一种包含受阻酚和季戊四醇亚磷酸酯双亲化合物及其合成方法和应用技术

一种包含抗氧化抗静电多官能团的双亲化合物，它是由受阻酚单元、季戊四醇亚磷酸酯单元、冠醚单元、直链链段单元共同构成。通过控制直链链段单元的长度调整受阻酚和季戊四醇亚磷酸酯单元的距离控制其协同作用的效果，同时控制化合物单位质量里有效的官能团的含量及化合物与树脂的相容性。通过冠醚单元的迁移作用可将受阻酚结构单元和亚磷酸酯结构单元迁移至树脂表层，更有效的消除空气中的氧化作用的发生；而受阻酚单元和季戊四醇亚磷酸酯单元由于空间结构较大可有效的防治冠醚单元从树脂表面脱落，增加化合物的抗静电时间。本发明专利技术化合物可作为聚丙烯或聚乙烯的抗静电抗氧化剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗氧化、抗静电双功能化合物及其合成方法，尤其涉及一种单分子中同时包含受阻酚和季戊四醇类亚磷酸酯和冠醚结构的抗氧化、抗静电化合物及其合成方法。
技术介绍
受阻酚类化合物由于能与聚合物争夺自动氧化中形成的过氧自由基，通过氢原子的转移，形成羧酸和一种稳定的抗氧剂自由基，该自由基又具有捕获活性自由基的能力，可以终结聚合物链式氧化反应的第二动力学链。而亚磷酸酯类化合物通过自身向磷酸酯类化合物的转化而将过氧化物分解为稳定产物一起到对聚合物的保护作用。受阻酚类化合物与亚磷酸酯类化合物之间在聚合物的抗氧化方面表现出非常好的协同作用，如汽巴精化生产的抗氧剂1010、1076与168复配后被广泛的使用在聚烯烃、ABS树脂、合成橡胶和聚酯等产品的抗氧剂之中。受阻酚类抗氧剂通常是在碱性条件下通过酯交换的方式生成。如：US4716244、US5481023、US5563291、US6878843、US2003166962描述了用氨基锂、醋酸锂、醋酸钠、醋酸镁、三乙丙醇铝、醋酸锌等为催化剂制备受阻酚类抗氧剂(如抗氧剂1010、1076、245和1135)的过程。亚磷酸酯类抗氧剂通常是醇类化合物通过与三氯化磷反应制得。如：CN200510112503.9、CN200710056079.X、CN200710176407.X描述了季戊四醇或壬基酚与三氯化磷在溶剂中通过酯交换获得亚磷酸酯类抗氧剂的过程。r>双亲性化合物在树脂中能够发生迁移而运动至树脂表面形成稠密的排列，表面浓度高于内部，亲水单元朝向空气，结合空气中的水分形成导电层，使得积累的静电荷得以散逸，有效的减小有害电荷的聚集。双亲性化合物抗静电剂通常是缩聚反应制得。如：CN200810046009.0、CN200810150057.4、CN02151546.8描述了不同分子结构的双亲性抗静电剂的制备过程。
技术实现思路
现阶段受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和双亲类抗静电剂在聚烯烃产品广泛使用，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂相对均匀的分散在树脂之中起到抗氧化作用，但树脂成型后其只有表面与空气接触因此只有少量受阻酚类分子和亚磷酸酯类分子起到抗氧化作用，同时受阻酚和亚磷酸酯的协同作用也无法较好的体现，因而大大降低了抗氧化效果。双亲类化合物在树脂中能够发生迁移而运动至树脂的表面，因此，当同一分子中既含有受阻酚结构、亚磷酸酯结构又含有双亲结构时，随着双亲结构的迁移整个分子会向树脂的表面运动，此时受阻酚结构和亚磷酸酯结构在树脂表面的含量增大，协同作用增强，抗氧化效果明显增强。本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供一种性能优良的多官能团抗氧化、抗静电化合物及其合成方法。本专利技术所提供化合物的结构如式(I)下：其中n为3-16的正整数；m为6-12的正整数。本专利技术所述的化合物的合成路线为：合成路线中第1步为羟基保护，将受阻酚临时转化为苯甲醚，以防羟基在后面的溴代反应中被破坏；第2步反应为苯甲基的α溴代，一般采用NBS等典型的溴代试剂进行；第3步和第4步和第5步反应均为溴代物在碱性物质作用下与醇的反应，此类反应可通过控制溴代物与醇类物质摩尔比来实现反应的具体进行程度；第6步反应为季戊四醇的磷化反应，在氮气保护下在胺类环化反应催化剂作用下，生成二氯二亚磷酸季戊四醇酯；第7步反应为二氯二亚磷酸季戊四醇酯与醇反应生产季戊四醇酯；第8步反应时将第1步反应的羟基保护后的苯甲醚重新转化为羟基，此类反应一般使用三溴化硼，反应极易进行，且转化率非常高。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种包含季戊四醇类双官能团的新型抗氧化抗静电剂的合成方法，原料包括：2,6-二叔丁基对甲基苯酚、硫酸二甲酯、N-溴代丁二酰亚胺、偶氮二异丁腈、直链二醇、直链二溴代烷、N,N-二乙醇基-1，10-二氮杂-18冠-6、三氯化磷、季戊四醇、三溴化硼乙醚溶液。