一種uv770的制備方法
【專利摘要】一種UV770的制備方法，包括以下步驟：S1、將（a）具有下述分子的2,2,6,6?四甲基哌啶醇和(b)具有下述分子式的癸二酸通入反應(yīng)罐中進(jìn)行熔融混合；S2、向反應(yīng)器中通入氮氣對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)；S3、向反應(yīng)器中加入鈦系催化劑，并保溫反應(yīng)；S4、反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至100℃～110℃，并趁熱過濾；S5、對過濾液進(jìn)行降溫，析出晶體，并通過水洗，粗產(chǎn)品進(jìn)一步精制即得純品UV770或通過蒸出水，直接得到產(chǎn)品。這種制備方法具有反應(yīng)效率大，精制方便等特點。
【專利說明】
一種UV770的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[00011本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域，尤其涉及一種UV770的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 受阻胺類光穩(wěn)定劑（HALS)由于其優(yōu)越的性能，成為合成材料助劑中光穩(wěn)定劑消 費(fèi)市場的主流，在世界光穩(wěn)定劑市場消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著光穩(wěn)定劑的基礎(chǔ)研究 和應(yīng)用研究的不斷深入，HALS的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。目前，HALS的應(yīng)用已經(jīng)涵蓋農(nóng)膜、工 程塑料、纖維、高分子涂料、人造地毯以及戶外各種塑料制品等眾多領(lǐng)域中。
[0003] 而現(xiàn)有的受阻胺類光穩(wěn)定劑制備方法都是通過溶劑油將反應(yīng)原料溶解互混來進(jìn) 行反應(yīng)的，如申請?zhí)枮?201310185948.4的中國專利《一種UV770的制備方法》中公開了一種 UV770的制備方法，其是將2，2，6，6-四甲基哌啶醇、癸二酸加入到溶劑油中，通氮氣保護(hù)，升 溫溶解的條件下進(jìn)行保溫，然后進(jìn)行回流反應(yīng)，其中2,2,6,6_四甲基哌啶醇與癸二酸的摩 爾比為2.0 :1至2.6 :1，反應(yīng)完成后采用降溫析出，通過分離溶劑，水洗得到粗產(chǎn)品，粗 產(chǎn)品投入新鮮的溶劑油中加入活性炭脫色重結(jié)晶即得純品UV770。
[0004] 但是，這個過程中需要溶劑油的參與，所以在反應(yīng)的最后需要將溶劑油和反應(yīng)產(chǎn) 物進(jìn)行分離，這樣不利于提高光穩(wěn)定劑的生產(chǎn)效率，而且溶劑油使用過多也會對環(huán)境造成 污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種無需采用溶劑油且反應(yīng)效 率高的UV770的制備方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種UV770的制備方法，包括以下 步驟:S1、將(a)具有下述通式的2,2,6,6-四甲基哌啶醇
和(b)具有下述 分子式的癸二g
I入反應(yīng)罐中進(jìn)行熔融混合；S2、向反應(yīng)器中通入氮 氣對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù);S3、同時向反應(yīng)器中加入鈦系催化劑，并保溫反應(yīng);S4、反應(yīng)完成后將反 應(yīng)物的溫度降至l〇〇°C~110°C，并趁熱過濾；S5、對過濾液進(jìn)行降溫，析出晶體，并通過水 洗，粗產(chǎn)品進(jìn)一步精制即得純品UV770或通過蒸出水，直接得到產(chǎn)品。
[0007] 本發(fā)明具有下述優(yōu)點：由于2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸是在熔融混合下進(jìn)行 的，從而省去了一般工藝中通過溶劑油對2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸的溶解混合這一 步驟，進(jìn)而也就省去了將反應(yīng)產(chǎn)物與溶劑油分離的步驟。而且熔融的混合方式，允許工作人 員在相同的體積內(nèi)加入更多量的反應(yīng)物，分子間碰撞頻率增大，從而利于提高反應(yīng)的效率。
