[发明专利]一种受阻胺类化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于添加剂技术领域，尤其涉及一种受阻胺类化合物及其制备方法。

背景技术

高分子材料曝露在日光或强的荧光下，易发生光氧化反应，导致聚合物降解，使得高分子材料制品的外观和物理机械性能下降。目前防止光氧化的措施除了改进聚合工艺和产品结构外，另一主要途径是添加光稳定剂。光稳定剂作为一种高分子材料助剂，具有抑制或减缓光降解、提高材料耐光性的特性，其用量极少，通常仅需高分子材料重量的0.01%~0.5%。光稳定剂的作用机理主要分为三种：屏蔽、反射紫外线或者吸收紫外线并转化为无害的热能；淬灭被紫外线激发的分子或基因的激发态，从而排除或减缓光反应发生的可能性；捕获因光氧化而产生的自由基，阻止自由基反应。

目前，光稳定剂的种类主要有二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、三嗪衍生物类化合物和受阻胺类化合物等。其中，受阻胺类化合物是近几年来新发展起来的光稳定剂，其均具有特征性的四甲基哌啶结构。受阻胺类化合物可作为光稳定剂的原理为：受阻胺类化合物经氧化或与聚合物氧化产生的过氧化氢反应生成氮氧自由基，氮氧自由基通过传递能量的途径，使处于激发态的单线态氧回到基态，从而阻止单线态氧引起聚合物降解反应的发生，同时氮氧自由基也可以进一步捕获自由基，提高受阻胺类化合物的光稳定效果。受阻胺类化合物的光稳定效果是传统吸收型光稳定剂的2~4倍。除光稳定作用之外，受阻胺类化合物还具有抗氧化、吸收紫外线等多种功能，且与紫外线吸收剂和抗氧化剂均有良好的协同效应。

受阻胺类化合物分为哌啶衍生物、咪唑酮衍生物和氮杂环烷酮衍生物等。其中哌啶衍生物GW-944是目前受阻胺类光稳定剂中应用性能最好的品种之一，其具有挥发性低，热稳定性高，与树脂相溶性好而不易迁移，塑料易成型和使用无刺激性等优点，是仅有的通过美国FDA认可的受阻胺类产品之一。但GW-944易溶于碳酸二甲酯等有机溶剂中，以其作为密封材料的光稳定剂长期使用时，会溶于溶剂析出，导致材料的光氧化降解速度加快。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种受阻胺类化合物及其制备方法，该化合物光稳定性能好且不会溶解析出。

本发明提供了一种受阻胺类化合物，如式（I）所示：

式（I）中，m=1~9，n=3~10。

本发明提供了一种受阻胺类化合物的制备方法，包括以下步骤：

A）将式（II）结构的化合物与保护试剂在保护气氛中反应，得到氨基保护的中间产物；

B）将所述氨基保护的中间产物与式（III）结构的端烯化合物反应，脱保护后得到式（I）结构的受阻胺类化合物；

其中，m=1~9，n=3~10，X为Cl、Br或I。

优选的，所述式（II）结构的化合物与保护试剂的摩尔比为1:2~2.5。

优选的，所述步骤A中反应的反应时间为3.5~4.5h。

优选的，所述氨基保护的中间产物与式（III）结构的端烯化合物的摩尔比为1:1~4。

优选的，所述步骤B中反应的反应时间为9~15h。

优选的，所述氨基保护的中间产物的保护基团为烷氧羰基、酰基或烷基。

优选的，所述烷氧羰基为苄氧羰基、叔丁氧羰基、笏甲氧羰基、烯丙氧羰基、三甲基硅乙氧羰基、甲氧羰基或乙氧羰基。

优选的，所述酰基为邻苯二甲酰基、对甲苯磺酰基、三氟乙酰基、邻硝基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、特戊酰基或苯甲酰基。

优选的，所述烷基为三苯甲基、2,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苄基或苄基。

本发明提供了一种受阻胺类化合物及其制备方法，该受阻胺类化合物的结构式如式（I）所示，其制备方法为将式（II）结构的化合物与保护试剂在保护气氛中反应，得到氨基保护的中间产物；进一步与式（III）结构的端烯化合物反应，脱保护后得到式（I）结构的受阻胺类化合物。受阻胺类化合物哌啶环经氧化生成的氮氧自由基，可阻止单线态氧引起聚合物降解反应的发生，同时也可进一步捕获光氧化反应中产生的其他自由基。与现有技术GW-944相比，本发明利用保护基团对GW-944哌啶环上的氨基进行保护，然后利用亲核反应引入端烯基基团。作为高分子聚合物的光稳定剂时，由于含有不饱和键的端烯基基团可以经辐射技术将其接枝到高分子链上，形成碳碳键，因此受阻胺类化合物不易溶解析出，光稳定性增强。

具体实施方式

本发明提供了一种受阻胺类化合物，其结构式如式（I）所示。