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一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物及其制备方法

阅读:1030发布:2020-09-08

IPRDB可以提供一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明提供一种光稳定剂中间体2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酯类化合物(I)的制备方法,由2,2,6,6‑四甲基哌啶醇与式(II)的不饱和有机二元酸进行化学反应而得;本发明还提供一种符合通式(I)的2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酯类光稳定剂,该光稳定剂主要应用于塑料薄膜、涂料、造纸、工程塑料等其它高分子材料,能直接参与化学反应,显著提高产品的耐光老化,延长产品的使用寿命。本发明采用(SO4)2‑/TiO2‑ZnO混晶固体酸载体配位催化剂,具有与反应体系容易分离、不腐蚀设备、环境友好的优点。,下面是一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种光稳定剂中间体的制备方法,其特征在于,由2,2,6,6-四甲基哌啶醇与1,3-丁二烯-1,4-二羧酸进行酯化反应而得;其中,所述光稳定剂中间体的结构式(I)如下:其中,所述酯化反应是在(SO4)2-/

TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂、硫氰酸钾、氯化铑钠和98%浓硫酸的催化下进行的。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂通过以下步骤制备:步骤1:将TiCl4、硝酸锌分散在水中,升温至90℃-100℃,然后加入氨水、四硼酸钠和碱式碳酸镍,保温2-4小时,然后降温至40℃以下,静置至少2小时后,收集沉淀物;

步骤2:将所述沉淀物在700℃-900℃下焙烧2-4小时;

步骤3:将步骤2所得焙烧产物在10%质量浓度的硫酸溶液中浸泡至少2小时,然后在

500℃-600℃下焙烧3-5小时;

步骤4:将三苯基膦合钴、二茂铁混合、步骤3得到的产物分散在溶剂中,除去溶剂后,再在120℃-150℃下烘6-10小时,得到(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述2,2,6,6-四甲基哌啶醇与1,

3-丁二烯-1,4-二羧酸在溶剂中进行所述酯化反应。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述酯化反应的温度为60℃-70℃,反应时间为5-8小时。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法中采用的催化剂的重量配比为:

说明书全文

一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物及

其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物及其制备方法,尤其涉及一种由2,2,6,6-四甲基哌啶醇与烷基二酸反应制备受阻胺光稳定剂的中间体的方法。

背景技术

[0002] 光稳定剂是一种朝阳产业和科技,全球使用的光稳定剂绝大多数都是近几十年开发的品种,光稳定剂涉及多学科多产业,涉及到光化学、高分子物理学。合理使用光稳定剂,每年可节约数以千万吨的材料,为人类节约大量的石油等自然资源,不但能保护原生态,还能减少排放,具有重要的经济和社会价值。
[0003] 目前,光稳定剂的属于高精细化学,制备工艺复杂。EP0508940公开了这类化合物的制备方法,采用两步法,先脱水成亚胺,然后在负载型Pd、Pt催化剂或骨架镊催化剂存在下加氢还原为产物。该制备方法复杂且不易控制,第一步反应生成碱中间体的纯度不高,在第二步加氢过程会产生副反应,影响产品的选择性和质量,更加增加了生产过程的复杂程度。
[0004] 在此基础上,中国专利CN1159296C公开了一种三步法制备光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺类化合物,是副产进一步减少,产品收率和纯度高,然而制备方法依然比较复杂。

发明内容

[0005] 本发明为解决现有技术中的上述问题提出的。
[0006] 本发明提供了一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物的制备方法。
[0007] 本发明还提供了一种用于光稳定剂的2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物。
[0008] 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0009] 本发明的第一个方面是提供一种光稳定剂中间体2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物(I)的制备方法,由2,2,6,6-四甲基哌啶醇与式(II)的不饱和有机二元酸进行化学反应而得;
[0010]
[0011] 其中,R为C4-20的烃基,所述烃基中含有至少一个共轭部分。
[0012] 优选地,所述不饱和有机二元酸为1,3-丁二烯-1,4-二酸,即粘康酸。
[0013] 所述粘康酸的合成方法按照孙昌俊等《有机化合物合成手册》第399页。
[0014] 在本发明一个较佳实施例中,所述化学反应是在(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂、硫氰酸钾、氯化铑钠和98%浓硫酸的催化下进行。所述(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂通过以下步骤制备:
[0015] 步骤1:将TiCl4、硝酸锌分散在水中,升温至90℃-100℃、例如95℃,然后加入25%氨水、四硼酸钠和碱式碳酸镍,保温2-4小时、例如3小时,然后降至室温,静置至少2小时、例如3小时后,收集沉淀物;
[0016] 步骤2:将所述沉淀物在700℃-900℃、例如850℃下焙烧2-4小时、例如3小时;
[0017] 步骤3:将步骤2所得焙烧产物在10%质量浓度的硫酸溶液中浸泡至少2小时,然后在500℃-600℃、例如550℃下焙烧3-5小时、例如4小时;
[0018] 步骤4:将三苯基膦合钴、二茂铁混合、步骤3得到的产物分散在例如无水乙醇的溶剂中,在70℃-90℃、例如80℃下除去溶剂,再在120℃-150℃、例如135℃烘6-10小时、例如8小时,得到(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂。
[0019] 在本发明另一个较佳实施例中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶醇与不饱和有机二元酸在例如无水乙醇的溶剂中反应。
[0020] 优选地,所述化学反应温度为60℃-70℃,反应时间为5-8小时、更优选为5-6小时。
[0021] 优选地,所述化学反应结束后,静置至少1小时,收集沉淀物。
[0022] 优选地,所述制备方法中采用的催化剂的重量配比为:
[0023]
[0024] 优选地,所述制备方法中采用的化学原料的重量份数为:
[0025]
[0026] 本发明的第二个方法是提供一种用于光稳定剂的2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类化合物,该化合物符合下列通式(I):
[0027]
[0028] 其中,R为C4-20的烃基,所述烃基中含有至少一个共轭部分。
[0029] 优选地,所述化合物为式(III)化合物。
[0030]
[0031] 本发明的2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类光稳定剂具有空间位阻效应的光稳定剂,同时也是反应中间体,主要应用于塑料薄膜、涂料、造纸、工程塑料等其它高分子材料,能直接参与化学反应,显著提高产品的耐光老化,延长产品的使用寿命。本发明采用(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂,利用催化剂酸度高可以活化在通常条件下无活性的饱和烃类,能使饱和烃类发生各种化学反应,还可以使一些苛刻的化学反应在常规条件下进行,克服了液体酸的缺点,具有与反应体系容易分离、不腐蚀设备、环境友好的优点。

