本发明专利技术涉及光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯的制备方法。咔唑与1‑溴辛烷在氢氧化钾、DMSO体系中反应得到中间体Ⅰ；中间体Ⅰ与硝酸发生硝化反应得到中间体Ⅱ；在三氯化铝催化作用下，中间体Ⅱ与4,4'‑氧二苯甲酰氯发生Friedel‑Crafts反应得到中间体Ⅲ；在混合溶剂DMF‑水的条件下，中间体Ⅲ与盐酸羟胺反应得到中间体Ⅳ，最后中间体Ⅳ与乙酸酐反应得到目标化合物光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯。该制备方法，操作简单，工艺先进，溶剂可回收利用，易于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
一种光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯，制备方法及其应用
本专利技术属于光引发剂领域，具体涉及一种光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸制备方法。技术背景咔唑具有良好的刚性共轭平面，具有较强的分子内电子转移性能和优良的光电性质，为其衍生物作为良好的双光子光引发剂提供了有利的条件。咔唑类肟酯是一类新型的咔唑基双光子光引发剂，在咔唑的氮原子上引入烷基可增强了共轭体系的给电子能力，在咔唑环上连接共扼的芳香酰基和肟酯吸电子基团增加其共轭链，使分子内电子转移程度增大，从而提高双光子荧光性质。正因为咔唑基酮肟乙酸酯类化合物具有上述许多优点而作为丙烯酸酯类体系、印刷油墨、光固化涂料、抗蚀刻剂、防电镀剂、全息照相记录材料、压敏黏合剂、层压树脂的引发剂，因此研发新型双咔唑类肟酯类光引发剂十分必要。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种工艺简单、收率高、成本低、污染小、产品质量好、适合工业化生产的含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的目的是这样实现：一种光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯，该化合物具有如下化学结构式：含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯。本专利技术采用以下技术方案：A：在装有搅拌器的反应器中加入有机溶剂、咔唑、氢氧化钾，再向反应器中缓慢滴加1-溴辛烷，控制反应液温度150-180℃，反应2.0-5.0h。反应完成后加入乙酸乙酯-水(V乙酸乙酯:V水＝2:1)混合溶液，分出水层，减压蒸馏回收有机溶剂乙酸乙酯，得到中间体Ⅰ；B：在装有搅拌器的反应器中加入有机溶剂、中间体Ⅰ，温度控制在-10-10℃，再向反应器中缓慢滴加68％硝酸，控制反应液温度-10-10℃，反应4.0-8.0h。反应完成后加入水，分出水层，干燥，得到含有中间体Ⅱ的有机溶剂溶液，直接用于下一步Friedel-Crafts反应中间体Ⅲ的制备；C：在含有中间体Ⅱ的有机溶液中，加入三氯化铝，控制反应釜内温在0-30℃，搅拌1.0-2.0h，缓慢滴加4,4'-氧二苯甲酰氯的二氯乙烷溶液，滴加完后，控制反应釜内温在0-30℃反应8.0-10h，反应完成后，向反应器中加入质量分数为15％的盐酸溶液，搅拌1.0h，静置，分层，有机相用水、碳酸氢钠洗涤三次，减压蒸出有机溶剂，重结晶得中间体Ⅲ，反应方程式如下：D：在反应器中加入有机溶液、加入中间体Ⅲ、盐酸羟胺，升温至60-100℃，滴加10％的醋酸钠溶液，滴加完后，控制反应釜内温在60-100℃反应10-12h，反应完成后，向反应器中加入水，搅拌1h，静置，分层，减压蒸出有机溶剂，重结晶得中间体Ⅳ，反应方程式如下：E：在反应器中加入二氯乙烷、加入中间体Ⅳ，温度控制0-20℃，滴加乙酸酐，滴加完后，控制反应釜内温在0-20℃反应6.0-10h，反应完成后，向反应器中加入5％的氢氧化钠水溶液，搅拌2h，静置，分层，减压蒸出有机溶剂，重结晶得目标化合物，反应方程式如下：含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯。所述的步骤A中，咔唑、1-溴辛烷、氢氧化钾的物质的量之比为1：1-1.5：1.2-2.0，所述的有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或丙酮中的任一种，优选二甲亚砜，有机溶剂的重量为咔唑重量8-15倍；所述的反应温度为160-170℃。所述的步骤B中，中间体Ⅰ、硝酸的物质的量之比为1：1-1.5，所述的有机溶剂为硝基苯、二氯乙烷或二氯甲烷中的任一种，优选二氯乙烷，有机溶剂的重量为中间体Ⅰ重量12-13倍；所述的反应温度为-5-0℃。所述的步骤C中，中间体4,4'-氧二苯甲酰氯、三氯化铝、中间体Ⅱ的物质的量之比为1：2.0-2.2：2.2-3.0，所述的有机溶剂为硝基苯、二氯乙烷或二氯甲烷中的任一种，优选二氯乙烷；有机溶剂的重量为中间体Ⅱ重量10-13倍；所述的优选反应温度为10-15℃。所述的步骤D中，中间体Ⅲ、盐酸羟胺、醋酸钠的物质的量之比为1：2.0-2.2：2-2.5，所述的有机溶剂为乙醇-水(V乙醇:V水＝1:1)、甲醇-水(V甲醇:V水＝1:1)或DMF-水(VDMF:V水＝1:1)混合溶液中的任一种，优选DMF-水(VDMF:V水＝1:1)混合溶液；有机溶剂的重量为中间体Ⅲ重量10-12倍；所述的优选反应温度为80-90℃。所述的步骤E中，中间体Ⅳ、乙酸酐的物质的量之比为1：2.0-2.5，所述的有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷中的任一种，优选二氯甲烷；有机溶剂的重量为中间体Ⅳ重量的8-10倍；所述的优选反应温度为5-10℃。所述的步骤B中，硝酸的质量分数为50-75％；所述的步骤C中，盐酸的质量分数为10-20％；步骤D中，醋酸钠溶液的质量分数为5-15％；步骤E中，氢氧化钠的质量分数为3-10％。