一种制备受阻胺光稳定剂的方法与流程

本发明涉及光稳定剂，具体涉及一种制备受阻胺光稳定剂的方法。

背景技术：

1、受阻胺类光稳定剂(hinderedamine light stabilizer，简称hals)是一类以2,2,6,6-四甲基哌啶为母体的化合物，因其含有哌啶基，并且在哌啶基的氮原子上两侧的碳原子上各连有两个甲基，而氮原子上所连的基团受到两侧基团位阻，所以称之为受阻胺类光稳定剂。

2、传统的受阻胺类光稳定剂上是从三丙酮胺的结构上发展来的，其哌啶环上的n-h基团使光稳定剂有很大的碱性，这就限制了受阻胺类光稳定剂在酸性树脂、酸性配合剂和酸性环境条件下的使用，为拓宽其应用领域，低碱性化研究成为hals光稳定剂的研究热点。光稳定剂uv-152(2,4-双-[n-正丁基-n-(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基]-6-(2-羟乙氨基)-1,3,5-三嗪)属哌啶系n-烷氧基取代受阻胺，其碱性仅为非取代受阻胺光稳定剂的万分之一，而羟乙氨基与某些物质如三聚氰胺、异氰酸酯等交联，可赋予产品优良的耐抽提、耐迁移性，同时挥发性极低，比传统hals具有更好的光稳定作用。

3、现有技术报道了以三聚氯氰、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基丁胺、环己烷和乙醇胺为主要原料，三步法合成受阻胺光稳定剂uv-152的方法。该方法以丙酮为溶剂合成中间体二取代三聚氯氰；然后以moo3为催化剂，使中间体二取代三聚氯氰与环己烷反应；最后以甲苯为溶剂，碳酸氢钠为缚酸剂合成目标产物uv-152，总收率低，仅为64.4％。此外，该工艺路线存在后处理工艺复杂，需多次脱溶的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题之一，本发明提供了一种制备受阻胺光稳定剂的方法，该方法在制备受阻胺类光稳定剂特别是uv-152中，简单高效、后处理便捷且总收率高。

2、本发明提供一种制备如下式i所示的受阻胺光稳定剂的方法，包括如下步骤：

3、(1)化合物i-2与式i-3所示的醇胺进行取代反应，得到化合物i-4；

4、

5、(2)化合物i-4与环己烷在氧化剂存在下进行烷氧基化反应，得到式i所示的受阻胺光稳定剂，

6、

7、上述化合物i-2、化合物i-4和式i中，r选自氢、c1-c10烷基；式i-3、化合物i-4和式i中，l选自c1-c10亚烷基。

8、根据本发明的一些实施方式，上述化合物i-2、化合物i-4和式i中，r选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基或异己基。

9、根据本发明的一些实施方式，上述化合物i-2、化合物i-4和式i中，r选自正丁基、异丁基或叔丁基。

10、根据本发明的一些优选实施方式，上述化合物i-2、化合物i-4和式i中，r为正丁基。

11、根据本发明的一些实施方式，式i-3、化合物i-4和式i中，l选自亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基或亚叔丁基。

12、根据本发明的一些实施方式，式i-3、化合物i-4和式i中，l选自亚甲基、亚乙基或亚丙基。

13、根据本发明的一些优选实施方式，式i-3、化合物i-4和式i中，l为亚乙基。

14、根据本发明的一些优选实施方式，式i化合物具有下式所示结构：

15、

16、根据本发明的一些实施方式，化合物i-2通过包括如下步骤的方法制备得到：

17、(s1)使三聚氯氰与化合物i-1在芳烃溶剂中反应，得到含化合物i-2的有机相，

18、

19、其中，化合物i-1和化合物i-2中，r的定义同本文前述定义。

20、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，所述芳烃包括甲苯、二甲苯、氯苯、偏三甲苯、甲基乙基苯的一种或多种。根据本发明的一些实施方式，步骤s1中，所述芳烃包括甲苯和/或二甲苯。

21、本发明中，步骤(s1)得到的含化合物i-2的有机相为化合物i-2的芳烃溶液。在一些实施方式中，步骤(s1)得到的含化合物i-2的有机相为化合物i-2的甲苯溶液。在一些实施方式中，步骤(s1)得到的含化合物i-2的有机相为化合物i-2的二甲苯溶液。

22、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，三聚氯氰与所述芳烃的摩尔比为1：(4～20)，例如为1：4、1：5、1：8、1：10、1：12、1：15、1：18、1：20或它们之间的任意值。

23、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，三聚氯氰与化合物i-1的摩尔比为1：(1.8～2.2)，例如为1：1.8、1：1.9、1：2.0、1：2.1、1：2.2或它们之间的任意值。

24、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，所述反应的温度为50～70℃，例如为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或它们之间的任意值。

25、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，三聚氯氰与化合物i-1反应前和/或反应后，还向反应体系中加入水。在一些实施方式中，为充分溶解生成的盐使其分离干净，步骤(s1)中，所述芳烃和加入水的体积比为(0.8～1.5)：1，例如为0.8：1、0.9：1、1.0：1、1.2：1、1.5：1或它们之间的任意值。

