a polyether isocyanate prepolymer, etc.), an epoxy oligomer (epoxy acrylic acid) One or more of an amino polymer (aminoacrylic acid polymer, p-aminobenzaldehyde polymer, etc.), an ester oligomer, an epoxy polystyrene oligomer, or the like.
  • the additives are screen printing inks, lithographic inks, flexo inks, wood coatings, and the like.
  • the photopolymerization system after photopolymerization, produces a cured product having the properties of paint, varnish, enamel, lacquer, pigment or ink, especially printing ink.
  • the photopolymerization system can be used as an oily or aqueous coating agent.
  • the preparation method of the compound (I) compound thioxanthone-4-carboxylate provided by the invention comprises the following steps:
  • the weight ratio of 2-chlorobenzoic acid to 2-mercaptobenzoic acid 1 : 1-2; weight ratio of 2-chlorobenzoic acid to sodium hydroxide: 2-5: 1; (2'-carboxy-benzene sulfur Base) - Weight ratio of benzoic acid to concentrated sulfuric acid (98%): 2-7: 1.
  • the organic solvent is one or more of N,N-dimethylformamide, hexamethylphosphoramide, pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and benzene.
  • the base is one or more of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, and sodium hydride organic base. or
  • 2-(2'-carboxy-phenylthio)-benzoic acid is formed by reacting 2-chlorobenzoic acid with 2-mercaptobenzoic acid in the presence of an organic solvent and a base; further blocking the thioxanthone in concentrated sulfuric acid - 4-carboxylic acid, and then reacted with a lower alcohol (such as methanol) to obtain a thioxanthone-4-carboxylate, which is then transesterified with a corresponding alcohol (such as polyethylene glycol 200) by a catalyst, wherein the catalyst is Acidic compounds such as concentrated sulfuric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, concentrated hydrochloric acid, etc.; also include organic tin-containing catalysts, such as butyl stannate, dibutyltin oxide, etc., which can be expressed by the following reaction equation:
  • the weight ratio of 2-chlorobenzoic acid to 2-mercaptobenzoic acid 1 : 1-2; weight ratio of 2-chlorobenzoic acid to sodium hydroxide: 2-5 : 1; (2'-carboxy-benzene sulfur
  • the organic solvent is one or more of N,N-dimethylformamide, hexamethylphosphoramide, pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and benzene.
  • the base is one or more of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, and sodium hydride organic base.
  • the photopolymerizable composition comprises a compound of the above formula (I) as a photoinitiator.
  • a photopolymerizable component refers to a composition that cures upon exposure to radiation.
  • compositions of the present invention are photoinitiators or synergists which act as a component of a hydrogen atom donor, typically an alcohol, tertiary amine or ester. It can increase the efficiency and speed of the polymerization process.
  • compositions of the present invention can be applied to the surface of a substrate using conventional techniques and equipment.
  • the composition can be applied as a film in a continuous or discontinuous manner.
  • the composition of the present invention can be used in any of the known photopolymerization applications, including as a binder for solids, Produces a cured product with the properties of paint, varnish, enamel, lacquer, pigment or ink.
  • the present invention is a thioxanthone-4-carboxylic acid derivative; the compound exhibits high photoinitiation activity, has low extraction property, low migration property and low volatility, and does not generate small molecular fragments after polymerization and migrates. To the surface of the package, it will not be extracted into the package, which overcomes the problems that are often caused by the separation of small molecules in the process of use, such as separation of reactants, difficulty in recovery, poor compatibility with the system, easy aggregation and precipitation, etc. It is very suitable for packaging materials such as food and medicine, and can also be used in coatings and inks. At the same time, the synthetic raw materials of the product are easy to obtain, and the process is simple and suitable for industrial production. detailed description
  • Example 5 Preparation of thioxanthone-4-carboxylic acid polytetrahydrofuran-250-diester: In a 100 ml four-necked flask equipped with mechanical stirring, 25.6 g of thioxanthone-4-carboxylic acid and 50 ml of thionyl chloride were added. The temperature was raised to reflux, and the reaction was carried out for 5 hours until no gas escaped. The excess thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, 50 ml of anhydrous toluene was added, and 12.4 g of polytetrahydrofuran 250 (average molecular weight 250) was added dropwise at 50 ° C, and the addition was completed. The temperature was raised to reflux, the reaction was allowed to react for 2 h, and the mixture was slowly cooled. The solid was precipitated and filtered to give 32.6 g of pale yellow powder. The yield was 90% and the content was 96%.