[0008] 作為優(yōu)選，S1中通入反應(yīng)器的2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸的摩爾比為2.2:1 ~2.4:1〇
[0009] 在該種摩爾比的情況下，癸二酸能夠與2,2，6,6_四甲基哌啶醇發(fā)生充分地反應(yīng)， 從而提高了癸二酸的轉(zhuǎn)化率。
[0010] 作為優(yōu)選，S3中2，2，6，6-四甲基哌啶醇和癸二酸的反應(yīng)溫度保持在140 °C~220 °C，反應(yīng)時間控制在6~10h。
[0011] 將溫度控制在140°c~220°C范圍，這樣在保證正常反應(yīng)的情況下，可以減少反應(yīng) 物和產(chǎn)物的揮發(fā)，同時，水的沸點為l〇〇°C，所以這樣也有利于水從反應(yīng)物中脫離出來，因 此，也有利于提高轉(zhuǎn)化率。另外，鈦系催化劑的使用也提高了反應(yīng)速率，減少了反應(yīng)的時間。
[0012] 作為優(yōu)選，該反應(yīng)每隔2~3小時，緩慢釋放一下反應(yīng)器中的壓力并同時向反應(yīng)器 中補(bǔ)充氮氣。
[0013]反應(yīng)每隔2~3小時，釋放一下反應(yīng)器中的壓力，這樣可以將反應(yīng)器中的壓力減小， 并且水蒸氣也會隨之被排出，從而可以防止反應(yīng)向逆向進(jìn)行，并且可以大大提高了反應(yīng)的 轉(zhuǎn)化率。而且補(bǔ)充氮氣，可以有效地在高溫下對反應(yīng)物進(jìn)行保護(hù)，防止其被空氣氧化。
[0014]作為優(yōu)選，S3中的鈦系催化劑可以為鈦酸正丁酯、丁二醇鈦和丁二酸鈦，優(yōu)選為鈦 酸正丁酯和鈦酸四異丙酯。
[0015]鈦系催化劑主要利用的是鈦元素的活性，所以對反應(yīng)能夠起到很高的催化效果， 而優(yōu)選鈦酸正丁酯主要是因為其具有低毒，能溶解多數(shù)有機(jī)物等特點，所以其可以與2,2， 6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸進(jìn)行充分的混合，從而提高了2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸 之間的催化效果。而且2,2,6,6-四甲基哌啶醇和癸二酸在酯化反應(yīng)中會產(chǎn)生大量的水，而 鈦酸正丁酯遇到水后會迅速發(fā)生水解，從而變成了膠狀物，這樣便阻止了反應(yīng)的逆向進(jìn)行， 提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。同時，S5中利用了趁熱過濾的防止，很容易將膠狀物和反應(yīng)產(chǎn)物分離 開來，進(jìn)而大大提高了產(chǎn)品的純度。
[0016]作為優(yōu)選，所述鈦系催化劑的用量為底物的8%~12%，最好在10.3%。
[0017]將鈦系催化劑控制在底物的8%~12%之間，這樣一方面鈦酸正丁酯能夠?qū)φ麄€反 應(yīng)進(jìn)行足夠長時間的操作，另一方面鈦酸正丁酯也可以消耗掉一部分反應(yīng)產(chǎn)生的水，所以 大大提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。
[0018] 作為優(yōu)選，該反應(yīng)每隔2~3小時，緩慢釋放一下反應(yīng)器中的壓力并同時向反應(yīng)器 中補(bǔ)充氮氣。
[0019] 作為優(yōu)選，S1中的2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸是通過磁力攪拌混合。
[0020] 利用磁力攪拌來混合反應(yīng)物，這樣由于沒有攪拌槳從外界伸入到反應(yīng)器中，所以 降低了反應(yīng)器泄漏的可能性，避免了反應(yīng)器內(nèi)的物質(zhì)被氧化的可能性。
【具體實施方式】
[0021 ] -種UV770的制備方法，包括步驟一:將2，2，6，6-四甲基哌啶圍
和癸二酸 以摩爾比為2.2:1~2.4:1通入反應(yīng)罐利用磁力攪拌的方式
