受阻胺光穩(wěn)定劑UV3853的合成

姜國(guó)平 嚴(yán)曉陽(yáng) 朱霄鵬

（浙江迪耳化工有限公司，浙江金華321016）

受阻胺光穩(wěn)定劑UV3853的合成

姜國(guó)平 嚴(yán)曉陽(yáng) 朱霄鵬

（浙江迪耳化工有限公司，浙江金華321016）

受阻胺光穩(wěn)定劑UV3853的合成以硬脂酸甲酯和2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇為原料，在催化劑甲醇鈉的作用下，以二甲苯為溶劑進(jìn)行酯交換而得。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，取得了較佳的反應(yīng)條件：n（C9H19NO）：n（硬脂酸甲酯）=1.15：1，反應(yīng)時(shí)間為7 h，催化劑用量為硬脂酸甲酯質(zhì)量的8%。在此條件下合成的產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的收率達(dá)95.6%。

受阻胺光穩(wěn)定劑;UV3853;硬脂酸甲酯;2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇

受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS）是當(dāng)前世界受人矚目、發(fā)展較快的一類光穩(wěn)定劑[1-3]。受阻胺光穩(wěn)定劑本身具有獨(dú)特的光保護(hù)性能，其效率是一般傳統(tǒng)光穩(wěn)定劑的2～3倍，同時(shí)和紫外吸收劑、抗氧劑等助劑有良好的協(xié)同效應(yīng)[4]，且不使樹脂著色、低毒或無(wú)毒，因而是一種發(fā)展前景廣闊的助劑[5]。UV3853為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇硬脂酸酯，UV3853與其它受阻胺光穩(wěn)定劑770、944、783等相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）優(yōu)異的對(duì)表面（光澤度，粉化，黃變）的穩(wěn)定性；（2）低色污、低揮發(fā)性；（3）相容性好，無(wú)噴霜現(xiàn)象；（4）與其它穩(wěn)定劑，特別是高分子量的HALS和紫外吸收劑有最佳的協(xié)同作用的特性。

甲醇鈉是一種高效的酯交換反應(yīng)催化劑，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，通過(guò)不斷分離出甲醇使反應(yīng)進(jìn)行完全，本文研究了以甲醇鈉為催化劑，由2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇和硬脂酸甲酯酯交換合成得到UV3853，該法尚未見報(bào)道。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

儀器：安捷倫7890A氣相色譜、帶冷凝器、溫度計(jì)和攪拌的反應(yīng)裝置，SHZ－D(Ⅲ)水環(huán)式真空泵、WRS-1B數(shù)顯熔點(diǎn)儀。

試劑：硬脂酸甲酯 (自制）、化學(xué)純2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇、二甲苯、甲醇鈉。

1.2 UV3853的合成

在帶冷凝器、溫度計(jì)和攪拌的250 mL的三口燒瓶中，加入自制硬脂酸甲酯和2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇，二甲苯，攪拌下將催化劑甲醇鈉加入瓶中，回流反應(yīng)至分出的甲醇。反應(yīng)結(jié)束后加入適量冰乙酸中和然后蒸餾回收溶劑二甲苯，殘留物降溫后用水洗滌至水層pH為中性，有機(jī)層經(jīng)脫水后，得產(chǎn)品。分別產(chǎn)品的皂化值、熔點(diǎn)和透過(guò)率。反應(yīng)式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的選擇

表1為3種催化劑對(duì)產(chǎn)品收率的影響。反應(yīng)條件為：0.1 mol硬脂酸甲酯、0.11 mol 2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇、100 mL二甲苯、反應(yīng)時(shí)間為6 h、催化劑的用量為硬脂酸甲酯質(zhì)量的3.0%。經(jīng)過(guò)綜合比較，甲醇鈉活性高，價(jià)格相對(duì)便宜，易于制備和分離，且適用于工業(yè)上使用[6]。

表1 催化劑對(duì)產(chǎn)品收率的影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，考察各因素對(duì)產(chǎn)品收率的影響，結(jié)果見表2和表3。

表3 正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

由表3可見，各因素對(duì)產(chǎn)品收率的影響順序?yàn)椋?，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇和硬脂酸甲酯的摩爾比＞反應(yīng)時(shí)間＞催化劑用量。各因素的最優(yōu)組合時(shí)A3B2C3，即n（C9H19NO）：n（硬脂酸甲酯）=1.15：1，反應(yīng)時(shí)間為7 h，催化劑用量為硬脂酸甲酯質(zhì)量的8%。在最優(yōu)條件下制備了產(chǎn)品UV3853，其收率95.6%（以硬脂酸甲酯計(jì)）。

2.3 產(chǎn)品的質(zhì)量

在最優(yōu)條件下合成的產(chǎn)品UV3853，常溫下為白色固體，經(jīng)檢測(cè)，其熔點(diǎn)為29.4℃，皂化值為133.2 mgKOH/g，透過(guò)率（10%甲苯溶液）：425 nm為93.7%，450 nm為95.6%。產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 結(jié)論

首先，以甲醇鈉催化2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇和硬脂酸甲酯的酯交換反應(yīng)，并以二甲苯為溶劑，合成了產(chǎn)品UV3853，并測(cè)定了其質(zhì)量指標(biāo)。

其次，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到了最優(yōu)反應(yīng)條件為：n（C9H19NO）：n（硬脂酸甲酯）=1.15：1，反應(yīng)時(shí)間為7 h，催化劑用量為硬脂酸甲酯質(zhì)量的8%。在此條件下合成的產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且產(chǎn)品的收率達(dá)95.6%。

[1]林兆安.受阻胺光穩(wěn)定劑的進(jìn)展[J].精細(xì)石油化工, 1991(2):7-12.

[2]胡應(yīng)喜,劉霞,陳赤陽(yáng).受阻胺光穩(wěn)定劑的開發(fā)研究進(jìn)展[J].北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào),2004,12(2):15-22.

[3]王克智.受阻胺光穩(wěn)定劑開發(fā)進(jìn)展[J].精細(xì)石油化工, 1994(5):6-13.

[4]隋昭德,李杰,順書適.受阻胺光穩(wěn)定劑的開發(fā)應(yīng)用[J]塑料加工,2001,32(4):33-40.

[5]張澤朋.受阻胺光穩(wěn)定劑Tinuvin-770的合成[J].河北化工,1998（2）:43-45.

[6]魏菁晶,趙文軍,關(guān)建,等.十一至十五碳二元酸二（2，2，6，6-四甲基哌啶基）酯的合成及其光穩(wěn)定性研究[J].精細(xì)石油化工,2008,25(3):1-3.

The Synthesis of Hindered Amine Light Stabilizers UV3853

JIANG Guo-ping,YAN Xiao-yang,ZHU Xiao-peng
(Zhejiang Deyer Chemicals Co.,Ltd.,Jinhua 321016,China)

The hindered amine light stabilizer UV3853 was synthesized with methyl stearate and 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol with sodium methoxide as catalyst,xylene as solvent.The optimum reaction condition were found as follow:reaction time 7 h,mole ratio of 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol to methyl stearate 1.15 and sodium methoxide dosage 8%of the mass of methyl stearate.Under the optimum condition,the yield of UV3853 was up to 95.6%.The quality of UV3853 conforms standards.

hindered amine light stabilizer;UV3853;methyl stearate;2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol

1006-4184（2010）08-0019-02

2010-05-25

姜國(guó)平（1959-），男，浙江金華人，高級(jí)工程師，主要從事精細(xì)化工產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。