所述的步骤B中，硝酸的质量分数为68％；所述的步骤C中，盐酸的质量分数为15％；步骤D中，醋酸钠溶液的质量分数为10％；步骤E中，氢氧化钠的质量分数为5％。本专利技术的技术方案将所述制备得到的光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯在丙烯酸环氧树脂中的应用。本专利技术的有益效果如下：1、提供了含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯的完整的制备方法。2、制备的含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯解决了传统的光引发剂一般都存在着感光度低、溶解性差、空气对光固化影响大、以及贮存稳定性差等缺点，该引发剂是能应用于新一代大屏幕LCD关键部件RGB的制作要求。3、将含硝基的双咔唑基、4,4'-氧二苯甲酰基与肟乙酸酯基等光敏基团构筑于同一分子生成新的含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯，该光引发剂具有显著的光引发速度快、深层固化优异、光谱吸收范围宽的优点。4、本专利技术光引发剂对丙烯酸环氧树酯的有良好的光固化效果。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1：一种含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯的制备方法，该方法由以下步骤组成：在装有搅拌器的反应器中加入二甲亚砜(DMSO)120mL、咔唑16.72g(0.10mol)、氢氧化钾8.42g(0.15mol)，再向反应器中缓慢滴加1-溴辛烷23.18g(0.12mol)，控制反应液温度160-170℃，反应4.0-5.0h。反应完成后加入乙酸乙酯-水(V乙酸乙酯:V水＝2:1)混合溶液180mL，分出水层，减压蒸馏回收有机溶剂，得到中间体Ⅰ；中间体Ⅱ的制备在装有搅拌器的反应器中加入二氯乙烷180mL、中间体Ⅰ27.95g(0.10mol)，温度控制在-5-0℃，再向反应器中缓慢滴加质量分数68％硝酸11.12g(0.12mol)，控制反应液温度-5-0℃，反应6.0-7.0h。反应完成后加入水，分出水层，干燥，得到含有中间体Ⅱ的二氯乙烷溶液，直接用于中间体的Ⅲ制备；中间体Ⅲ的制备在装有搅拌器的反应器中加入二氯乙烷260mL、中间体Ⅱ64.88g(0.20mol)，加入三氯化铝32.01g(0.24mol)，控制反应釜内温在10-15℃，搅拌1.0-2.0h，缓慢滴加4,4'-氧二苯甲酰氯29.52g(0.10mol)二氯乙烷混合溶液200mL，滴加完后，控制反应釜内温在10-15℃反应8-10h，反应完成后，向反应器中加入质量分数为15％的盐酸溶液，搅拌1h，静置，分层，有机相用水、碳酸氢钠洗涤三次，减压蒸出有机溶剂，结晶得中间体Ⅲ；中间体Ⅳ的制备在反应器中加入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯，其特征在于，其化学结构式如下：
【技术特征摘要】
1.一种光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯，其特征在于，其化学结构式如下：2.一种光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：A：在装有搅拌器的反应器中加入有机溶剂、咔唑、氢氧化钾，再向反应器中滴加1-溴辛烷，控制反应液温度150-180℃，反应2.0-5.0h，反应完成后加入乙酸乙酯-水混合溶液，分出水层，减压蒸馏回收有机溶剂乙酸乙酯，得到中间体Ⅰ；B：在装有搅拌器的反应器中加入有机溶剂、中间体Ⅰ，温度控制在-10-10℃，再向反应器中滴加硝酸，控制反应液温度-10～10℃，反应4.0-8.0h后加入水，分出水层，干燥，得到含有中间体Ⅱ的有机溶剂溶液，直接用于下一步Friedel-Crafts反应中间体Ⅲ的制备；C：在含有中间体Ⅱ的有机溶液中，加入三氯化铝，控制反应釜内温在0-30℃，搅拌1.0-2.0h，滴加4,4'-氧二苯甲酰氯的二氯乙烷溶液，滴加完后，控制反应釜内温在0-30℃反应8.0-10h，反应完成后，向反应器中加入盐酸溶液，搅拌1.0h，静置，分层，有机相用水、碳酸氢钠洗涤三次，减压蒸出有机溶剂，重结晶得中间体Ⅲ，反应方程式如下：D：在反应器中加入有机溶液、中间体Ⅲ、盐酸羟胺，升温至60-100℃，滴加醋酸钠溶液，滴加完后，控制反应釜内温在60-100℃反应10-12h，反应完成后，向反应器中加入水，搅拌0.5-3h，静置，分层，减压蒸出有机溶剂，重结晶得中间体Ⅳ，反应方程式如下：E：在反应器中加入二氯乙烷、中间体Ⅳ，温度控制0-20℃，滴加乙酸酐，滴加完后，控制反应釜内温在0-20℃反应6.0-10h，反应完成后，向反应器中加入氢氧化钠水溶液，搅拌2h，静置，分层，减压蒸出有机溶剂，重结晶得目标化合物，反应方程式如下：3.根据权利要求2所述的光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙酸酯制备方法，其特征在于：步骤A中，咔唑、1-溴辛烷、氢氧化钾的物质的量之比为1：1-1.5：1.2-2.0，所述的有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或丙酮中的任一种，优选二甲亚砜，有机溶剂的重量为咔唑重量8-15倍；所述的反应温度为160-170℃。4.根据权利要求2所述的光引发剂含双咔唑的二苯甲酮肟乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德江，周洋，陈卫丰，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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