熔融混合;步驟二：向反應(yīng)器中通入氮氣對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，使反應(yīng)器內(nèi)的壓力處于一個標(biāo)準(zhǔn) 大氣壓狀態(tài)下；步驟三：向反應(yīng)器中加入為底物8%~12%的鈦酸正丁酯，并保溫反應(yīng)；步驟 四：反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至100°C~110°C，并趁熱過濾;步驟五:對濾液進(jìn)行降溫， 析出晶體，并通過水洗，粗產(chǎn)品進(jìn)一步精制即得純品UV770或通過蒸出水，直接得到產(chǎn)品。 [0022]由于理論上2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸的反應(yīng)過程是以2:1的方式進(jìn)行消耗 的，所以將2,2，6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸的摩爾比設(shè)置成2.2:1~2.4:1，這主要是由于 2,2,6,6_四甲基哌啶醇相對于癸二酸更容易汽化，從而為了使癸二酸能夠充分的發(fā)生反 應(yīng)，此處，2，2，6，6-四甲基哌啶醇和癸二酸的比值優(yōu)選為2.35:1，如下表所示，在180 °C情 況下，反應(yīng)6小時，2,2,6,6_四甲基哌啶醇與癸二酸的比值與癸二酸的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。
[0023]所以當(dāng)2,2，6，6_四甲基哌啶醇和癸二酸的比值達(dá)到2.35:1的時候，癸二酸的轉(zhuǎn)化 率較高，且2，2，6，6-四甲基哌啶醇的浪費(fèi)也較少。
[0024] 而2，2，6，6-四甲基哌啶醇和癸二酸進(jìn)行熔融混合，這樣可以加大2，2，6，6-四甲基 哌啶醇和癸二酸的分子之間的碰撞頻率，從而可以提高反應(yīng)的速率，而且這樣可以省去溶 劑油的使用，進(jìn)而也就會省去將反應(yīng)產(chǎn)物與溶劑油進(jìn)行分離的步驟，從而提高了 UV770的生 產(chǎn)效率。
[0025] 將反應(yīng)的溫度保持在140 °C~220°C，這樣主要是為了盡量避免2，2，6，6-四甲基哌 啶醇和癸二酸的汽化，這樣也保證2，2，6，6_四甲基哌啶醇和癸二酸能夠正常地進(jìn)行反應(yīng)。 具體的溫度選擇還需要根據(jù)實際所選的反應(yīng)原料來確定。
[0026] 由于使用了鈦系催化劑，所以2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸在正常情況下能夠 6~10小時就可以反應(yīng)完全，而鈦系催化劑優(yōu)選鈦酸正丁酯，主要是因為鈦酸正丁酯不僅能 夠?qū)?,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸的反應(yīng)進(jìn)行催化，而且由于2,2,6,6_四甲基哌啶醇和 癸二酸反應(yīng)的過程中會產(chǎn)生大量的水，所以鈦酸正丁酯遇水會直接發(fā)生水解反應(yīng)，生成不 溶性的氫氧化鈦膠狀物，這樣反應(yīng)的平衡就可以向正方向推近，而且反應(yīng)后只要趁反應(yīng)產(chǎn) 物還是熔融狀態(tài)的情況下馬上過濾，就可以將反應(yīng)產(chǎn)物和膠狀物發(fā)生分離，從而提高了反 應(yīng)的效率，而水解過程中產(chǎn)生的正丁醇其沸點為117°C左右，所以很快就會從反應(yīng)物中揮發(fā) 出去。
[0027] 理論上鈦酸正丁酯的量為底物的16%左右的時候，就可以將反應(yīng)所產(chǎn)生的水完全 消耗掉了，所以在反應(yīng)的過程中，每隔2~3小時對反應(yīng)器進(jìn)行緩慢的放壓處理這樣不僅可 以減少反應(yīng)的負(fù)載，而且產(chǎn)生的水也會馬上汽化從而反應(yīng)器中排出，從而在保證反應(yīng)向正 方向進(jìn)行的同時，還能夠適當(dāng)減少鈦酸正丁酯的使用。此時，繼續(xù)補(bǔ)充氮氣，主要是為了防 止產(chǎn)物和未反應(yīng)完的原料與空氣接觸在較高溫度的而發(fā)生氧化而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0028]最后再進(jìn)行水洗精制的方式可以使產(chǎn)物的純度達(dá)到99%以上，而且在這過程中利 用磁力攪拌的方式減少不必要的物體對反應(yīng)裝置空間的占用，有利于增大產(chǎn)物的產(chǎn)量。
[0029] 實施例一、 將2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸以摩爾比為2.35:1通入反應(yīng)罐內(nèi)利用磁力攪拌的 方式攪拌2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸，并不斷加熱至140°C使它們?nèi)廴诨旌?