功能性荧光染料制造技术

由以下结构式（１）表示的功能性荧光染料，其中Ｒ↓［１］是氢或甲基，Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］，Ｒ↓［４］，Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］分别选自氢，烷基，芳基，烷氧基，芳烷基，烷基芳基，卤素和三氟甲基；Ｌ是含有３到约１５个碳原子的直链或支链亚烷基，该亚烷基中可选含有一个或多个悬链杂原子。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及荧光染料，在其他方面，涉及含有该染料的聚合物涂层和薄膜。
技术介绍
保形涂料是顺从电子元件和电路板组件表面的保护涂层。适当应用的保形涂层能保护元件和电路板本身，从而延长组件的使用寿命。组件上保形涂层的适当覆盖和均匀性是有效保护组件的关键。但是在对组件进行涂覆时，很难确定保形涂层的完整性和均匀性。因此，有时候会用荧光染料或“示踪剂”掺杂保形涂料，有助于检查组件恰当覆盖情况的质量保证。噻吨化合物等荧光染料能很好地赋予某些塑料颜色，比如聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚苯乙烯和聚酯。但是，大部分荧光染料在某些聚合物基质中的溶解度很差或有限。比如，大部分荧光染料对含氟单体和聚合物的相容性很差或没有相容性。这导致颜色质量差，染料洇色，制得含氟聚合物中产生很浅或根本没有颜色。因此，含有染料的含氟聚合物通常不能被用于要求考虑浸取和毒性因素的领域中(比如食品包装和医疗应用)。向含氟聚合物保形涂料中添加的大多数染料也不会有什么好处，因为该染料通常无法均匀混入整个涂层中，使其可用于质量控制检查。专利技术概述从以上内容看，我们认识到需要能与包括含氟聚合物的各种聚合物基质相容的荧光染料，赋予制得的聚合物和含氟聚合物稳定的颜色。简单地说，本专利技术一方面提供了由以下结构式表示的新颖荧光丙烯酸酯功能性染料(以下称为“黄绿色荧光染料”) 其中R1是氢或甲基；R2，R3和R4分别选自氢，烷基，芳基，烷氧基，芳烷基，烷基芳基，卤素和三氟甲基；L是含有3到约15个碳原子的二价亚烷基(直链或支链的)，该亚烷基任选含有一个或多个悬链杂原子。这里所用术语“悬链杂原子”是指取代L连接基中的一个或多个碳原子的杂原子(比如，氮，氧或硫)，其取代方式是，杂原子与L连接基的至少两个碳原子键合。本专利技术黄绿色荧光染料的一个优选实施方案可以用以下结构式表示 其中，n是2到约15的整数；R1是氢或甲基；R2，R3和R4分别选自氢，烷基，芳基，烷氧基，芳烷基，烷基芳基，卤素和三氟甲基。优选n是4或5；更优选n是4。本专利技术另一方面提供了由以下结构式表示的新颖荧光丙烯酸酯功能性染料(以下称为“红色荧光染料”) 其中R1是氢或甲基；R5和R6分别选自氢，烷基，芳基，烷氧基，芳烷基，烷基芳基，卤素和三氟甲基；L是含有1到约15个碳原子的二价亚烷基(直链或支链的)，该亚烷基中任选含有一个或多个悬链杂原子。本专利技术红色荧光染料的一个优选实施方案可以用以下结构式表示 其中n是1到约15的整数；R1是氢或甲基；R5和R6分别选自氢，烷基，芳基，烷氧基，芳烷基，烷基芳基，卤素和三氟甲基。优选n是7。已发现，上述黄绿色和红色荧光染料能被共价键合于低聚物和聚合物，从而令人吃惊地与包括含氟聚合物的各种聚合物体系相容。比如，本专利技术的黄绿色和红色荧光染料能与含氟的丙烯酸酯单体共聚，形成高度耐浸取和耐起霜白化的荧光染色的含氟聚合物。这种荧光染色含氟聚合物可以被用于保形涂料和许多涉及浸取和毒性因素的医疗和食品包装应用中。因此，本专利技术的化合物满足对荧光染料在各种聚合物和含氟聚合物中具有提高的溶解度，而且与之相容的需要。本专利技术的染料适用于赋予各种物体(比如，食品包装和医疗用品比如防毒面具)颜色和产生荧光，特别适用于保护电子元件的含氟聚合物保形涂层。说明性实施方案的具体说明这里所用术语“染料”是指通过对光波长的选择性吸收而赋予基片颜色的物质。这里所用术语“发色团(chromogen)”是指染料的芳香族部分。这里所用术语“生色团(chromophore)”是指产生选择性改变光波长吸收的各种颜色的发色团上的特定取代基。术语“烷基”是指直链或支链烃基，比如甲基，乙基，丙基，丁基，辛基，异丙基，叔丁基，仲戊基和类似基团。