  • Example 7 Thioxanthone-4-carboxylic acid polyethylene glycol -200-diester:
  • Example 10 Thioxanthone-4-carboxylic acid polyethylene glycol-300-diester:
  • Epoxy propylene carboxylic acid resin (molecular weight 700-800) 20%wt
  • Example 12 Photoinitiator l a gas phase volatilization analysis
  • Example 6 The sample in Example 6, [15xl5cm2] and a filter paper having a diameter of 10cm were placed in the middle of two stainless steel sheets and kept under a pressure of five tons for 72 hours. The filter paper was heated under reflux with THF for three hours, and the sample and the control were determined by HPLC. (ITX) content, the results are shown in Table 2

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Abstract

本发明涉及一种噻吨酮-4-羧酸酯及制备方法和光引发剂组合物与应用。具有下述式(I)的结构的化合物,其中:R1选自:氢;卤素;C1-C12烷基;C3-C6环烷基;C1-C12烷氧基。R2和R3;独立地选自:氢;卤素;C1-C18烷基;C3-C6环烷基;C1-C18烷氧基;Y选自C1-C18烷氧基;m数为1-6。X表示:(II),(III),(IV);其中:R4和R5独立地选自氢;卤素:C1-C6a表示为1-6;b表示为1-25;c表示1-5;d和e独立表示为1-25;本发明提供一种在光聚合过程中可被用作光引发剂的化合物,具有提取性低,迁移性低和挥发性低的特点,可用于食品和药品等包装材料,且成本低廉,适用工业化生产。

Description

噻吨酮 -4-羧酸酯及制备方法和光引发剂组合物与应用
技术领域
本发明涉及一种噻吨酮 -4-羧酸酯及制备方法和光引发剂组合物与应用。 背景技术
噻吨酮衍生物被认为是药物(如精神疗法领域)和精细化工领域中有用的中间体。 该 化合物在烯键式不饱和单体的光聚合反应中用作光引发剂。
目前,广泛使用的可从商业途径获得的噻吨酮衍生物,主要是 2-氯噻吨酮(CTX), 2,4- 二乙基噻吨酮 (DETX) 禾 B 2, 4-异丙基噻吨酮 (ITX)。 CTX, DETX和 ITX产品由于它 们都是小分子, 并有一定的毒性, 作为光引发剂在涂料如油墨中使用时, 未反应的噻吨酮 (CTX、 ITX) 会迁移至聚合物膜表面。 如果将这类材料用于食品和药品包装, 那么将是 不安全的, 有害的。
用于涂料和油墨特别是食品和药品包装材料方面的光引剂,必须具有很好的固化速度, 无味和很好的溶解性, 固化层膜表面坚固、 光滑、 均匀, 同时它们应具有很低的迁转率、 较低的溶剂提取率。
有关从光聚合膜中提取未反应噻吨酮的分析与所用溶剂和提取方法具有一定关系的, 常见的食品、 饮料是用 10%乙醇水溶液、 3%乙酸水溶液和 95%乙醇水溶液作为提取剂。
WO03/033492 公开了以 2—羟基噻吨酮和各种聚醚为原料制备出多功能噻吨酮类光 引发衍生物, 根据这一专利, 该类光引发剂具有较低的提取性、 迁移性和挥发性, 但 2-羟 基噻吨酮的合成污染较大。
Great Lakes公司申请了 US200400559133 , 对上述专利中的原料合成工艺做了改进, 消除了酚的污染, 但大量浓硫酸后处理难度也很大。
US4385182公开了噻吨酮 -1-羧酸和酯的衍生物, 描述了它们作为光引剂的性能, 如光 照时间、 固化速度, 探讨了其在一系列光聚合物体系中的作用。
US4505794公开了噻吨酮 1-位和 3-位羧酸和酯衍生物以及光聚合性能。
