本發(fā)明屬于紫外線吸收劑的制備方法，具體涉及一種苯并三氮唑類紫外線吸收劑的制備方法。
背景技術(shù)：
紫外線吸收劑UV-571，其化學(xué)名稱為2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，CAS號為23328-53-2，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示。
2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，即UV-571，為苯并三氮唑類紫外線吸收劑中的一種，穩(wěn)定性好、毒性低，其在許多溶劑、單體、中間體中有較高的溶解度，在水基黏合劑中易乳化。此產(chǎn)品亦可用于聚合反應(yīng)和PC、PVC片材。UV-571與大量基料有很高的相容性，即使在高溫下也具有低揮發(fā)性，故能有效保護(hù)基材不變黃。可與其他添加劑混合使用，如與酚類抗氧劑、協(xié)同劑、受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)等混合后使用。如專利CN105505539A報道了UV-571在高溫過載變壓器油中與2,6-二叔丁基對甲酚復(fù)配使用的優(yōu)異抗老化性能。
目前苯并三唑類紫外線吸收劑主要由含有硝基的偶氮化合物還原制得，還原方法有一步還原法和兩步還原法。具體來說，有鋅粉還原法、水合肼還原法、硫化物還原法、催化氫化法、水合肼-鋅粉還原法、葡萄糖-鋅粉還原法、硫化鈉-鋅粉還原法等。
專利US3230194A報道了用鋅粉在NaOH溶液存在下還原制備苯并三唑類化合物的方法，反應(yīng)液經(jīng)過濾后需大量酸進(jìn)行酸化處理。該方法是目前工業(yè)上生產(chǎn)該類化合物的一種普遍方法，但該方法會產(chǎn)生大量含鋅廢料，不利于環(huán)保。專利CN101029032A報道了一種水合肼-連二硫酸鈉兩步還原制備該類化合物的方法，即將偶氮體溶解于乙醇堿液，加入水合肼還原，經(jīng)中和、過濾、水洗等步驟制得中間體，再將中間體溶解于乙醇堿液，以連二硫酸鈉還原，經(jīng)中和、過濾、純化等步驟制備。該方法的缺點是所使用的還原劑即水合肼毒性較高。專利CN 104610179A報道了一種苯并三氮唑類紫外線吸收劑的連續(xù)合成方法，將偶氮體溶液和氫氣通入固定床反應(yīng)器，在還原型固體催化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)液經(jīng)冷卻、氣液分離、液體過濾、濾液蒸出溶劑、純化等步驟制得目標(biāo)產(chǎn)物。該方法所涉及的氫氣在儲存和運輸中尚存在安全隱患。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種紫外線吸收劑UV-571的制備方法，提高反應(yīng)選擇性，提高反應(yīng)效率，并且避免催化劑后處理較繁瑣的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
紫外線吸收劑UV-571的制備方法，具體如下：
一種紫外線吸收劑UV-571的制備方法，將UV-P即2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、催化劑活性白土投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定后向體系中勻速滴加過量的十二碳烯，滴加完成后保溫反應(yīng)；至反應(yīng)液中UV-P含量低于0.5％，反應(yīng)結(jié)束；過濾除去催化劑；減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到UV-571。
所述催化劑投入量為每100g UV-P加入10～30g催化劑。催化劑為由無機酸活化的蒙脫土，商品名為的20、22B和40型；或由Südchemie生產(chǎn)的K5和K10型酸性土。
所述反應(yīng)溫度為160～180℃。
所述UV-P與十二碳烯摩爾比為1：1.1～1.3。
所述十二碳烯滴加時間為4～8h。
所述保溫反應(yīng)時間為0.5～2h。
具體說明如下：
將UV-P，即2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、活性白土投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定后向體系中勻速滴加稍過量的十二碳烯，滴加完成后保溫反應(yīng)；至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束；反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑；減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。
本方法以UV-P和十二碳烯為原料，由無機酸活化的蒙脫土，即活性白土為催化劑，直接經(jīng)過烷基化反應(yīng)生成UV-571。本方法較其他UV-571生產(chǎn)方法副產(chǎn)物少，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)選擇性高。同時，此方法以活性白土為路易斯酸催化烷基化反應(yīng)，與其他常見的烷基化反應(yīng)催化劑相比，有效阻止如烯烴自聚等一系列副反應(yīng)的發(fā)生，且催化劑成本低，后處理簡單方便，只需要簡單過濾就可以實現(xiàn)催化劑與反應(yīng)體系的分離，不需要中和、水洗等易于產(chǎn)生廢水的步驟，更加環(huán)保。