；同時，再 向反應(yīng)器中通入氮氣，對反應(yīng)器進(jìn)行排空處理，對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，并且使反應(yīng)器內(nèi)的壓力處 于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下；然后，向反應(yīng)器中加入為底物8%的鈦酸正丁酯，并保溫進(jìn)行反 應(yīng)，且每隔2小時釋放一下反應(yīng)器中的氣體，并不斷補(bǔ)充氮氣;反應(yīng)持續(xù)時間為10小時，反應(yīng) 中癸二酸的轉(zhuǎn)化率為95.3%，反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至110°C，并趁熱進(jìn)行過濾;而后 使濾液降溫至常溫狀態(tài)，析出晶體，并通過水洗，重結(jié)晶或蒸發(fā)的方式，直接得到純度為 99.1%的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0030] 實施例二、 將2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸以摩爾比為2.35:1通入反應(yīng)罐內(nèi)利用磁力攪拌的 方式攪拌2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸，并不斷加熱至220°C使它們?nèi)廴诨旌?；同時，再 向反應(yīng)器中通入氮氣，對反應(yīng)器進(jìn)行排空處理，對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，并且使反應(yīng)器內(nèi)的壓力處 于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下;然后，向反應(yīng)器中加入為底物12%的鈦酸正丁酯，并保溫進(jìn)行反 應(yīng)，且每隔2小時釋放一下反應(yīng)器中的氣體，并不斷補(bǔ)充氮氣;反應(yīng)持續(xù)時間為8小時，反應(yīng) 中癸二酸的轉(zhuǎn)化率為97.4%，反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至100°C，并趁熱進(jìn)行過濾;而后 使濾液降溫至常溫狀態(tài)，析出晶體，并通過水洗，重結(jié)晶或蒸發(fā)的方式，直接得到純度為 99.7%的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0031] 實施例三、 將2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸以摩爾比為2.35:1通入反應(yīng)罐內(nèi)利用磁力攪拌的 方式攪拌2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸，并不斷加熱至220°C使它們?nèi)廴诨旌?；同時，再 向反應(yīng)器中通入氮氣，對反應(yīng)器進(jìn)行排空處理，對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，并且使反應(yīng)器內(nèi)的壓力處 于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下;然后，向反應(yīng)器中加入為底物10%的鈦酸正丁酯，并保溫進(jìn)行反 應(yīng)，且每隔3小時釋放一下反應(yīng)器中的氣體，并不斷補(bǔ)充氮氣;反應(yīng)持續(xù)時間為6小時，反應(yīng) 中癸二酸的轉(zhuǎn)化率為96.6%，反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至110°C，并趁熱進(jìn)行過濾;而后 使濾液降溫至常溫狀態(tài)，析出晶體，并通過水洗，重結(jié)晶或蒸發(fā)的方式，直接得到純度為 99.3%的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0032]實施例四、 將2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸以摩爾比為2.35:1通入反應(yīng)罐內(nèi)利用磁力攪拌的 方式攪拌2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸，并不斷加熱至180°C使它們?nèi)廴诨旌?