2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－（2H‑苯并三唑基－2）]苯酚的无溶剂合成的制作方法

本发明涉及的是一种2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的无溶剂合成方法，具体地说是先以二正丙基胺和甲醛或多聚甲醛为原料合成二(正丙基氨基)甲烷，再和2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑在无溶剂的条件下通过缩合合成2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚，属于精细化工及高分子材料助剂领域。

背景技术：

2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚是一种性能优异的苯并三唑类紫外线吸收剂，又名紫外线吸收剂UV-360，2,2′-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)或2、2′－亚甲基双[6－(2H-苯并三唑基－2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]等，适用于PP、PE，也可用于聚苯乙烯、ABS树脂、PVC、尼龙、聚氨酯等。

UV-360的合成方法较多，但有工业价值的合成方法主要是先用甲醛、二烷基胺和一分子的2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑(又称UV-329)反应，生成2－(二烷基氨基)甲基－6－(苯并三唑基－2)苯酚，然后，在碱的催化作用下，在高沸点芳烃类溶剂中与第二分子的UV-329反应，生成UV-360(梁松杰.一种受阻胺类光稳定剂的制备方法[P].CN 104592136A，2015-05-06；Kubota N,Nishimura A.Process for preparing 2、2′-methylene-bis-(4-hydrocarbyl-6-benzo-triazolylphenols)[P].EP0180993A2,1986-05-14)。该方法的反应式如下：

其中，R₁，R₂＝乙基，正丙基，异丙基等。

该方法也可采用一锅法合成(张晓东，勾少萍；范小鹏等.2、2′－亚甲基双[6－(2H-苯并三唑基－2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]的制备方法[P].CN 105566238A，2016-05-11；Leistner W E,Moschchitisky S,Levent M.Process for preparing 2、2′-methylene-bis(6-(2H-benzo-triazol-2-yl)-4-hydrocarbylphenol s)[P].US5237071,1993-08-17。尽管以上方法具有收率较高的优点，但在第二步缩合反应中均要用二甲苯、三甲苯、异丙基苯等沸点比较高的有机溶剂作为反应介质，这些溶剂与副产物二烷基胺及产品分离比较困难，影响二烷基胺及溶剂的循环使用，残存在产品中还影响产品的质量。

技术实现要素：

为了克服以上方法存在的问题，本发明的发明者对合成2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚进行了深入的研究，发现先以二正丙基氨和甲醛(或多聚甲醛)为原料，通过缩合合成双(二正丙基氨基)甲烷，然后在碱的催化作用下，在无溶剂的条件下和UV-329缩合可顺利地合成2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚。该方法的合成原理如下:

由于不用高沸点溶剂，克服了现有方法存在的问题，即二正丙基氨容易回收及循环使用，产品质量高。

本发明的技术方案为：

一种2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的无溶剂合成方法，其工艺步骤如下：

(1)双(二正丙基氨基)甲烷的合成：在装有搅拌器、温度计和油水分离器的反应瓶中加入二正丙基胺和37％的甲醛水溶液(或多聚甲醛)，在不断搅拌下，加热到120℃进行脱水缩合反应，反应至无水蒸出(约3h)时，结束反应。先常压下蒸出过量的二正丙基胺，再减压蒸出双(二正丙基氨基)甲烷(100－110℃/20mmHg)。

(2)UV-360的合成：在装有搅拌器、温度计和蒸馏接收装置的反应瓶中加入UV－329、粉末状的氢氧化钠和双(二正丙基氨基)甲烷，在搅拌下加热到120℃，使物料全部融化，升高反应温度至140℃，并反应1h后，减压(100mmHg)蒸出反应生成的二正丙基胺，再提高反应温度到160℃，并于减压(100mmHg)下反应2～3h。停止加热，并排除负压。

(3)UV-360的提纯：待温度降至110℃时慢慢加入甲苯，使物料全部溶解。物料溶解后，使温度降到90℃，慢慢加入质量百分数为18％的盐酸，搅拌，使物料充分中和至中性。将反应物转移到烧杯中，用冰水冷却结晶4～5h后，过滤，滤饼先用水洗涤两次，再用甲醇洗涤两次，并于100～110℃烘干得UV-360。

进一步地，所述的二正丙基胺和37％的甲醛水溶液的质量比为1：0.35～0.50，优选为1：0.36～0.40，或二正丙基胺和多聚甲醛的质量比为1：0.14～0.18，优选为1：0.15～0.16。

所述的UV－329和双(二正丙基氨基)甲烷的质量比为1：0.65～1：0.80，优选为1：0.70～1：0.75。

所述的UV－329和氢氧化钠的质量比为1：0.11～1：0.14，优选为1：0.12～1：0.13。

所述的产品提纯过程中所用甲苯的质量为UV－329的1.3～1.7倍，优选为1.5～1.6倍。

所述的产品提纯过程中所用甲醇的质量为UV－329的1.3～1.7倍，优选为1.5～1.6倍。

本发明的一种2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的无溶剂合成方法的优点在于：不用高沸点溶剂，有利于二正丙基胺的回收及循环使用，并且反应时间短、产品收率和质量高。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的红外光谱图。