烷基可以是未取代或被一个或多个取代基(比如，卤素，烷氧基，芳基，芳烷基，芳烷氧基和类似基团)所取代的。术语“烯基”是指具有一个或多个双键的直链或支链不饱和烃基，比如乙烯，丙烯，丁烯，1，3-戊二烯，1，4-戊二烯和类似物。烯基可以是未取代或被一个或多个取代基(比如卤代烷基，卤素，烷氧基，芳基，芳烷基，芳烷氧基和类似基团)所取代的。术语“亚烷基”是指直链或支链的二价饱和烃基，比如-CH2-，-CH2CH2-，-CH2CH2CH2-，-CH2CH2CH(CH3)CH2-，-CH2CH(CH2CH3)CH2CH(CH3)CH2-和类似基团。术语“卤代”是指氟，氯，溴和碘基。术语“卤代烷基”是指被卤素取代的烷基。术语“羟烷基”是指被羟基取代的烷基。术语“芳基”是指具有单环(比如苯基)或稠环(比如萘基或蒽基)的单价不饱和芳香羧基，可选被卤素，烷基，芳烷基，烷氧基，芳烷氧基和类似基团等取代基取代。术语“烷氧基”是指-O-烷基。烷氧基包括例如甲氧基，乙氧基，丙氧基，异丙氧基和类似基团。术语“芳烷基”是指被烷基取代的芳基(比如芳基-烷基-)。芳烷基包括例如苯乙基，苄基，和萘乙基。术语“烷基芳基”是指与芳基结合的烷基，从而形成二价基团(比如烷基-芳基-)。术语“芳亚烷基”是指被亚烷基取代的芳基，形成二价基团(比如-芳基-烷基-)。芳亚烷基包括苯乙基，苄基，和萘乙基。制备黄绿色丙烯酸酯功能性荧光染料制备黄绿色丙烯酸酯功能性荧光染料的方法如下 通常用4-氯萘二甲酸酐(1)作为原料。该原料与2-氨基苯硫酚反应生成硫醚(2)。硫醚(2)在酸化极性质子惰性溶剂中进一步与亚硝酸钠反应，生成相应的噻吨衍生物(3)。然后噻吨衍生物(3)进一步与烷醇胺反应，生成噻吨的酰亚胺衍生物(4)。然后采用本领域已知的方法对酰亚胺衍生物(4)进行(甲基)丙烯酸酯官能化，比如用(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酰氯等试剂进行酯化，生成黄绿色荧光染料(YGFD)。或者，在汞催化剂存在下，使乙酸乙烯酯与(4)反应制得乙烯基醚，或者在碱存在下，使烯丙基溴与(4)反应制得烯丙基醚。制备红色丙烯酸酯功能性荧光染料制备红色丙烯酸酯功能性荧光染料的方法如下所示 通常用2-羟基苯并蒽酮(5)作为原料。该原料在极性质子惰性溶剂中，使用羟基化剂如碳酸亚乙酯，烷基二醇或羟烷基卤化物反应，形成烯基羟基结构(6)。然后在极性质子惰性溶剂中用如n-溴丁二酰亚胺的溴化剂在3-位对烯基羟基(6)进行溴化。制得的溴化产物(7)与2-氨基苯硫酚反应生成硫醚(8)。然后硫醚(8)与盐酸和亚硝酸钠反应，生成相应的噻吨衍生物(9)。采用本领域已知的方法对噻吨衍生物进行(甲基)丙烯酸酯官能化，比如使用(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酰氯等试剂进行酯化，形成红色荧光染料(RFD)。或者，使乙酸乙烯酯与(4)在汞催化剂存在下反应制得乙烯基醚，或者使烯丙基溴与(4)在碱存在下反应制得烯丙基醚。染色聚合物本专利技术的黄绿色和红色荧光染料可以与一种或多种单体共聚，形成具有均匀和稳定颜色的荧光低聚物或共聚物。合适的单体包括任何能自由基聚合的乙烯基不饱和单体，比如乙烯基芳香单体，α，β-不饱和羧酸及其衍生物，羧酸的乙烯基酯，N-乙烯基化合物，乙烯基酮和类似物。这些单体的代表性实例包括苯乙烯，α-甲基苯乙烯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯(这里所用“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)(比如，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由以下通式表示的化合物：＊＊＊其中，Ｒ↓［１］是氢或甲基；Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］分别选自氢，烷基，芳基，烷氧基，芳烷基，烷基芳基，卤素和三氟甲基；Ｌ是含有３到约１５个碳原子的二价亚烷基，该亚烷基任选含有一个或 多个悬链杂原子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DB奥尔森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]