US6025408和 4594400公开了由噻吨酮羧酸衍生可聚合的单体, 并与其它单体共聚, 获得在聚合侧链中连有噻吨酮酸酯衍生物的大分子光引发剂。 此大分子光引发剂的开发, 消除了以往光引发剂的提取性、 迁移性和挥发性等相关问题, 然而因其粘度很大, 在实际 应用中时存在很大问题。同样 W097/49664、 ES2015341和 pouliquen等在 Macromolecules, 28, 8028 ( 1995 ) 合成了相关的大分子光引发剂, 都存在上述问题。
EP0167489 公开了噻吨酮羧酸与聚醚縮合获得末端带噻吨酮的液态噻吨酮类光引发 剂, 在权利要求书中保护了 1-位和 3-位是羧酸基团, 且该专利没有说明噻吨酮羧酸酯及其 混合物可消除提取性、 迁移性和挥发性等相关问题。 相关专利 CN200410093977公开了噻吨酮 -2-羧酸酯类大分子光引发剂, 该类光引 发剂同样可消除提取性、 迁移性和挥发性等相关问题, 但原料成本高, 制约了此类光 引发剂的应用。 发明内容
本发明的一个目的是提供一种噻吨酮 -4-羧酸酯及制备方法, 这种化合物为噻吨酮 -4- 羧酸衍生物; 该类化合物表现出高效的光引发活性, 在聚合后具有低提取性、 低迁移性和 低挥发性的特点。
本发明的另一个目的是提供一种噻吨酮 -4-羧酸酯的光引发剂组合物与应用,在光聚合 过程中,噻吨酮 -4-羧酸酯可被用作光引发剂。由于噻吨酮 -4-羧酸酯类光引发剂具有成本低, 低提取性, 低迁移性和低挥发性的特点, 可将其应用于涂料、 油墨以及食品和药品的包装 材料中。 噻吨酮 -4-羧酸酯类光引发剂克服了小分子噻吨酮类光引剂存在的缺陷, 适合工业 化生产。
本发明提供的一种噻吨酮 -4-羧酸酯的化合物为具有下述式 ( I ) 的结构的化合物:
Figure imgf000004_0001
其巾:
每一个 独立地选自: 氢; 卤素 C1-C12烷基; C3-C6环烷基; C1-C12烷氧基。 R2和 R3 ; 每一个独立地选自: 氢 卤素; C1-C18浣基; C3-C6环烷基; C1-C18烷氧
X表示如下通式:
Figure imgf000004_0002
ho ( CH2) cCO J d 〔0 ( CHR4CHR5-^-T -e .
其中: R4和 ^独立地选自氢; 卤素; C1-C6
a表示为 1-6; b表示为 1-25 ; c表示为 1-5; d和 e独立表示为 1-25;
Y独立地选自多羟基小分子化合物(其中羟基数为 2-6); C1-C18烷氧基; m数为 1-6。 式 ( I )表示的化合物, 优选为 H。 R2和 R3优选为 H。
优选 X为聚醚、 聚酯, 以及它们的共聚物, 其中 R4和 R5分别是氢、 甲基或乙基。 a数值优选 1-3, b数值优选 1-18, d和 e数值优选 1-18。
X可用下式表示。 0— CH2CH2CH2CH2
Figure imgf000005_0001
-(-0— (CH2)5CO)—
b; 其中 b数为 1一 18, 优选 1一 10
Y可以是多羟基化合物, 其中羟基数为 2— 5:
I
0
^ (-0-CH2CH20-)— — (-0-CH2CH2CH2CH20-)- ^ ("0-CH2CHCH20~)~
Y可以是 C1-C18烷氧基, 其中 m数优选 1。
I的化合物的例子包括下列化合物, 但不限于此:
Figure imgf000005_0002
Figure imgf000006_0001
本发明提供的噻吨酮 -4-羧酸酯的光引发剂体系的组合物:
具有式 (I)化合物和三乙胺, 甲基二乙醇胺, 二甲基乙醇胺, 二乙基乙醇胺, 丙烯酸 二甲氨基乙酯等有机胺类物质的一种或多种;
有机胺与 (I) 化合物的质量比: 1 : 0.8-1.5。
本发明提供的一种光聚合体系:
至少一种乙烯类 (烯键式) 的不饱和化合物 0.1-15%
上述的组合物以及添加剂。
所述的乙烯类 (烯键式) 的不饱和化合物选自: 预聚体 (聚氨酯预聚体、 聚醚型 异腈酸酯预聚体等)、 环氧基低聚物 (环氧基丙烯酸酯低聚物、 环氧基聚苯乙烯低聚物 等)、 氨基聚合物 (氨基丙烯酸聚合物、 对氨基苯甲醛聚合物等) 中的一种或者几种。 所述的添加剂为丝印油墨、 平版印刷油墨、 柔印油墨、 木器涂料等。
所述的光聚合体系, 经光聚合后可生成一种具有油漆、 清漆、 瓷釉、 漆、 颜料或墨水 性能的固化物, 特别是打印油墨。
