[发明专利]水溶性紫外线吸收剂BP-9的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外线吸收剂的合成方法，具体是一种水溶性紫外线吸收剂BP-9的合成方法。

背景技术

BP-9是一种水溶性紫外线吸收剂，吸收波长在280~380nm，化学名为2,2'-二羟基-4,4'二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸钠，属于二苯甲酮类紫外线吸收剂系列产品，同时吸收UV-A和UV-B波段的紫外线，与紫外线吸收剂BP-1、BP-2、BP-3、BP-4等相比，其抗紫外线功能有较大的提高，是一类优良的防晒剂。由于它具有优良的水溶性和极低的毒副作用，被广泛应用于水溶性化妆品、水溶性油墨、涂料、油漆中。

目前BP-9国内外主要采取甲基化反应和磺化反应来制备，甲基化反应中使用的甲基化剂通常是卤代甲烷、硫酸二甲酯、磷酸三甲酯等，使用的催化剂是无机碱、有机碱等；虽然无机碱与有机碱作为催化剂的使用较为广泛，适用于多种甲基化反应工艺，但在多羟基的甲基化工艺中存在选择性不好、产品纯度低等缺点；磺化反应工业上主要有浓硫酸磺化法、发烟硫酸磺化法、氯磺酸磺化法、三氧化硫磺化法等工艺，虽然这些工艺方法国内外应用广泛，能够满足绝大多数磺化工艺生产要求，但存在磺化工艺复杂，酸性废水污染严重、磺化选择性差等缺点。

发明内容

本发明的目的就是克服国内外现有技术的不足，提供一种催化剂廉价易得，副产物少，产品纯度高、成本低、废酸污染少、质量稳定的水溶性紫外线吸收剂BP-9的合成方法。

本发明的主要化学反应式为：

本发明的具体工艺步骤如下：

①甲基化反应：向反应釜中投入2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、过渡金属盐催化剂和由等份二氯乙烷和无水乙醇配制成的混合溶剂，加热搅拌溶解，升温至45~50℃，滴加硫酸二甲酯，2-2.5h滴加完毕，保温反应5-6h；冷却至室温，加水搅拌溶解，然后静置分层，分出有机相，水相20-40%体积的二氯乙烷萃取两次，合并有机相，蒸馏回收溶剂，冷却结晶，即得到2,2'-二羟基-4,4'二甲氧基二苯甲酮；其中，过渡金属盐催化剂的用量按kg计为2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮用量的2.0-2.5%；二氯乙烷和无水乙醇混合溶剂的用量按体积L计为2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮重量的4-5倍；硫酸二甲酯的用量按kg计为2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮用量的1.0-1.5倍；水的用量按体积L计为2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮重量的1.0-1.5倍；

②磺化反应：向反应釜中投入上步得到的甲基化产物2,2'-二羟基-4,4'二甲氧基二苯甲酮和C₁-C₃卤代烃，加热搅拌溶解，升温至60~65℃，分批投入氨基磺酸，保温反应5-6h，冷却至室温，加入10%稀硫酸中和反应液使反应液pH为1~2，静置分层，分出有机层，水层用20-40%体积的与反应相同的C₁-C₃卤代烃萃取两次，合并有机相，蒸馏回收溶剂，冷却结晶，即得到2,2'-二羟基-4,4'二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸；其中C₁-C₃卤代烃的用量按体积L计为甲基化产物重量的4-5倍；氨基磺酸用量按kg计为甲基化产物重量的0.8-0.9倍；

③中和反应：向反应釜中投入上步得到的磺化产物2,2'-二羟基-4,4'二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸、95%乙醇和水，搅拌溶解，再分批投入氢氧化钠或碳酸钠，室温搅拌反应2-2.5h，加热浓缩，冷却结晶，离心、醇洗、干燥，即得BP-9产品；其中，反应原料中95%乙醇用量按体积L计为磺化产物重量的2-2.5倍；水的用量按体积L计为磺化产物重量的0.6-0.7倍；氢氧化钠或碳酸钠的用量按kg计为磺化产物重量的0.18-0.26倍；

所述的过渡金属盐催化剂为氯化锌、氯化铜、氯化镍中的一种，优选氯化锌。

所述的C₁-C₃卤代烃为三氯甲烷、二氯乙烷、二氯乙烯中的一种，优选二氯乙烷。

 所述的磺化反应采用氨基磺酸作为磺化剂。

本发明优选的工艺步骤是：