图2为本发明实施例1得到的2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的核磁共振氢谱图。

图3为本发明实施例1得到的2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的核磁共振碳谱图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

实施例中2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的含量采用高效液相色谱分析。液相色谱分析条件为，色谱柱：HyperODS2C18柱(250mm×4.6mm)；流动相：V(乙腈)/V(水)＝90/10；流速：1.0mL/min；柱温：室温；检测波长：210nm。所用液相色谱仪为美国沃特世公司的Waters 600型高效液相色谱仪。二正丙基胺和双(二正丙基氨基)甲烷的含量采用气相色谱分析，所用仪器为岛津GC-14C气相色谱仪，分析条件如下：柱型：AC1.10，进样温度200℃，检测温度：300℃，流动相：氯仿，采用程序升温，每分钟20℃。色谱数据采用浙大智能N2000数据工作站处理，含量采用面积归一法计算。

实施例1

双(二正丙基氨基)甲烷的合成，其工艺步骤如下：

在装有搅拌器、温度计和油水分离器的1000mL三口烧瓶中加入444g二正丙基胺和162g 37～40％的甲醛水溶液，在不断搅拌下，加热到120℃进行脱水缩合反应，反应至无水蒸出(约3h)时，结束反应。先常压下蒸出过量的二正丙基胺约50g，再减压蒸馏，收集100～110℃/20mmHg)馏分，得双(二正丙基氨基)甲烷401g(理论428g)，收率93.69％,含量98.8％。

实施例2

双(二正丙基氨基)甲烷的合成，其工艺步骤如下：

在装有搅拌器、温度计和油水分离器的1000mL三口烧瓶中加入444g二正丙基胺和64g 94％的多聚甲醛，在不断搅拌下，加热到120℃进行脱水缩合反应，反应至无水蒸出(约2h)时，结束反应。先常压下蒸出过量的二正丙基胺约50g，再减压蒸馏，收集100～110℃/20mmHg)馏分，得双(二正丙基氨基)甲烷402g(理论428g)，收率93.93％,含量98.9％。

实施例3

2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的无溶剂合成，其工艺步骤如下：

(1)UV-360的合成：在装有搅拌器、温度计和蒸馏接收装置的反应瓶中加入323g UV－329、4g粉末状的氢氧化钠和128g双(二正丙基氨基)甲烷，在搅拌下加热到120℃，使物料全部融化，升高反应温度至140℃，并反应1h后，减压(100mmHg)蒸出反应生成的二正丙基胺，再提高反应温度到160℃，并于减压(100mmHg)下反应2h。停止加热，并排除负压。反应过程中回收二正丙基胺103g(理论量122g),回收率84.4％,含量98.7％。

(2)UV-360的提纯：待温度降至110℃时慢慢加入500g甲苯，使物料全部溶解。物料溶解后，使温度降到90℃，慢慢加入质量百分数为18％的盐酸(约40g)，搅拌，使物料充分中和至中性。将反应物转移到烧杯中，用冰水冷却结晶4～5h后，过滤，滤饼先用150mL×2的去离子水洗涤两次，再用250g×2的甲醇洗涤两次，并于100～110℃烘干得UV-360 231g(理论产量329g),产品熔点197～198℃，产率70.2％，含量99.3％。

本发明还通过红外和核磁共振测定对本实施例得到的产物结构进行了表征。图1为本发明实施例1得到的UV-360的红外光谱图；图2为本发明实施例1得到的UV-360的¹H NMR(500MHz,CDCl₃)；图3为本发明实施例1得到的UV-360的¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)。

图1中，3429cm^-1为酚羟基的O-H伸缩振动峰，1256cm^-1为酚羟基的O-H弯曲振动峰，2955cm^-1为饱和碳上的C-H伸缩振动峰，1459cm^-1为饱和碳上的C-H弯曲振动峰，1391和1363cm^-1为叔丁基上的C-H弯曲振动峰，3066cm^-1为芳环上的C-H伸缩振动峰，1603和1567cm^-1为芳环上的C＝C伸缩振动峰，875和739为芳环上的C-H弯曲振动峰。以上分析说明图1中的红外光谱符合UV-360的分子结构特征。