所述的光聚合体系可以作为油性或者是水性涂层剂。
本发明提供的式 ( I ) 化合物噻吨酮 -4-羧酸酯的制备方法包括的步骤:
1 ) 有机溶剂 (例如 DMF) 中通过 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸在碱 (例如氢氧化钠) 存在下反应生成 2- (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸; 进一步在浓硫酸中关环得噻吨酮 -4-羧酸, 再与 SOCl2回流得噻吨酮 -4-酰氯,与醇反应得噻吨酮 -4-羧酸酯,可用如下反应方程式表示:
Figure imgf000006_0002
其中, 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸的重量比: 1 : 1-2; 2-氯苯甲酸与氢氧化钠的重量 比: 2-5: 1; (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸与浓硫酸 (98 % ) 的重量比: 2-7: 1。 所述的有机 溶剂为 N,N-二甲基甲酰胺、 六甲基磷酰胺、 吡咯烷酮、 二甲基亚砜、 苯类的一种或多种。 所述的碱为氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化锂、 甲醇钠、 乙醇钠、 氢化钠有机碱的一种或多 种。 或
2)有机溶剂和碱存在下通过 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸反应生成 2- (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸; 进一步在浓硫酸中关环得噻吨酮 -4-羧酸, 再与低级醇(如甲醇)反应得噻吨酮 -4- 羧酸酯, 再在催化剂的作用下与相应醇 (如聚乙二醇 200) 进行酯交换制备, 其中催化剂 是酸性化合物如浓硫酸, 甲基磺酸, 苯磺酸, 浓盐酸等; 还包括含有机锡类催化剂, 如丁 基锡酸, 二丁基氧锡等, 可用如下反应方程式表示:
Figure imgf000007_0001
其中, 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸的重量比: 1 : 1-2; 2-氯苯甲酸与氢氧化钠的重量 比: 2-5 : 1; (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸与浓硫酸 (98 % ) 的重量比: 2-7: 1; 噻吨酮 -4- 羧酸乙酯与催化剂的重量比: 20-70: 1。 所述的有机溶剂为 N,N-二甲基甲酰胺、 六甲基磷 酰胺、 吡咯烷酮、 二甲基亚砜、 苯类的一种或多种。 所述的碱为氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢 氧化锂、 甲醇钠、 乙醇钠、 氢化钠有机碱的一种或多种。
其它的取代的噻吨酮 -4-羧酸及酯也可通过上述方法,并对该方法进行以及本领域普通 技术人员公知的改进来制备。
可光聚合的组合物包括上式 ( I ) 的化合物作为光引发剂。 本文中使用的可光聚合的 成分, 是指在暴露于辐射后固化的组合物。
本发明的组合物中也包括作为一种组分的光引发剂或增效剂, 其充当氢原子供体的分 子, 通常为醇类、 叔胺或酯类。 可提高聚合过程的效率和速度。
本发明的组合物可使用常规的技术和设备涂布在一个基底的表面上。该组合物可以连 续的或不连续的方式涂布成膜。
本发明的组合物可用于已知的光聚合中的任何一种应用中, 包括用作固体的粘合剂, 生成一种具有油漆、 清漆、 瓷釉、 漆、 颜料或墨水性能的固化产物。 本发明为噻吨酮 -4-羧酸衍生物; 该类化合物表现出高效的光引发活性, 具有低提 取性、 低迁移性和低挥发性的特点, 聚合后不会产生小分子碎片而迁移至包装表面, 不会被萃取至包装物中, 克服了小分子引发剂在使用过程中经常出现的难与反应物分 离、 不易回收或与体系互溶性不好、 易于凝聚和析出等问题, 因此极适合用于食品和 药品等包装材料, 也可在涂料和油墨中使用, 同时该产品的合成原料易得, 工艺简单, 适合工业化生产。 具体实施方式
本发明将通过下述非限定性实施例加以进一步说明。
