常压溶剂法合成抗氧剂二叔丁基羟基苄基异氰脲酸酯的制作方法

专利名称：常压溶剂法合成抗氧剂二叔丁基羟基苄基异氰脲酸酯的制作方法技术领域：本发明涉及以常压溶剂法一步合成制得抗氧剂3114[全称为三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯]的方法。抗氧剂3114化合物的结构式如下 抗氧剂3114最初是由Good-Rich公司开发成功，商品名为Good Rite 3114，1985年该公司将此商品的销售权转让给Ciba-Geigy公司，商品名改为Irganox 3114。Good-Rich及Ciba-Geigy公司所采用的合成方法都基于美国专利U.S.P3，669，962中所采用的高压合成方法路线N2置换反应釜中空气后，装入反应物料、催化剂以及甲醇和水，经密闭加热反应，在135±5℃维持6小时，反应压力可达8kg/cm2。反应结束后，冷却反应釜转移出物料，用甲醇反复泡洗过滤，干燥后即得到m·p212～223℃，收率≥90%的产品。罗马尼亚专利RO71833B所采用的合成方法也是以溶剂为甲醇的高压合成法。国内也有厂家采用类似高压合成方法，反应压力高达8～9kg/cm2，产品m·p≥212℃。在现有技术中，存在几个问题一是由于采用高压合成法，设备要求较高，尤其对密封及搅拌轴要求较苛刻;二是反应时间长;三是由于在非均相条件下反应，产品质量较差，产品杂质含量较高，所以熔点低，熔程长。本发明的目的是在常压下一步进行合成反应生产抗氧剂3114，只需一般常压化工生产设备，整个工艺过程容易控制。反应物料一次投入反应设备，在均相体系条件下反应，避免高压非均相反应的缺点，改善产品质量(熔点高，熔程短，颜色白)。同时降低了反应温度，缩短了反应时间。本发明是通过以下手段实现的。将三聚氰酸、多聚甲醛、2，6-叔丁基苯酚投入以有机胺类为催化剂和DMF(二甲基甲酰胺)为溶剂的反应体系中，充入CO2和N2作为保护性气体，并保持常压，在均相体系中进行一步合成反应。反应物料按摩尔分子比进行计量，多聚甲醛和2，6-二叔丁基苯酚稍许过量，可使收率有一定的提高。经过优选，三聚氰酸∶多聚甲醛∶2，6-叔丁基苯酚的摩尔比在1∶3.0～3.2∶3.0～3.2反应为合适，优选条件为1∶3.1∶3.05。如果多聚甲醛和2，6-二叔丁基苯酚低于摩尔分子比投料，在三聚氰酸环上就会存在未反应的 -H，产品质量下降。反应温度应该控制在120±5℃为宜。温度过高时，多聚甲醛会剧烈分解。同时，反应温度高虽然对反应进程有利，但溶剂热氧化会增加。反应温度低于100℃，反应转化率降低。反应时间对收率有较大影响，本方法反应时间控制在4.5小时即已完成，4.5小时后收率几乎不随时间变化。反应结束后，用水淬析出法使产品析出，水淬比例在(H2O∶DMF)1∶1至1∶4范围，更适宜的水淬比例在(H2O∶DMF)1∶2至1∶3范围。这个过程需要快速搅拌打浆并降温至室温下离心过滤，分离出固体析出物，该析出物呈均匀细颗粒状，用甲醇泡洗和洗至白色后，再用少量水冲洗，除去固体物料中夹带的少量甲醇，经烘干粉碎后，可得到白色粉末状抗氧剂3114产品，经红外光谱分析无未反应的 -H峰。反应溶剂DMF和洗涤甲醇经过精馏回收可循环使用，其中甲醇回收塔底有少量的固体残渣需定时清理，可作碳氢有机物焚烧处理，不会对环境造成污染。借助于下列实施例可以更好地阐明本发明。实施例1在1000ml三口烧瓶中放入600ml DMF及90ml水，加入三聚氰酸(纯度98.5%)52.4g、多聚甲醛(纯度94%)39.6g、2，6-二叔丁基苯酚(纯度96%)261.8g、HMTA 1g，充N2置换其中空气后搅拌加热反应。在118℃～120℃温度区回流反应5小时后，从回流管中加入300ml H2O，快速搅拌，并降至室温，过滤出固体析出物，滤出的固体物料，呈浅黄色疏松颗粒，用1600ml甲醇分三次泡洗过滤后，物料再用200ml H2O冲洗一遍，在烘箱中于120℃烘干数小时后得到白色粉末状抗氧剂3114产品，收率96%，m·p219～221℃，IR图谱中无 -H峰。实施例2在1000ml三口烧瓶中放入500ml循环使用的DMF及34ml H2O，加入三聚氰酸52.4g，多聚甲醛39.6g，2，6-二叔丁基苯酚261.8g，HMTA 1g，充N2置换空气后搅拌加热反应。在115℃～118℃温度区回流反应6小时后，从回流管中加入500ml H2O，快速搅拌并降至室温，过滤出固体析出物，滤出的固体物料为黄色颗粒状，用1600ml甲醇分三次泡洗过滤后，物料再用200ml H2O冲洗一遍，在烘箱中于120℃干燥数小时后得到白色粉末状抗氧剂3114产品，收率99%，m·p217～219℃。IR图谱中无 -H峰。权利要求1.一种合成抗氧剂3114[全称为三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯]的工艺，其特征在于以三聚氰酸、2，6-二叔丁基苯酚、多聚甲醛、催化剂及反应溶剂，在常压均相体系中一步反应，析出产品经甲醇洗涤干燥后，以获得m·p217～221℃，收率≥95%的白色固体3114产品。2.按照权利要求1的工艺，其特征在于反应物料三聚氰酸多聚甲醛2，6-二叔丁基苯酚的摩尔比为1∶3.0～3.2∶3.0～3.2。3.按照权利要求1的工艺，其特征在于反应溶剂选择为DMF(二甲基甲酰胺)，在溶剂DMF中添加剂为H2O，添加量在5～20%范围，以10～15%为优选条件。4.按照权利要求1的工艺，其特征在于反应压力在常压下进行，所用保护性气体为N2或CO2。5.按照权利要求1的工艺，其特征在于反应温度应在100～150℃，优选反应温度在115～125℃。6.按照权利要求1的工艺，其特征在于合成反应时间为3～8小时。7.按照权利要求1的工艺，其特征在于反应催化剂选择为有机胺类。8.按照权利要求1的工艺，其特征在于使反应混合物析出抗氧剂3114产品的方法为水淬法，所使用的析出剂为H2O，H2ODMF水淬比在1∶1～1∶4范围。全文摘要一种合成制得抗氧剂3114[全称为三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯]新的合成工艺，将三聚氰酸、2，6-二叔丁基苯酚、多聚甲醛及催化剂投入反应溶剂中，在常压均相体系中一步反应后，析出产品经甲醇洗涤干燥后即可得到m·p217～221℃，收率≥95％的白色固体3114产品。本工艺方法简便，反应时间短，产品质量高。抗氧剂3114可广泛应用于聚烯烃类材料防老化，与DSTP应用于聚丙烯中可赋予其较优的抗热老化性能与优异的耐候性能。文档编号C07D251/34GK1101909SQ9311926公开日1995年4月26日 申请日期1993年10月20日 优先权日1993年10月20日发明者顾启康, 邱晓生 申请人:安庆石油化工总公厂研究院