第1步，酚羟基的保护：将2,6-二叔丁基对甲基苯酚与硫酸二甲酯按摩尔比为2,6-二叔丁基对甲基苯酚∶硫酸二甲酯＝1∶(1.1～2)加入反应器，同时加入反应溶剂A，使得2,6-二叔丁基对甲基苯酚的浓度为0.1-0.4mol/L，在氮气保护下，反应温度为45℃～61℃，反应时间为0.1h～2h，生成2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚；酚羟基保护反应过程为：在酚羟基保护反应过程中，用核磁共振氢谱1HNMR分析监控反应物中2,6-二叔丁基对甲基苯酚的含量，直至反应物中检测不出2,6-二叔丁基对甲基苯酚；通常可以每隔10分钟监测一次，也可采用不等间隔周期监测。按理论值，硫酸二甲酯应为2,6-二叔丁基对甲基苯酚的二分之一，实际应用时，加入的硫酸二甲酯要明显过量，以保证2,6-二叔丁基对甲基苯酚的全部反应。反应中氮气起到对反应的保护作用，防止氧气或其他杂质对于反应的干扰。反应完全后将反应液冷却至室温，向反应液中加入浓度为0.2-0.6mol/L的碳酸钾稀溶液0.5-1.5L进行萃取，重复进行3-5次，有机相干燥后蒸干即可得到纯净的2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚。第2步，2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚的α溴代：将2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚和N-溴代丁二酰亚胺按摩尔比为1∶(1～1.5)加入反应器，同时加入反应溶剂B，使得2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚的浓度为0.3-0.6mol/L，在氮气保护下，在偶氮二异丁腈的催化作用下，偶氮二异丁腈在反应溶剂B中的浓度为0.002-0.004mol/L，反应温度50℃～77℃，反应时间2～5小时，生成2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚。溴代反应的方程式为：溴代反应过程中，观察反应溶液的颜色，当反应液的橙色消失，并有白色沉淀生成后继续反应1～2小时即可。本专利技术中中间产物2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的提纯可用重结晶的方法，所选重结晶的溶剂为正己烷。第3步，2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的醇化反应：将2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚和二醇类化合物HO(CH2)nOH按摩尔比为1∶(1.1～3)加入反应器，加入与2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚等摩尔量的碱性物质，这种碱性物质可以为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠。同时加入反应溶剂C，使得2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的浓度为0.2-0.4mol/L，在碱性物质的催化作用下，将反应液加热至回流，反应时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含受阻酚和季戊四醇亚磷酸酯双亲化合物，其特征在于结构如下：其中n为3‑16的正整数；m为6‑12的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种包含受阻酚和季戊四醇亚磷酸酯双亲化合物，其特征在于
结构如下：
其中n为3-16的正整数；m为6-12的正整数。
2.一种如权利要求1所述化合物的合成方法，其特征在于包括如下
步骤：
第1步，酚羟基的保护：将2,6-二叔丁基对甲基苯酚与硫酸二甲酯按
摩尔比为2,6-二叔丁基对甲基苯酚∶硫酸二甲酯＝1∶(1.1～2)加入反应
器，同时加入反应溶剂，在氮气保护下，反应温度为45℃～61℃，反应
时间为0.1h～2h，生成2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚；
第2步，2,6-二叔丁基对甲基苯甲醚的α溴代：将2,6-二叔丁基对甲基
苯甲醚和N-溴代丁二酰亚胺按摩尔比为1∶(1～1.5)加入反应器，同时加
入反应溶剂，在氮气保护下，在偶氮二异丁腈的催化作用下，反应温度
50℃～77℃，反应时间2～5小时，生成2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚；
第3步，2,6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的醇化反应：将2,6-二叔丁基
对溴甲基苯甲醚和二醇类化合物HO(CH2)nOH按摩尔比为1∶(1.1～3)加
入反应器，加入与2,6-二叔丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广全，刘敏，段宏义，吴建，李丽，杨柳，袁华斌，陈旭，邓守军，许云波，张鹏，李艳芹，邵月君，樊洁，慕雪梅，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11