实施例 1 : 2- (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸的制备
在装有机械搅拌的 250ml 四口瓶中, 加入 47.0g2-氯苯甲酸, 46.2g2-巯基苯甲酸, lOOmlDMF, 13.2gNaOH, 加热回流, 回流反应 5小时, 降温, 蒸出 DMF, 加入 100ml水, 搅拌下滴加 50ml浓盐酸, 调 pH值 = 1, 大量固体析出, 过滤,所得固体加入 150ml甲醇重 结晶, 得 74.0g淡黄的针状晶体, 收率 90%, 含量 98.5%。
1H NMR (DMSO) δ : 7.10 (m,2H), 7.38 (m,2H), 7.46 (m,2H), 7.84 (m,2H), 13.12 (s,2H)。 实施例 2: 噻吨酮 -4-甲酸的制备:
在装有机械搅拌的 250ml四口瓶中, 加入 40.0g2- (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸, 3.0g浓 硫酸(98 % ), 30ml二甲苯, 加热回流脱水 5小时。 降温, 加入 50ml水, 固体析出, 过滤。 所得固体加入 30ml甲醇重结晶, 得 33.6g黄色粉末, 收率 90%, 含量 99.5%。
1H NMR (DMSO) δ : 7.10-7.80 (m,6H), 8.40 (m,lH), 12.81 (s,lH)。
实施例 3: 噻吨酮 -4-羧酸乙酯的制备:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 25.6g噻吨酮 -4-甲酸, 50ml氯化亚砜, 升温 至回流, 反应 5h至无气体逸出, 减压蒸出过量的氯化亚砜, 加入 50ml无水甲苯, 50°C下 5g无水乙醇, 滴加完毕, 升温至回流, 反应 2h, 缓慢降温, 析出固体, 过滤, 得 27g淡 黄色针状晶体, 含量 99.2%。
1H NMR (DMSO) δ : 1.30 (t,3H), 4.23 (q,2H), 7.10-7.71 (m,6H), 8.23 (m,lH)。
实施例 4: 噻吨酮 -4-羧酸乙酯的制备:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 27.4g2- (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸, 4g浓硫 酸(98 % ), 30ml二甲苯, 加热回流脱水 5小时。 降温, 加入 8g无水乙醇, 加热回流脱水 5小时, 降温, 固体析出, 过滤, 得 25.5g黄色粉末, 收率 90 %, 含量 99.5%。 实施例 5 : 噻吨酮 -4-羧酸聚四氢呋喃 -250-双酯的制备: 在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 25.6g噻吨酮 -4-甲酸, 50ml氯化亚砜, 升温 至回流, 反应 5h至无气体逸出, 减压蒸出过量的氯化亚砜, 加入 50ml无水甲苯, 50°C下 滴加 12.4g聚四氢呋喃 250 (平均分子量 250), 滴加完毕, 升温至回流, 反应 2h, 缓慢降 温, 析出固体, 过滤, 得 32.6g淡黄色粉末, 收率 90 %, 含量 96%。
MS (m/z): 639.15 , 712.34, 728.23 , 872.35
实施例 6: 噻吨酮 -4-羧酸聚四氢呋喃 -250-双酯的制备:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 28.4噻吨酮 -4-羧酸乙酯, 50ml邻二氯苯, 0.5g丁基锡酸, 12.5g聚四氢呋喃 250 (平均分子量 250), 升温至 150°C, 将生成的乙醇 蒸出, 反应 4h, 降温, 滤除催化剂, 脱除溶剂, 加入 30ml甲醇, 固体析出, 过滤, 得 34.5g 淡黄色粉末, 收率 95 %, 含量 96%。
实施例 7: 噻吨酮 -4-羧酸聚乙二醇 -200-双酯:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 25.6g噻吨酮 -4-甲酸, 50ml氯化亚砜, 升温 至回流, 反应 5h至无气体逸出, 减压蒸出过量的氯化亚砜, 加入 50ml无水甲苯, 50°C下 滴加 9.9g聚乙二醇 200 (平均分子量 200), 滴加完毕, 升温至回流, 反应 2h, 缓慢降温, 析出固体, 过滤, 得 30.4g淡黄色粉末, 收率 90 %, 含量 95.8%。