本發(fā)明原料轉(zhuǎn)化率高，UV-P轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99.5％以上；烯烴不易自聚，副反應(yīng)少，產(chǎn)品收率可達(dá)到97.0％；操作簡單，催化劑只需要簡單過濾就可以實現(xiàn)催化劑與反應(yīng)體系的分離，不需要中和、水洗等易于產(chǎn)生廢水的步驟，更加環(huán)保。
本發(fā)明所述的UV-571的制備方法，有以下優(yōu)點：
1.本發(fā)明所述的UV-571的制備方法采用UV-P為原料，相對于UV-571的偶氮體原料易得。
2.本發(fā)明所述的UV-571的制備方法烯烴不易自聚，減少副反應(yīng)，反應(yīng)選擇性高。
3.本發(fā)明所述的UV-571的制備方法采用由無機酸活化的蒙脫土為催化劑，較其他加成反應(yīng)催化劑成本低廉，后處理方式簡單，過濾即可除去催化劑，不產(chǎn)生廢水，更加環(huán)保。
具體實施方式
以下實施例將有助于理解本發(fā)明，但不限于本發(fā)明的內(nèi)容。
實施例1
將100g UV-P、10g活性白土22B型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在160℃后向體系中勻速滴加82.3g十二碳烯，滴加時間4h，滴加完成后保溫反應(yīng)2h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)99.2％，收率95.7％(按UV-P計算)。
實施例2
將100g UV-P、20g活性白土K5型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在170℃后向體系中勻速滴加89.8g十二碳烯，滴加時間6h，滴加完成后保溫反應(yīng)0.5h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)99.0％，收率97.7％(按UV-P計算)。
實施例3
將100g UV-P、30g活性白土22B型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在180℃后向體系中勻速滴加97.3g十二碳烯，滴加時間8h，滴加完成后保溫反應(yīng)0.5h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)98.8％，收率96.2％(按UV-P計算)。
實施例4
將100g UV-P、10g活性白土K5型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在160℃后向體系中勻速滴加89.8g十二碳烯，滴加時間8h，滴加完成后保溫反應(yīng)1h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)96.6％，收率96.1％(按UV-P計算)。
實施例5
將100g UV-P、20g活性白土220型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在170℃后向體系中勻速滴加97.3g十二碳烯，滴加時間4h，滴加完成后保溫反應(yīng)1h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)99.1％，收率96.6％(按UV-P計算)。
實施例6
將100g UV-P、30g活性白土220型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在180℃后向體系中勻速滴加82.3g十二碳烯，滴加時間6h，滴加完成后保溫反應(yīng)0.5h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)98.7％，收率96.5％(按UV-P計算)。
實施例7
將100g UV-P、10g活性白土K10型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在170℃后向體系中勻速滴加97.3g十二碳烯，滴加時間6h，滴加完成后保溫反應(yīng)1h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)98.9％，收率97.0％(按UV-P計算)。
實施例8
將100g UV-P、20g活性白土435型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在180℃后向體系中勻速滴加82.3g十二碳烯，滴加時間4h，滴加完成后保溫反應(yīng)0.5h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)99.3％，收率95.3％(按UV-P計算)。
實施例9
將100g UV-P、30g活性白土435型投入反應(yīng)容器中，氮氣置換后通入保護(hù)性氮氣，升溫化料，溫度穩(wěn)定在160℃后向體系中勻速滴加89.8g十二碳烯，滴加時間8h，滴加完成后保溫反應(yīng)1h。至反應(yīng)液中UV-P含量(HPLC)低于0.5％視為反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去催化劑。減壓蒸餾除去過量的十二碳烯，得到淡黃色油狀產(chǎn)品UV-571。UV-571含量(HPLC)99.7％，收率96.4％(按UV-P計算)。
本發(fā)明采用UV-P和十二碳烯為原料，較UV-571偶氮體原料易得。以活性白土為催化劑，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，可減少十二碳烯的自聚，副反應(yīng)較少，UV-P含量低于0.5％，最終收率最高可達(dá)97.0％，與AlCl3等烷基化反應(yīng)的催化劑相比，后處理簡單，催化劑只經(jīng)過過濾即可除去，不需要中和、水洗等步驟，后處理簡單、環(huán)保。