26、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，三聚氯氰与化合物i-1反应后，去除反应体系中的水相，得到含化合物i-2的有机相。本发明中，步骤(s1)得到的含化合物i-2的有机相可不经分离，直接用于步骤(1)中与式i-3所示的醇胺进行取代反应。本发明中，通过在反应体系中加入水，可以溶解反应中生成的盐类，后处理过程中通过简单的分液操作即可分离出化合物i-2的有机相，同时去除反应中生成的盐类，分离和纯化过程简单。

27、根据本发明的一些实施方式，步骤(s1)中，所述取代反应在缚酸剂存在下进行。在一些实施方式中，所述缚酸剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种。

28、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)中，式i-3所示的醇胺与化合物i-2的摩尔比为(0.8～1.5)：1，例如为0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1或它们之间的任意值，优选为(0.8～1.2)：1。

29、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)中，所述取代反应的温度为100～180℃，例如为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或它们之间的任意值，优选为150～180℃。

30、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)中，所述取代反应的时间为6～18h，例如6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h或它们之间的任意值。

31、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)中，所述取代反应在芳烃类有机溶剂中进行。在一些实施方式中，所述芳烃类有机溶剂包括甲苯、二甲苯、氯苯、偏三甲苯、甲基乙基苯的一种或多种。在一些优选实施方式中，所述芳烃类有机溶剂包括甲苯和/或二甲苯。在一些实施方式中，步骤(1)的反应体系中还加入水。在一些实施方式中，步骤(1)中，所述芳烃类有机溶剂与水的体积比为(3～5)：1，优选为(3.5～4.5)：1。

32、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)中，所述取代反应在缚酸剂存在下进行。在一些实施方式中，所述缚酸剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种。

33、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)还包括：取代反应结束后，降温静置后分液，得到有机相，去除有机相中的有机溶剂，得到化合物i-4。

34、根据本发明的一些实施方式，步骤(1)中，所述取代反应在高压条件下进行，例如在高压反应釜中进行。在一些实施方式中，所述高压反应釜的压力为0.4mpa～2mpa。

35、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，所述氧化剂包括过氧化物。本发明所述过氧化物包括但不限于：叔丁基过氧化氢、过氧化氢、过氧乙酸的一种或多种。在一些实施方式中，所述氧化剂包括叔丁基过氧化氢和/或过氧化氢。在一些优选实施方式中，所述氧化剂包括过氧化氢。

36、根据本发明的一些实施方式，所述氧化剂与化合物i-4的摩尔比为(4～15)：1，例如为4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、12：1、15：1或它们之间的任意值，优选为(4～10)：1。

37、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，所述烷氧基化反应在催化剂存在下进行。在一些实施方式中，所述烷氧基化反应的催化剂与化合物i-4的摩尔比为(0.01～0.1)：1，例如为0.01:1、0.02:1、0.03:1、0.05:1、0.08:1、0.1:1或它们之间的任意值。在一些实施方式中，所述烷氧基化反应的催化剂包括三氧化钼、氧化镁、氢氧化镁、碳酸钠、氯化钠、氯化亚铜、氯化铁、氯化亚铁的一种或多种。在一些优选实施方式中，所述烷氧基化反应的催化剂包括三氧化钼、氯化铁、氯化亚铁中的一种或多种。

38、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，环己烷与化合物i-4的摩尔比(12～20)：1，例如为12：1、14：1、16：1、18：1、20：1或它们之间的任意值。

39、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，所述烷氧基化反应的温度为75～130℃。

40、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)还包括：烷氧基化反应结束后，向反应体系中加入脱色剂。在一些实施方式中，所述脱色剂包括但不限于：白土、活性炭、硅胶、树脂、edta的一种或多种。在一些优选实施方式中，所述脱色剂包括edta。

41、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，烷基化反应结束后，先降温并去除催化剂，再加入脱色剂。

42、根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，加入脱色剂后，进行固液分离，得到液相；液相经减压去除溶剂，得到式i所示的受阻胺光稳定剂。

43、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

44、(1)本发明采用先取代后烷氧基化的制备方法，后处理简单，生产周期短，适合受阻胺光稳定剂的n-烷氧基化，易于工业化大规模生产。

45、(2)本发明的方法，三聚氯氰与哌啶丁胺反应得到的中间体产物，无需进行复杂的后处理，仅通过除水操作即可直接用于下一步的反应，产品收率高。

46、(3)采用先取代后烷氧基化制备方法，省去了去除和回收丙酮溶剂的操作，减少溶剂种类，降低了溶剂回收套用的生产成本，减少杂质种类，提高产品品质，减少设备投资，节约成本。

47、(4)本发明的方法，烷氧基化反应过程中，可以大大减少环己烷的用量，且反应后不需要加入亚硫酸氢钠或碳酸氢钠等进行中和的步骤，后处理简单，进一步提高收率。

48、(5)本发明的方法可将反应时间由50h缩短至42h，产品总收率由64.4％提高至90％以上，生产周期短，效率高，能耗低。