MS (m/z): 626.30 , 670.84, 714.47。
实施例 8: 噻吨酮 -4-羧酸聚乙二醇 -200-双酯的制备:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 28.4g噻吨酮 -4-羧酸乙酯, 50ml邻二氯苯, 0.5g丁基锡酸, 10g聚乙二醇 200 (平均分子量 200), 升温至 150°C, 将生成的乙醇蒸出, 反应 4h, 降温, 滤除催化剂, 脱除溶剂, 加入 30ml甲醇, 固体析出, 过滤, 得 32.1g淡 黄色粉末, 收率 95 %, 含量 96.5%。
实施例 9: 噻吨酮 -4-羧酸聚乙二醇 -300-双酯:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 25.6g噻吨酮 -4-甲酸, 50ml氯化亚砜, 升温 至回流, 反应 5h至无气体逸出, 减压蒸出过量的氯化亚砜, 加入 50ml无水甲苯, 50°C下 14.8g聚乙二醇 300 (平均分子量 300), 滴加完毕, 升温至回流, 反应 2h, 缓慢降温, 析 出固体, 过滤, 得 34.9g淡黄色粉末, 收率 90 %, 含量 96%。
MS (m/z): 714.60 , 758.34, 802.24, 846.13。
实施例 10: 噻吨酮 -4-羧酸聚乙二醇 -300-双酯:
在装有机械搅拌的 100ml四口瓶中, 加入 28.4g噻吨酮 -4-羧酸乙酯, 50ml邻二氯苯, 0.5g丁基锡酸, 15g聚乙二醇 200 (平均分子量 300), 升温至 150°C, 将生成的乙醇蒸出, 反应 4h, 降温, 滤除催化剂, 脱除溶剂, 加入 30ml甲醇, 固体析出, 过滤, 得 36.8g淡 黄色粉末, 收率 95 %, 含量 96.5%。
实施例 11 : 光引发剂 l a的性能评价
试验配方及工作条件, 配方:
1 ) 环氧丙烯羧酸树脂 (分子量 700— 800) 20%wt
2) 季戊四醇三丙烯酸酯 18%wt
3 ) 光发弓 I齐 U I a (或 ITX) 1.5%wt
4) 三乙醇胺 4.5%wt
5 ) 丙烯酸酯 /氨基甲酸
乙酯一齐聚合物 34%wt
6) 颜料 12%wt
工作条件与评价: 上述混合物, 用涂刷器在玻璃板上涂膜, 膜的固化用标准汞汽灯照 射。 玻璃板以 20米 /分的速度通过灯照后, 发现膜层擦拭坚固, 膜表面光滑均匀, 膜强度 为 13; 摆锤硬度为 38。
实施例 12: 光引发剂 l a气相挥发分析
20cm2的实施例 6样品, 放入表面皿中, 加入 1克活性炭, 放入 180°C的烘箱中加热 10分钟, 冷却, 除去样品, 用四氢呋喃提取活性炭, 用高效液相色谱定量光引发剂 l a或 ITX, 结果见表 1 :
表 1 : 气相光引发剂挥发结果
Figure imgf000010_0001
这结果表明, 光引发剂 l a有非常低的气相挥发性, 而 ITX气相挥发性较大。
实施例 13: 光引发剂 l a接触迁移分析
实施例 6中的样品, 〔15xl5cm2〕 与直径为 10cm的滤纸, 放置于两块不锈钢片中间, 在五吨压力下保持 72小时, 滤纸用 THF提取加热回流三小时, 用 HPLC测定样品和对照 样 (ITX) 的含量, 结果见表 2
表 2: 光引发剂接触迁移分析
Figure imgf000011_0001
表 2结果表明本发明有关化合物作为光引发剂, 具有很低的接触迁移量。

Claims

权利要求书
1、 一种噻吨酮 -4-羧酸酯, 其特征在于它是式 ( I ) 表示的化合物:
Figure imgf000012_0001
其巾:
每一个!^独立地选自氢; 卤素; C1-C12烷基; C3-C6环烷基; C1-C12烷氧基。 R2和 R3 ; 每一个独立地选自氢; 卤素; C1-C18烷基; C3-C6环烷基; C1-C18烷氧 基;
X表示如下通式:
^ (-0-†CHR4CH2R5^ _(。一 (CH2)cCO
— (CH2) cCO〕 d 〔0 (CHR4CHR5-^-e . 其中: R4和 R5独立地选自氢; 卤素; C1-C6
