一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物及其制备方法和应用，其结构式为所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物用作乙烯基不饱和树脂体系光聚合的UV-LED光引发剂，可应用于光固化、光聚合和光交联领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光聚合物领域，主要涉及一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
UV-LED(UVLightEmittingDiodes)光聚合是指采用紫外线发光二极管作为能量输出光源的光聚合方式。由于其低温、节能、低功耗、长使用寿命、发射波长单一等优势，替代传统高压汞灯固化方式成为未来的发展方向。在涂料、粘合剂、油墨、印刷版材、微电子等传统印刷涂装领域都已有涉及，并且进一步拓展到了骨骼和组织工程生物材料、表面刻蚀光栅、材料表面改性、活性/可控聚合等领域，尤其适合热敏感基材表面的固化或聚合改性，例如薄膜材料和生物活性材料。然而由于UV-LED光聚合缺乏与光源光谱发射特性相匹配的高效光引发剂，导致聚合效率极低，成为清洁环保UV-LED光聚合技术发展的重大阻碍。因此，设计高活性的UV-LED光引发剂或光引发体系是十分重要和急迫的。基于上述分析，目前材料科学领域涉及UV-LED光引发剂的报道非常活跃，产生了一系列新型的UV-LED光引发剂。由于UV-LED光源通常发射单一波长的紫外光，故设计光引发剂分子结构时需其紫外吸收波峰与光源的主发射波长相匹配。如今报道的UV-LED光引发剂包括大芳环结构(芘或蒽)改性的自由基光引发剂，硫杂蒽酮衍生物，咔唑衍生物，吐昔酮衍生物，环内氧化型光引发剂等等，此外，文献还报道了蒽酮紫/三吡啶钌/硅烷/碘鎓盐四种复合结构的UV-LED阳离子光引发剂。大量的r>报道也从侧面表明了UV-LED光聚合是目前的研究热点之一，在光化学领域的地位正在逐步加强。但是，高聚合速率的UV-LED光引发剂还未见报道。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物及其制备方法和应用，旨在提供一种新的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，该化合物可作为乙烯基不饱和树脂体系的UV-LED光引发剂，应用于光固化、光聚合和光交联领域。本专利技术的技术方案如下：一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其中，其结构式为：其中，R1为直链或支链的烷基；R2为环烷基或芳烃基；R3为直链或支链的烷基；R4为含有活性氢的基团。所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其中，R4为巯基、羧基或羟基。所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其中，选自以下基团中的一种：所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其中，所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物为以下结构式中的一种：一种如上所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的应用，其中，将所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物用作UV-LED光引发剂。一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的制备方法，其中，包括以下步骤：加入1,2-硫杂蒽酮二酸酐和冰醋酸，加热使反应物完全溶解；加入氨基化合物，120～130℃回流反应2～4h；冷却至室温，静置过夜析出沉淀，过滤，用二甲苯洗涤，50～70℃真空干燥。所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的制备方法，其中，1,2-硫杂蒽酮二酸酐、冰醋酸和氨基化合物三者之间的用量比为，每1mol1,2-硫杂蒽酮二酸酐，对应5～10kg冰醋酸和1～1.05mol氨基化合物。所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的制备方法，其中，氨基化合物为巯基乙胺、巯基丙胺、巯基十一胺、氨甲环酸、氨基乙醇、氨基丙醇或氨基丁醇。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的有益效果为:(1)硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物不仅具有良好的紫外吸收能力，而且在拥有易得、安全、穿透能力强等诸多优势的长波区域350-450nm表现出了高引发效率，适合长波长的UV-LED紫外光固化；(2)硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物结构中的N-取代结构的马来酰胺与II型光引发剂硫杂蒽酮之间存在明显的分子间作用，明显地提高了光引发效率；(3)硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物结构中引入的活泼氢可以作为氢供体，一体化协同设计使其光引发活性更高。附图说明图1为本专利技术实施例1中1,2-硫杂蒽酮二酰胺甲环酸的1HNMR谱图。图2为本专利技术实施例1中1,2-硫杂蒽酮二酰胺甲环酸的红外光谱。图3为本专利技术实施例2中1,2-硫杂蒽酮二酰胺乙醇的1HNMR谱图。图4为本专利技术实施例2中1,2-硫杂蒽酮二酰胺乙醇的红外光谱。图5为本专利技术实施例3中1,2-硫杂蒽酮二酰胺硫醇的1HNMR谱图。图6为本专利技术实施例3中1,2-硫杂蒽酮二酰胺硫醇的红外光谱。图7为本专利技术实施例1～3制备得到的硫杂蒽酮二甲酰胺衍生物的紫外-可见光吸收谱图。具体实施方式本专利技术提供一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物及其制备方法和应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的结构通式如式(I)所示。目前材料科学领域涉及UV-LED光引发剂的报道非常活跃，产生了一系列新型的UV-LED光引发剂。但是，关于硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物作为光引发剂却未见报道，此化合物具有以下特点:(1)硫杂蒽酮类化合物不仅具有良好的紫外吸收能力，近紫外范围内吸收波长为380～420nm，边缘吸收波长可延长到450nm左右；而且在拥有易得、安全、穿透能力强等诸多优势的可见光区域同样表现出了高引发效率，尤其适用于深色聚合体系；(2)文献研究表明N-取代结构的马来酰胺与II型光引发剂之间存在明显的分子间作用，进而可以提高光化学效率，因此本专利技术中设计了更为高效的N-邻苯二甲酰胺甲基环酸与硫杂蒽酮分子内连接的光引发剂结构；(3)硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物结构中可引入氢供体，呈现出分子内夺氢的一体化设计，无需额外加入氢供体。本专利技术人经过研究发现，这类化合物聚合速率极其高效，尤其适合作为UV-LED光引发剂使用。本专利技术所提供的一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其结构式如式(II)所示：其中，R1为直链或支链的烷基；R2为环烷基或芳烃基；R3为直链或支链的烷基；R4为含有活性氢的基团如巯基、羧基、羟基等。优选地，式(II)所示化合物中的可以选自以下基团，但不仅限于这些基团：优选地，式(II)所示化合物可以为式(III)至式(XI)所示化合物，但不仅限于这些化合物：本专利技术中还提供所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的应用，将所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物用作乙烯基不饱和树脂体系光聚合的UV-LED光引发剂，可应用于光固化、光聚合和光交联领域。本专利技术的化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其特征在于，其结构式为：其中，R1为直链或支链的烷基；R2为环烷基或芳烃基；R3为直链或支链的烷基；R4为含有活性氢的基团。

【技术特征摘要】
1.一种硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其特征在于，其结构式为：
其中，R1为直链或支链的烷基；R2为环烷基或芳烃基；R3为直链
或支链的烷基；R4为含有活性氢的基团。
2.根据权利要求1所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其特征在于，
R4为巯基、羧基或羟基。
3.根据权利要求1所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其特征在于，
选自以下基团中的一种：
4.根据权利要求1所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物，其特征在于，
所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物为以下结构式中的一种：
5.一种如权利要求1～4任一所述的硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物的应用，
其特征在于，将所述硫杂蒽酮二甲酰胺类化合物用作UV-LED光引发剂。
6.一种硫杂蒽酮二甲酰胺类...

【专利技术属性】
技术研发人员：何明辉，崔艳艳，
申请(专利权)人：何明辉，
类型：发明
国别省市：广东;44