專利名稱：含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑及其制備方法。
技術背景
紫外線(UV)是位于日光高能區(qū)的不可見光線，是主要的“有機物殺手”之一。日 光中的長波紫外線UV-A(315-400nm)和中波紫外線UV-BO80-315nm)能夠穿透大氣層，對 地球生態(tài)環(huán)境造成影響。其危害性在于紫外線長期照射有機基質能夠引起光化學反應，改 變基質化學結構并影響其性能。例如，紫外線能夠損傷蛋白質與DNA，誘發(fā)人類眼部和皮膚 病變；紫外線能夠引起高分子材料光氧化降解，損害材料性能；紫外線還能夠造成染(顏) 料光致褪色，改變其色澤?？紤]到當前地表紫外線總量日益增加以及各種有機基質廣泛應 用的現(xiàn)狀，紫外線在人類健康以及生態(tài)環(huán)境方面已經(jīng)并且仍在形成巨大危害。
使用光穩(wěn)定劑能夠有效延緩紫外線對有機基質的光損害。其中，紫外線吸收劑憑 借其長效、環(huán)保、淺色等特點成為一類重要的光穩(wěn)定劑，廣泛應用于塑料、紡織品、化妝品以 及涂料工業(yè)中。目前，紫外線吸收劑以苯并三唑、二苯甲酮和均三嗪三類“苯環(huán)型”紫外線吸 收劑的研究為主。其共同點在于這三類紫外線吸收劑分子結構中均含有一個苯酚結構(圖 1中的B環(huán))，該酚羥基與氮原子或氧原子形成含氫鍵的分子內(nèi)六元環(huán)結構。當紫外線照射 時，紫外線吸收劑利用不同能級同分異構體的相互轉化(

圖1)，通過激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質子轉 移(ESIPT)，將吸收的光能快速轉化為熱能、振動能等低害能量釋放。當紫外線吸收劑應用 于有機基質時，能夠降低紫外光子照射到被保護基質上的幾率，實現(xiàn)對基質的光保護。
在各類紫外線吸收劑中，苯并三唑類紫外線吸收劑憑借其摩爾消光系數(shù)較高、生 產(chǎn)成本低、在可見光區(qū)無吸收的特點成為目前紫外線吸收劑領域產(chǎn)量最大，應用范圍最廣 的品種，多用于塑料、橡膠等高分子材料的光防護。但是，現(xiàn)有苯并三唑類紫外線吸收劑具 體是屬于苯環(huán)型苯并三唑紫外線吸收劑，該類吸收劑在紡織品防護領域應用時還存在著紫 外防護能力偏弱造成用量偏大的缺陷，如何開發(fā)出紫外吸收能力更強的紫外線吸收劑一直 是光防護領域迫切希望解決的問題之一。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種吸收能力高的含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線 吸收劑。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑，該 紫外線吸收劑的分子結構中同時含有苯并三唑以及氮雜環(huán)結構。
作為本發(fā)明的含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑的改進其結構式如下
權利要求
1.一種含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑，其特征在于該紫外線吸收劑的分子結構 中同時含有苯并三唑以及氮雜環(huán)結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑，其特征在于結構式如下
3.根據(jù)權利要求1所述的含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑，其特征在于結構式如下
4.如權利要求1、2或3所述的含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑的制備方法，其特征 在于依次包括以下步驟1)、鄰硝基芳胺衍生物的重氮化反應每0. Imol的鄰硝基芳胺衍生物加入0. 25 0. 35mol的濃鹽酸和20 30ml水，攪拌 0. 5 Ih ;0 5°C下滴加1. 8 2. 2mol/L的亞硝酸鈉水溶液45 55ml，然后保溫反應1 3h ；反應結束后，加入尿素以除去過量的亞硝酸，終點用淀粉碘化鉀試紙檢測；得重氮液；2)、鄰硝基芳胺衍生物重氮鹽與吡唑酮或吡啶酮衍生物的偶合反應將0. Imol吡唑酮或吡啶酮衍生物溶解于90 IlOml的濃度為0. 9 1. lmol/L的NaOH 水溶液中，得偶合液；在0 5°C將上述重氮液滴加到偶合液中，滴加過程中用NaCO3調節(jié)反應液的pH值為 8 10 ；滴加完畢后保持該溫度繼續(xù)反應，直至用滲圈法檢測反應終點為止；產(chǎn)物若為水溶性，用濃鹽酸酸析后過濾，再用質量濃度為8 12%的鹽酸溶液酸洗，烘 干，得到偶合產(chǎn)物；產(chǎn)物若呈疏水性，直接過濾，水洗，烘干，即得偶合產(chǎn)物；3)、偶合產(chǎn)物的還原反應向反應器中加入750 850ml水和40 48g氫氧化鈉，攪拌后，加入0. Imol上述偶合 產(chǎn)物，將溫度升至65 75°C，加入0. 45 0. 55mol作為還原劑的二氧化硫脲，隨后將溫度 升至75 85°C，繼續(xù)反應2. 5 3. 5h ；待反應結束后，迅速將反應液倒入碎冰中冷卻，然向 滴加鹽酸溶液控制PH值為6 7 ；接著快速攪拌，隨后有顆粒析出，抽濾、晾干，即得含氮雜 環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑的制備方法，其特征在于所述步驟1)中的鄰硝基芳胺衍生物為鄰硝基苯胺、對甲基鄰硝基苯胺、對甲氧基鄰 硝基苯胺、對氯鄰硝基苯胺、對溴鄰硝基苯胺、對氰基鄰硝基苯胺或對磺酸基鄰硝基苯胺。所述步驟2)中的吡唑酮為1-苯基-3-甲基-5-吡唑酮、1-(4-磺酸基苯基)-3-甲 基-5-吡唑啉酮、1-(2，5-二氯-4-磺酸基)苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮或1-(4-羧基苯 基)-3-甲基-5-吡唑啉酮；所述吡啶酮衍生物為3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、N-甲基-3-氰基-4-甲 基-6-羥基-2-吡啶酮、N-乙基-3-氰基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、N- 丁基-3-氰 基-4-甲基-6-羥基-2-吡啶酮、3-氰基-4-甲氧基-6-羥基-N-乙基吡啶酮或3-氰 基-4-甲氧基-6-羥基-N-丙基吡啶酮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑，其分子結構中同時含有苯并三唑以及氮雜環(huán)結構。具體為本發(fā)明還同時公開了其制備方法，依次包括以下步驟1)鄰硝基芳胺衍生物的重氮化反應，得重氮液；2)鄰硝基芳胺衍生物重氮鹽與吡唑酮或吡啶酮衍生物的偶合反應，得偶合產(chǎn)物；3)偶合產(chǎn)物的還原反應，得含氮雜環(huán)苯并三唑型紫外線吸收劑。本發(fā)明的摩爾消光系數(shù)明顯低于與其結構相似的氮雜環(huán)苯并三唑紫外線吸收劑。
文檔編號C08K5/3475GK102030917SQ20101054272
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權日2010年11月11日
發(fā)明者唐金波, 崔志華, 田勇強, 郭江潮, 陳維國, 黃敏 申請人:浙江理工大學