一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种紫外线吸收剂UV‑329的制备方法，该方法包括由邻硝基氯苯经氨化、重氮化、偶合、一步还原、二步还原反应及后处理过程制备2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑产品。本发明专利技术采用浓度为10％～25％的氨水将邻硝基氯苯氨化后再与亚硝酸盐经重氮化反应生成重氮盐，该重氮化反应无需在强酸介质下进行，且综合利用了本公司已有产品的副产品氨水，三废低排放，且所需成本低；中间体偶氮产物的还原闭环过程采用2步还原法，避免了强还原剂直接将偶氮双键还原成胺，减少杂质生成，不但提高了产品纯度，同时提高了产品收率。

Preparation of a Ultraviolet Absorbent UV-329

【技术实现步骤摘要】
一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法
本专利技术涉及物质合成
，尤其涉及一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法。
技术介绍
紫外线吸收剂2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑(又称UV-329)，是一种性能卓越的高效防老化助剂，溶于苯、苯乙烯、二氯甲烷和环己烷，微溶于醇类物质，不溶于水；可有效吸收270-380纳米的紫外光；不易燃，不易爆，无毒，使用安全无害；广泛用于PE、PVC、PP、PS、PC、丙纶纤维、ABS树脂、环氧树脂、树脂纤维和乙烯醋酸乙烯酯等方面，并且可用于塑料集装箱和食品包装盒等包装材料，为它们提供了良好的光稳定效果，几乎不吸收可见光，特别适用于无色透明和浅色制品。在合成2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑时，通常采用如下步骤：步骤1、邻硝基苯胺与亚硝酸(在强酸介质下)经重氮化反应生成重氮盐；步骤2、所述重氮盐与对特辛基苯酚进行偶合反应合成中间体偶氮产物；步骤3、中间体偶氮产物采用强还原剂经还原闭环得到目标产物。该合成路线虽然原料易得，操作简便，但存在如下缺点：(1)所述步骤1中需在强酸介质下反应，对反应设备的损害较大，所需成本高；(2)步骤3中采用强还原剂直接将偶氮双键还原成胺，增加杂质的生成。(3)收率较低，其合成的难点在于所述步骤3的中间体偶氮产物经还原闭环得到目标产物的合成过程。目前大多数生产企业采用此合成路线生产2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑产品，在合成过程中由于还原闭环过程使用的溶剂和催化剂的不同，得到的产品质量、收率、成本各有千秋，对环境造成不同程度的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的收率低、成本高及环境污染的问题，提供一种收率高、纯度高、成本低，生产过程安全，三废低排放的2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑的工艺合成方法。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供了一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法，其包括如下步骤：步骤1、2-硝基苯胺的制备：将2-硝基氯苯及氨水打入氨化反应器内进行氨化反应后，分层静置，冷却析晶后，得到2-硝基苯胺产品；其中所述氨水的浓度为10％～25％，所述2-硝基氯苯与氨水的摩尔比为1：12～22；步骤2、2-硝基重氮苯基盐酸盐的制备：将2-硝基苯胺、盐酸、加入重氮化反应釜，搅拌冷却至10℃及以下，加入NaNO2水溶液，保温反应后，加入尿素终止反应，过滤，所得滤液即为2-硝基重氮苯基盐酸盐溶液；其中所述盐酸的质量分数为5％～35％，所述NaNO2水溶液的质量分数为5％～35％；步骤3、2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯的制备：将4-特辛基苯酚、醇类物质加入偶合反应釜中，搅拌溶解，冷却至10℃及以下，调节PH，控温滴加步骤2所得的2-硝基重氮苯基盐酸盐溶液，偶合反应至完全，抽滤，洗涤，干燥，得2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯；步骤4、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物的制备：将2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质加入一步还原反应釜中，升温至回流，进行一次还原反应至反应结束，冷却，调节PH在1～5，过滤，滤饼用水洗涤，抽干，滤饼即为2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物；所述还原剂为甲醇、异丙醇、甲醛中的至少一种，所述2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质的摩尔比为1：13～