[发明专利]一种受阻胺类阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种受阻胺类阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的制备方法。

背景技术

2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基是近期发现的一种新型稳定的自由基，2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基对光热极为稳定，能终止氧化链，可充当高分子材料的抗老化剂，高效紫外光吸收剂以及聚甲酰、聚乙烯胺的热降解抑制剂。由于2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基对不饱和化合物的阻聚性能优良，使其近年来在不饱和单体化合物生产过程中的应用发展迅速，所以用2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基化合物取代传统的酚类阻聚剂有很大的实际意义。可应用于低碳烯烃的预防聚合结垢，还可应用于丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类及丙烯酸等化合物，其阻聚性能优于氢醌、氢醌单甲醚、酚噻嗪及二丁基二硫代氨基甲酸铜等化合物阻聚效果。其分子式为C₉H₁₈NO₂，分子量：172.25，分子结构式：

其外观为桔黄色结晶体，熔点mp：69-71℃。

目前，制备2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的方法是以氢氧化镁为催化剂，或采用钨酸钠-乙二胺四乙酸二钠催化剂体系，在水溶液中用双氧水氧化2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶合成2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基，由于是采用水为溶剂，2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的后处理需要用大量的氯化钠进行盐析，产品收率也只能达到91-94%，环境污染大。为了克服上述缺点，我们找到了一种2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基化合物合成的新方法。采用三氧化钼或五氧化二钒为催化剂，在有机溶剂中用叔丁基过氧化氢氧化2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶合成2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基，该方法所采用的催化剂具有高活性和高选择性，反应速度快，用量少，产品收率高，化学稳定性好，后处理简单，不腐蚀设备等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境污染小，成本低，产品收率高的受阻胺类阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种受阻胺类阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的制备方法，是以2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶与叔丁基过氧化氢为原料，在催化剂和溶剂存在的条件下反应制得2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基；所述催化剂为三氧化钼或五氧化二钒或三氧化铁，优选三氧化钼。所述溶剂为三氯甲烷或四氯化碳或二氯乙烷，优选三氯甲烷；2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、叔丁基过氧化氢、催化剂、溶剂的用量比例按质量计为：2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶:叔丁基过氧化氢:催化剂:溶剂=1:0.92~1.55:0.003~0.032:1.32~2.25。

以2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、叔丁基过氧化氢为原料，在催化剂和溶剂存在的条件下反应，反应结束后，滤出催化剂，蒸出全部溶剂，将剩余的有机相进行降温至6-8℃、结晶、过滤，即得2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基产品；所述反应的温度为62~85℃；所述反应的时间为8-16h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明用2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、叔丁基过氧化氢为原料合成2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基，分离提纯过程简单，反应时间短，产品的收率可以达到97%以上，产品纯度高，能耗低，环境污染小，成本低，是实现工业化生产的较理想的工艺。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

一种受阻胺类阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的制备方法，是以2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶与叔丁基过氧化氢为原料，在催化剂和溶剂存在的条件下反应制得2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基；所述催化剂为三氧化钼或五氧化二钒或三氧化铁，优选三氧化钼。所述溶剂为三氯甲烷或四氯化碳或二氯乙烷，优选三氯甲烷；2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、叔丁基过氧化氢、催化剂、溶剂的用量比例按质量计为：2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶:叔丁基过氧化氢:催化剂:溶剂=1:0.92~1.55:0.003~0.032:1.32~2.25。