；同時，再 向反應(yīng)器中通入氮氣，對反應(yīng)器進(jìn)行排空處理，對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，并且使反應(yīng)器內(nèi)的壓力處 于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下;然后，向反應(yīng)器中加入為底物12%的鈦酸正丁酯，并保溫進(jìn)行反 應(yīng)，且每隔2小時釋放一下反應(yīng)器中的氣體，并不斷補(bǔ)充氮氣;反應(yīng)持續(xù)時間為8小時，反應(yīng) 中癸二酸的轉(zhuǎn)化率為95.8%，反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至100°C，并趁熱進(jìn)行過濾;而后 使濾液降溫至常溫狀態(tài)，析出晶體，并通過水洗，重結(jié)晶或蒸發(fā)的方式，直接得到純度為 99.4%的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0033] 實施例五、 將2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸以摩爾比為2.35:1通入反應(yīng)罐內(nèi)利用磁力攪拌的 方式攪拌2,2,6,6_四甲基哌啶醇和癸二酸，并不斷加熱至220°C使它們?nèi)廴诨旌?；同時，再 向反應(yīng)器中通入氮氣，對反應(yīng)器進(jìn)行排空處理，對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，并且使反應(yīng)器內(nèi)的壓力處 于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下;然后，向反應(yīng)器中加入摩爾量為底物12%的鈦酸正丁酯，并保溫 進(jìn)行反應(yīng)，且每隔2小時釋放一下反應(yīng)器中的氣體，并不斷補(bǔ)充氮氣;反應(yīng)持續(xù)時間為10小 時，反應(yīng)中癸二酸的轉(zhuǎn)化率為98.1%，反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至100°C，并趁熱進(jìn)行過 濾;而后使濾液降溫至常溫狀態(tài)，析出晶體，并通過水洗，重結(jié)晶或蒸發(fā)的方式，直接得到純 度為99.8%的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施 例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種UV770的制備方法，包括W下步驟：51、 將(a)具有下述分子式的2，2，6，6-四甲基贓晚匯 具有下述 分子式的癸二酸i入反應(yīng)罐中進(jìn)行烙融混合； 52、 向反應(yīng)器中通入氮氣對反應(yīng)進(jìn)行保護(hù)； 53、 同時向反應(yīng)器中加入鐵系催化劑，并保溫反應(yīng)； 54、 反應(yīng)完成后將反應(yīng)物的溫度降至ioo°c~Iior，并趁熱過濾； 55、 對過濾液進(jìn)行降溫，析出晶體，并通過水洗，粗產(chǎn)品進(jìn)一步精制即得純品UV770或通 過蒸出水，直接得到產(chǎn)品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UV770的制備方法，其特征在于:S1中通入反應(yīng)器中的2， 2，6，6-四甲基贓晚醇和癸二酸的摩爾比為2.2:1~2.4:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種UV770的制備方法，其特征在于：S3中2,2,6,6-四甲基贓 晚醇和癸二酸的反應(yīng)溫度保持在14〇°C~220°C，反應(yīng)時間控制在6~IOh。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種UV770的制備方法，其特征在于:該反應(yīng)每隔2~3小時，緩 慢釋放一下反應(yīng)器中的壓力并同時向反應(yīng)器中補(bǔ)充氮氣。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UV770的制備方法，其特征在于:S3中的鐵系催化劑可W 為鐵酸正下醋、下二醇鐵和下二酸鐵，優(yōu)選為鐵酸正下醋或鐵酸四異丙醋。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種UV770的制備方法，其特征在于:所述鐵系催化劑的用量 為底物的8%~12%，最好為10.3%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UV770的制備方法，其特征在于：S1中的2,2,6,6-四甲基 贓晚醇和癸二酸是通過磁力攬拌混合。
【文檔編號】C07D211/46GK105906550SQ201610344335
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】周興旺, 潘行平
【申請人】杭州欣陽三友精細(xì)化工有限公司