廷纳芬328的合成研究

论文摘要

廷纳芬328（UV-328）,中文全称为:2（2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基）苯并三唑,是一种优良的苯并三唑类紫外线吸收剂、抗氧化剂。其性能稳定、毒性低、紫外线吸收能力强,且其于多种高聚物相容性好,兼具有抗氧性能,与受阻胺类光稳定剂及抗氧剂协同效果较好,具有广泛的应用价值。通过苯酚和异戊烯烷基化反应制备2,4-二叔戊基苯酚（2,4-DTAP）,由2,4-DTAP与重氮盐偶合可得2-硝基-2’-羟基-3’,5’-二叔戊基-1,1’-偶氮苯（偶氮苯颜料）,还原偶氮苯颜料制得UV-328。对整个合成工艺进行物料衡算,以苯酚为基准的UV-328收率为:63.36%。以苯酚和异戊烯为原料合成2,4-DTAP的过程中,在对苯醌为阻聚剂条件下,对比七种催化剂对该烷基化反应的催化效果,得自制硅胶负载磷钨酸（PW/SiO2）的催化效果最佳。对物料比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素进行优化,通过正交试验确定合成2,4-DTAP的最佳工艺条件为:反应温度70℃;反应时间5h;苯酚与异戊烯摩尔比1∶2.3;催化剂用量0.2g/10mmol苯酚;对苯醌用量为0.01g/10mmol苯酚。在此条件下,2,4-DTAP收率可达78.7%。偶氮苯颜料的合成过程中,以邻硝基苯胺、浓盐酸、亚硝酸钠和2,4-DTAP为原料,经重氮化偶合反应制备中间体颜料。分别考察了甲醇、乙醇、石油醚为溶剂下偶合反应的收率,乙醇效果最佳。在乙醇为溶剂,添加量为20ml/0.01mol 2,4-DTAP条件下,考察了物料比、反应时间、溶剂用量对偶合反应的影响。得到最优化的工艺条件为:n（邻硝基苯胺）∶n（浓盐酸）∶n（亚硝酸钠）∶n（2,4-DTAP）=1∶3∶1.25∶1.1,氢氧化钠用量为1g/10mmol 2,4-DTAP,反应时间1h,此时,偶氮苯颜料的收率为90.76%。还原偶氮苯颜料闭环合成UV-328的过程中,采用以Raney-Ni为催化剂的催化剂加氢法和硫化钠-保险粉法还原偶氮苯颜料使其闭环合成UV-328。优化反应条件,催化加氢法及硫化钠保险粉法UV-328的收率分别可达91.5%及88.7%。从成本角度考虑宜选择硫化钠-保险粉法。由实验得出硫化钠-保险粉法合成UV-328的最佳工艺条件为:乙醇用量为20ml/10mmol氮氧化物,氮氧化物、保险粉、氢氧化钠的物质的量比为1∶1.75∶5,氢氧化钠溶液质量分数为18%,反应温度为80℃,反应时间为1h。分别对烷基化、重氮化偶合及还原闭环合成的产物用特征反应、IR及UV-Vis对产物进行结构鉴定,并确定最终产物为UV-328。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 廷纳芬328 概况
• 1.1.1 廷纳芬328 及其性质
• 1.1.2 廷纳芬328 生产现状
• 1.1.3 廷纳芬328 的应用
• 1.1.4 廷纳芬328 作用机理
• 1.2 廷纳芬328 的合成
• 1.2.1 中间体2,4-二叔戊基苯酚
• 1.2.2 中间体2-硝基-2'-羟基-3',5'-二叔戊基-1,1'-偶氮苯
• 1.2.3 偶氮颜料还原合成UV-328
• 1.3 本文研究的意义与内容
• 1.3.1 本文研究的意义
• 1.3.2 本文研究的内容
• 2 2,4-DTAP 的合成
• 2.1 实验原理
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验主要药品和试剂
• 2.2.2 合成与分析主要用仪器设备
• 2.2.3 催化剂的选择
• 2.2.4 2,4-DTAP 合成及提纯装置图
• 2.2.5 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 产物的确定
• 2.3.2 合成工艺研究
• 2.4 本章小结
• 3 2-硝基-2'-羟基-3',5'-二叔戊基-1,1'-偶氮苯的合成
• 3.1 实验原理
• 3.1.1 邻硝基苯胺重氮化
• 3.1.2 重氮偶合
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验主要药品和试剂
• 3.2.2 合成与分析主要用仪器设备
• 3.2.3 中间体颜料合成装置图
• 3.2.4 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 产物的确定
• 3.3.2 偶合工艺研究
• 3.4 本章小结
• 4 UV-328 的合成
• 4.1 实验原理
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验主要药品和试剂
• 4.2.2 合成与分析主要用仪器设备
• 4.2.3 UV-328 合成装置图
• 4.2.4 实验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 产物的确定
• 4.3.2 还原工艺研究
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录