图2中，0.72ppm处的峰为9号位置(甲基)的氢质子峰，1.41ppm处的峰为7号位置(甲基)的氢质子峰，1.75ppm处的峰为8号位置(亚甲基)的氢质子峰，4.32ppm处的峰为4号位置(亚甲基)的氢质子峰，7.38ppm处的峰为6号位置(苯环)的氢质子峰，7.47ppm处的峰为2号位置(苯环)的氢质子峰，7.94ppm处的峰为1号位置(苯环)的氢质子峰，8.31ppm处的峰为5号位置(苯环)的氢质子峰，11.54ppm处的峰为3号位置(酚羟基)的氢质子峰。以上分析说明图2中氢核的化学位移符合UV-360的分子结构特征。

图3中，145.71ppm处的峰为3号位置(甲基)的碳核峰，142.76ppm处的峰为9号位置的碳核峰，141.36ppm处的峰为5号位置的碳核峰，129.93ppm处的峰为4号位置的碳核峰，129.40ppm处的峰为2号位置的碳核峰，127.4ppm处的峰为6号位置的碳核峰，124.51ppm处的峰为1号位置的碳核峰，117.61ppm处的峰为8号位置的碳核峰，116.72ppm处的峰为10号位置的碳核峰，56.68ppm处的峰为13号位置的碳核峰，38.22ppm处的峰为11号位置的碳核峰，32.33ppm处的峰为14号位置的碳核峰，32.07ppm处的峰为15号位置的碳核峰，30.90ppm处的峰为12号位置的碳核峰，32.33ppm处的峰为7号位置的碳核峰，76.75ppm、77.00ppm、77.26ppm处的峰为溶剂CHCl₃中碳核的三重峰。以上分析说明图2中碳核的化学位移符合UV-360的分子结构特征。

以上分析表明本实施例合成的产物为UV-360。

实施例4

2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的无溶剂合成，其工艺步骤如下：

(1)UV-360的合成：在装有搅拌器、温度计和蒸馏接收装置的反应瓶中加入323g UV－329、4g粉末状的氢氧化钠和128g双(二正丙基氨基)甲烷，在搅拌下加热到120℃，使物料全部融化，升高反应温度至140℃，并反应1h后，减压(100mmHg)蒸出反应生成的二正丙基胺，再提高反应温度到160℃，并于减压(100mmHg)下反应3h。停止加热，并排除负压。反应过程中回收二正丙基胺103.5g(理论量122g),回收率84.8％,含量98.6％。

(2)UV-360的提纯：待温度降至110℃时慢慢加入500g甲苯，使物料全部溶解。物料溶解后，使温度降到90℃，慢慢加入质量百分数为18％的盐酸(约40g)，搅拌，使物料充分中和至中性。将反应物转移到烧杯中，用冰水冷却结晶4～5h后，过滤，滤饼先用150mL×2的去离子水洗涤两次，再用250g×2的甲醇洗涤两次,并于100～110℃烘干得UV-360 231.3g(理论产量329g),产品熔点197～198℃，产率70.3％，含量99.2％。

按照实施例3中的表征方式对本实施例的产品进行检测，证明本实施例得到的产物为目标产物。

实施例5

一种2、2′－亚甲基－双[4－特辛基－6－(2H-苯并三唑基－2)]苯酚的无溶剂合成方法，其工艺步骤如下：

(1)双(二正丙基氨基)甲烷的合成：在装有搅拌器、温度计和油水分离器的1000mL三口烧瓶中加入444g二正丙基胺(回收)和162g 37～40％的甲醛水溶液，在不断搅拌下，加热到120℃进行脱水缩合反应，反应至无水蒸出(约3h)时，结束反应。先常压下蒸出过量的二正丙基胺约50g，再减压蒸馏，收集100～110℃/20mmHg)馏分，得双(二正丙基氨基)甲烷400g(理论428g)，收率93.45％,含量98.6％。

(2)UV-360的合成：在装有搅拌器、温度计和蒸馏接收装置的反应瓶中加入323g UV－329、4g粉末状的氢氧化钠和128g双(二正丙基氨基)甲烷，在搅拌下加热到120℃，使物料全部融化，升高反应温度至140℃，并反应1h后，减压(100mmHg)蒸出反应生成的二正丙基胺，再提高反应温度到160℃，并于减压(100mmHg)下反应2h。停止加热，并排除负压。反应过程中回收二正丙基胺103.2g(理论量122g),回收率84.6％,含量98.9％。

(3)UV-360的提纯：待温度降至110℃时慢慢加入500g甲苯，使物料全部溶解。物料溶解后，使温度降到90℃，慢慢加入质量百分数为18％的盐酸(约40g)，搅拌，使物料充分中和至中性。将反应物转移到烧杯中，用冰水冷却结晶4～5h后，过滤，滤饼先用150mL×2的去离子水洗涤两次，再用250g×2的甲醇洗涤两次,并于100～110℃烘干得UV-360 230.6g(理论产量329g),产品熔点197～198℃，产率70.1％，含量99.2％。

按照实施例3中的表征方式对本实施例的产品进行检测，证明本实施例得到的产物为目标产物。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。