具体实施方式

[0032] 下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍,以使更好的理解本发明,但是下述实施例并不限制本发明范围。
[0033] 本发明提供一种2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类光稳定剂,该光稳定剂符合通式(I):
[0034]
[0035] 其中,R为C4-20的烃基,所述烃基中含有至少一个共轭部分。。
[0036] 优选地,所述光稳定剂为式(II)化合物。
[0037]
[0038] 实施例1:
[0039] 式(II)2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类光稳定剂的合成方法,包括如下步骤:在装有搅拌的四口烧瓶中加入溶解在300份无水乙醇溶剂中的100份2,2,6,6-四甲基哌啶醇和50份粘康酸,再加入1份硫氰酸钾、0.1份氯化铑钠、1份98%浓硫酸、5份(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂,在60℃条件下,回流反应6小时,反应结束后,静置1小时,分离下层沉淀物,然后进行减压蒸馏,至浆状时,再与二次蒸馏水200份混合搅拌,静置20分钟,取上层部分;将上层部分再用二次蒸馏水200份混合搅拌,静置20分钟,再取上层部分;通过减压干燥,得到淡黄色固体粘康酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶-4基)酯。
[0040] 其中,(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂,通过以下步骤制备:
[0041] 步骤1:将20份TiCl4、20份硝酸锌分散在100份无离子水中,升温至95℃,然后立即加入50份25%氨水、5份四硼酸钠和3份碱式碳酸镍,保温3小时,然后降至室温,静置3小时后,过滤沉淀物,每次用100份无离子水清洗3次,用减压法在120℃干燥至水分全部蒸发;
[0042] 步骤2:将步骤1得到的产物在850℃下焙烧3小时;
[0043] 步骤3:将步骤2所得产物在10%硫酸溶液中浸泡2小时,然后在550℃下焙烧4小时;
[0044] 步骤4:将1份三苯基膦合钴和3份二茂铁混合,用20份无水乙醇溶解后,加到步骤3得到的产物中,在80℃下除去乙醇,再在135℃烘8小时,得到(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂。
[0045] 实施例2:
[0046] 式(II)2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类光稳定剂的合成方法,包括如下步骤:在装有搅拌的四口烧瓶中加入溶解在300份无水乙醇溶剂中的200份2,2,6,6-四甲基哌啶醇和100份粘康酸,再加入3份硫氰酸钾、0.3份氯化铑钠、3份98%浓硫酸、10份(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂,在70℃条件下,回流反应5小时,反应结束后,静置1小时,分离下层沉淀物,然后进行减压蒸馏,至浆状时,再与二次蒸馏水200份混合搅拌,静置20分钟,取上层部分;将上层部分再用二次蒸馏水200份混合搅拌,静置20分钟,再取上层部分;通过减压干燥,得到淡黄色固体粘康酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶-4基)酯。
[0047] 其中,(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂的制备方法同实施例1。
[0048] 实施例3:
[0049] 式(II)2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯类光稳定剂的合成方法,包括如下步骤:在装有搅拌的四口烧瓶中加入溶解在300份无水乙醇溶剂中的150份2,2,6,6-四甲基哌啶醇和75份粘康酸,再加入2份硫氰酸钾、0.2份氯化铑钠、2份98%浓硫酸、8份(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂,在65℃条件下,回流反应5.5小时,反应结束后,静置1小时,分离下层沉淀物,然后进行减压蒸馏,至浆状时,再与二次蒸馏水200份混合搅拌,静置20分钟,取上层部分;将上层部分再用二次蒸馏水200份混合搅拌,静置20分钟,再取上层部分;通过减压干燥,得到淡黄色固体粘康酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶-4基)酯。
[0050] 其中,(SO4)2-/TiO2-ZnO混晶固体酸载体配位催化剂的制备方法同实施例1。
[0051] 实施例4:
[0052] 用本发明的粘康酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶-4基)酯,以添加量为1%,生产0.04mm厚的农用果树保护用石头纸,与不加本发明光稳定剂生产0.04mm厚的农用果树保护用石头纸,通过日照自然老化后5个月测定每个月的性能数据进行比较,比较结果请见表1。
[0053] 表1
[0054]
[0055]
[0056] 表中,拉伸强度是用KY8000万能拉力试验机,测试样品长4.0cm、宽2.5cm。
[0057] 通过表1可知,加入本发明光稳定剂后的石头纸经5个月自然老化后,拉伸强度还有50%以上的保留率,说明本发明的光稳定剂的性能优良。
[0058] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。
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