[发明专利]一种2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮的微波合成方法

说明书

技术领域

本发明属于微波合成方法，属于精细化学品——紫外吸收剂技术领域。具体涉及一种二苯甲酮类紫外线吸收剂的合成方法。 

背景技术

为保护人体和材料免受紫外线的损害，紫外线吸收剂被应用到越来越多的领域。是应用较早、较广泛，高效，廉价的一类紫外线吸收剂，对波长200-340nm的紫外线具有良好的吸收作用，可用于聚合物的抗老化剂、光催化聚合反应的光敏剂、纺织品和化妆品中的紫外线吸收剂。但现有二苯甲酮类紫外线吸收剂大多为油溶性低分子量的，存在与高分子材料相容性差，难溶于水，易被皮肤吸收等缺点，限制了其应用。为了满足需要，人们在二苯甲酮类紫外线吸收剂的母体上连接能与高分子材料相混容的长链烷烃基团改善其相容性，或是接上具有水溶性的功能基团改善其水溶性。最新发展趋势是在二苯甲酮类紫外线吸收剂引入可以发生化学反应的活性基团，使其能与高分子化合物发生化学反应，以化学键的形式接入到高分子材料中。2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮就是一个典型的例子，其能与含有羟基、羧基等的高分子化合物发生接枝反应，能实现高分子材料的永久抗紫外。 

目前，2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮是通过常规的加热方法合成，通常是在90-100℃反应2h以上，反应时间长，产率也低。大量的实验研究表明，借助微波技术进行有机反应，反应速度较传统的加热方法快数十倍甚至上千倍，且具有操作简便、产率高及产品易纯化、安全卫生等特点。 

发明内容

本发明的目的是采用微波技术合成2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮，降低了反应温度，缩短了反应时间。该产物具有优良的紫外吸收性能。 

本发明的技术方案：一种将2，4-二羟基二苯甲酮和氢氧化钠溶液混合，常温搅拌至黄色溶液。加入环氧氯丙烷，然后放入微波反应器中，微波功率为200-500W，在60-120℃下反应10-40min。粗产物的提纯，采用洗涤、分液、柱层析等手段，得到纯净的目标产物。 

其进一步的技术方案为： 

所述的2，4-二羟基二苯甲酮和氢氧化钠等摩尔比，氢氧化钠溶液浓度为1mol／L-2mol／L，2，4-二羟基二苯甲酮和环氧氯丙烷的摩尔比为1：1-4。 

所述的提纯方法，首先在反应后的混合物加入乙酸乙酯，使混合物完全溶解再转移到烧杯中。然后用热水洗涤、分液。分液后的有机相用无水硫酸钠干燥除水，减压蒸馏去除过量的环氧氯丙烷和溶剂，得到淡黄色粘稠固体粗产物。粗产物用粒度范围300-400目柱层层析硅胶进行柱层析分离提纯，淋洗剂为乙酸乙酯与石油醚的体积比为1：1-3。 

试验了不同的反应物摩尔比、微波功率、反应温度和反应时间对反应的影响，结果(表1)表明2，4-二羟基二苯甲酮和环氧氯丙烷的摩尔比最佳为1：3，当反应摩尔比继续增大时产率降低；随着微波功率逐渐增大，合成产率逐渐提高，当微波功率超过400W时，产率并 未增加，说明反应达到饱和；反应温度从60℃升高至90℃，产率增加很多，温度继续增加时，产率不仅不再增加反而降低；随着反应时间的延长，合成产率增加，当反应时间超过15min时，产率增加很小。因此，最佳的反应条件是2，4-二羟基二苯甲酮和环氧氯丙烷的摩尔比最佳为1：3，微波功率为400W，反应温度为90℃，反应时间为15min，产率达到52.6％。 

表1反应物摩尔比、微波功率、反应温度和反应时间的影响 

2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮的紫外吸收性能 

2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮的紫外吸收性能见图5，由图5可以看出，在250-270nm波长范围内，合成的紫外吸收剂2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮紫外吸收效果明显优于2，4-二羟基二苯甲酮，此范围是紫外线的UVC波段，在UVA波段290-400nm之间，2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮的紫外吸收性能也比2，4-二羟基二苯甲酮要好，而在270-290nm之间，虽然2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮的抗紫外性能低于2，4-二羟基二苯甲酮，但其最低的摩尔吸光系数也达到5*103，足以满足作为紫外吸收剂的要求。总的来说，2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮的紫外吸收性能相较于2，4-二羟基二苯甲酮有了很大的改善，尤其是对短波方向(UVC段)的紫外线有很强的吸收，随着臭氧层破坏的日益严重，具有极高的能量 UVC波段紫外线照射地面的含量增加，对人体伤害也越来越大，因此合成的紫外吸收剂2-羟基-4-缩水甘油醚基-二苯甲酮具有很好的发展前景和实际应用性能。 

本发明的有益效果：