a表示为 1-6
b表示为 1-25
c表示为 1-5
d和 e独立表示为 1-25
Y独立地选自多羟基小分子化合物 (其中羟基数为 2-6); C1-C18烷氧基; m数为
1-6。
2、 如权利要求 1所述的噻吨酮 -4-羧酸酯, 其特征在于 优选为 H; R2和 R3分别 为
3、 如权利要求 1所述的噻吨酮 -4-羧酸酯, 其特征在于 X为聚醚、 聚酯或它们的共 聚物, 其中 R4和 R5分别是氢、 甲基或乙基。
4、如权利要求 1所述的噻吨酮 -4-羧酸酯, 其特征在于 a数值为 1-3, b数值为 1-18, d和 e数值分别 1-18。
5、 如权利要求 1所述的噻吨酮 -4-羧酸酯, 其特征在于 X用下式表示: ■fO— CH2CH2-) ~ O— CH2CH2CH2CH2
Figure imgf000013_0001
^ ("0——(CH2)5CO卜
b; 其中 b数为 1一 10。
6、 如权利要求 1所述的噻吨酮 -4-羧酸酯, 其特征在于 Y是多羟基化合物, 其中羟 基数为 2-5:
I
0
^ (-0-CH2CH20-)— — (-0-CH2CH2CH2CH20-)- ^ ("0-CH2CHCH20^~
Υ是 CI一 C18烷氧基, 其中 m数为 1。
7、 一种权利要求 1所述的噻吨酮 -4-羧酸酯的制备方法, 其特征在于包括的步骤: 有机溶剂中通过 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸在碱存在下反应制备 2- (2'-羧基-苯硫基) -苯 甲酸; 进一步在浓硫酸中关环得到噻吨酮 -4-羧酸, 再与 30 回流得到噻吨酮 -4-酰氯, 最 后与醇反应得到噻吨酮 -4-羧酸酯; 或通过 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸反应制备 2- (2'-羧 基-苯硫基) -苯甲酸; 进一步在浓硫酸中关环并酯化得到噻吨酮 -4-羧酸的甲酯和乙酯, 再 在催化剂的作用下与相应醇进行酯交换得到噻吨酮 -4-羧酸酯, 其中催化剂是酸性化合物: 浓硫酸、 甲基磺酸、 苯磺酸或浓盐酸; 催化剂或是含有机锡类催化剂: 丁基锡酸或二丁基
8、根据权利 7所述的制备方法, 其特征在于所述的有机溶剂为 N,N-二甲基甲酰胺、 六甲基磷酰胺、 吡咯烷酮、 二甲基亚砜、 苯类的一种或多种。
9、 根据权利 7所述的制备方法, 其特征在于 2-氯苯甲酸与 2-巯基苯甲酸的重量比: 1: 1-2: 1。
10、 根据权利 7所述的制备方法, 其特征在于所述的碱为氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢 氧化锂、 甲醇钠、 乙醇钠、 氢化钠有机碱的一种或多种。
11、根据权利 7所述的制备方法,其特征在于 2-氯苯甲酸与氢氧化钠的重量比: 2-5:
1。
12、 根据权利 7所述的制备方法, 其特征在于 (2'-羧基-苯硫基) -苯甲酸与浓硫酸 ( 98 % ) 的重量比: 2-7: 1。
13、根据权利 7所述的制备方法,其特征在于噻吨酮 -4-羧酸乙酯与催化剂的重量比: 20-70: 1。
14、 一种光引发剂体系的组合物, 其特征在于具有式(I)化合物和三乙胺, 甲基二 乙醇胺, 二甲基乙醇胺, 二乙基乙醇胺, 丙烯酸二甲氨基乙酯有机胺类物质的一种或多种, 有机胺与 (I) 化合物的质量比: 1 : 0.8-1.5。
15、 一种光聚合体系, 其特征在于
至少一种乙烯类(烯键式) 的不饱和化合物 0.1-15%权利要求 14的组合物以及添加 剂; 所述的乙烯类 (烯键式) 的不饱和化合物选自下列的一种或者几种:
聚氨酯预聚体、 聚醚型异腈酸酯预聚体;
环氧基低聚物: 环氧基丙烯酸酯低聚物、 环氧基聚苯乙烯低聚物;
氨基聚合物: 氨基丙烯酸聚合物、对氨基苯甲醛聚合物; 所述的添加剂为丝印油墨、 平版印刷油墨、 柔印油墨或木器涂料。
16、 权利要求 15 所述的光聚合体系的应用, 其特征在于它经光聚合后可生成一种 具有油漆、 清漆、 瓷釉、 漆、 颜料或墨水性能的固化物。
17、 权利要求 15 所述的光聚合体系的应用, 其特征在于所述的光聚合体系可以作 为油性或者是水性涂层剂。
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