[发明专利]含有香豆素的α-羟基酮类化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含有香豆素的α‑羟基酮类化合物及其制备方法和应用，在该α‑羟基酮类化合物中Rsubgt;0/subgt;选自卤素原子、R、OR、SR、SOR、SOsubgt;2/subgt;R、NRR’、CHsubgt;2/subgt;OH、CHsubgt;2/subgt;OR和CHsubgt;2/subgt;NRR’中的一种以上；Rsubgt;1/subgt;选自氢、Csubgt;1/subgt;‑Csubgt;8/subgt;烷基、Csubgt;6/subgt;‑Csubgt;20/subgt;芳基和Csubgt;1/subgt;‑Csubgt;4/subgt;烷氧基中的一种以上；Rsubgt;2/subgt;选自卤素原子、R、OR、SR、SOR和SOsubgt;2/subgt;R中的一种以上；Rsubgt;3/subgt;和Rsubgt;4/subgt;分别选自烷基、芳基和烷氧基中的一种以上，Rsubgt;3/subgt;和Rsubgt;4/subgt;一起可以组成环烷基；α‑羟基酮在苯环上的取代位置选自对位或间位；本发明的α‑羟基酮类化合物通过把香豆素共轭体系引入到α‑羟基酮结构中，具有很好的综合性能，更有利于α‑羟基酮的光分解。

技术领域

本发明属于新材料有机化学品技术领域，具体涉及一种含有香豆素的α-羟基酮类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

光聚合引发剂类化合物是一类重要的精细有机化学品材料，它们在光激发下可以发生分解产生活性种从而引发对应的单体的聚合。以自由基型光引发剂为例，总体来说可以分为光解型自由基型引发剂和夺氢型自由基光引发剂。也可以通过光敏化剂吸收光能，通过电子或者能量转移的方式产生自由基。这些化合物在紫外光或可见光的辐照条件下生成自由基或者阳离子活性物种，是诱发含烯或者环氧等不饱和体系进行高效光聚合反应的关键物种，因此是重要的辐射固化配方组分之一。

在已经获得商业应用的众多光引发剂产品中，α-羟基酮类光引发剂占据了突出的地位，其代表性产品，如Irgacure 1173，184(分子结构如下所示)，这些分子在近紫外光区域都有良好的光吸收性能，光分解速度很快，是一类在涂料、油墨等领域被广泛使用的自由基型光引发剂，直到现在依然是用量非常大的一类光引发剂，特别是在要求无色、抗黄变的光固化领域用途非常广泛，上述α-羟基酮类光引发剂的分子结构为：

香豆素(Coumarin，苯并α-吡喃酮)及其衍生物具有优良的荧光性质，其结构如下所示，其吸收峰位于310nm。当7-位被胺基取代时(C1)，吸收峰红移到420nm，可作为可见光敏化剂或可见光引发剂应用于光聚合领域，例如C138，C6和KC。另外，香豆素衍生物可以被作为双光子引发剂应用于双光子聚合(Two-photon polymerization，TPP)中。双光子聚合是指引发剂同时吸收两个光子而产生活性种，进而引发聚合反应。基于TPP的3D打印技术具有空间分辨率高、对介质穿透力强和可直接三维成型等显著特点，被称为真正的3D打印技术。Nazir等人合成了如下的CTPP所示的香豆素衍生物，其最大双光子吸收截面达到400GM，可以实现精细的3D微构筑，上述提及的香豆素光引发剂(光敏化剂)为：

在另一方面，光固化光源通常使用汞灯，汞蒸汽不符合世界节能环保产业发展的战略新趋势，因而在近年来LED(即Light-Emitting Diode)光源获得了日益广泛的重视和快速的发展，且LED光固化技术的应用大幅度降低了能源消耗和臭氧生成，使用寿命长，即开即关等特点，产业持续增长动力强劲。对于LED体系固化，也需要既针对LED长波发射波长(365-420纳米，特别是395-405纳米的LED光源最成熟，产业化成本最低)有灵敏吸收的光引发剂。因此，设计、研发、产业化新型的光引发剂化合物，是当前本领域面对的关键性技术挑战问题。