18：0.9～1.5；步骤5、2-(2'-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑的制备：将2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物、20％～35％盐酸、锌粉及甲苯加入二步还原釜中，升温至回流，至反应结束，过滤去除锌粉，滤液用水洗涤，冷却析晶，过滤，滤饼用二氯甲烷和环己烷进行重结晶处理，过滤，滤液回收二氯甲烷和环己烷套用，滤饼干燥后得到2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑产品；所述2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物，盐酸，锌粉，甲苯的摩尔体积比为1mol：3.2～3.6mol：0.3～0.6mol：1.3～1.8L。优选地，所述步骤1中，氨化反应于150～220℃、12～20MPa下进行，氨化反应的时间为30～50min。优选地，所述步骤1中，将体系内剩余的NH3经水吸收产生低浓度氨水，然后补加部分液氨后继续供氨化反应用；脱氨的物料经分层、静置后的氯化铵用石灰水中和回收得到NH3进行套用。综合利用公司已有产品的副产品氨水且使得其得到规模化应用。优选地，所述步骤2中，保温反应时间为30min～90min。优选地，所述步骤2中所述2-硝基苯胺、盐酸、NaNO2的摩尔比为1：3～4：1～2。优选地，所述步骤3中，4-特辛基苯酚与醇类物质的摩尔体积比为1mol：1.5L。优选地，所述步骤3中，调节PH时采用质量分数为6％～18％的碱性物质水溶液；所述偶合反应的时间为2～6h。优选地，所述步骤4中一次还原反应的时间为6～12h；反应结束后冷却至25～35℃，用20％～35％盐酸调节PH在1～5。优选地，所述步骤4中，所述2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质的最佳摩尔比为1：15：1.2。优选地，所述步骤4中，所述还原剂为甲醇、甲醛的混合物，且甲醇、甲醛的摩尔比为2～4：1。最为优选地，所述还原剂为甲醇、甲醛的混合物，且甲醇、甲醛的摩尔比为3：1。优选地，所述步骤5中所述2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物，20％～35％盐酸，锌粉，甲苯的最佳摩尔体积比为1mol：3.4mol：0.5mol：1.5L。优选地，所述步骤5中二氯甲烷和环己烷混合溶剂中二氯甲烷和环己烷的体积比为4～8：1。所述体积比最佳为6：1。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术提供的一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法，经本申请的大量创新性探索研发出了利用低浓度氨水规模化制备2-硝基苯胺的生产方法：2-硝基氯苯采用浓度为10％～25％的氨水氨化(且2-硝基氯苯与氨水的摩尔比为1：12～22)后再与亚硝酸经重氮化反应生成重氮盐，该重氮化反应无需在强酸介质下进行，且综合利用了本公司已有产品的副产品氨水，三废低排放，且所需成本低。2、本专利技术提供的一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法，中间体偶氮产物的还原闭环过程采用2步还原法：(1)第一步还原反应中采用具有弱还原性的甲醇、异丙醇、甲醛中的至少一种作为还原剂将2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯还原为2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物，避免了强还原剂直接将偶氮双键还原成胺，减少杂质生成；(2)第二步还原反应中采用在酸性溶液中加入锌粉的方法将2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物第二次还原为2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑产品，锌粉回收后套用；最后在产品的最终提纯过程中使用二氯甲烷和环己烷作溶剂除去产品中杂质。该2步还原法不但提高了产品纯度减少了杂质的生成，同时提高了产品收率，且采用的催化剂、溶剂等不会对环境造成污染。附图说明图1为本专利技术提供的一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法的流程图；图2为本专利技术提供的一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法的化学反应方程式。具体实施方式实施例1本专利技术由邻硝基氯苯经氨化、重氮化、偶合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外线吸收剂UV‑329的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1、2‑硝基苯胺的制备：将2‑硝基氯苯及氨水打入氨化反应器内进行氨化反应后，分层静置，冷却析晶后，得到2‑硝基苯胺产品；其中所述氨水的浓度为10％～25％，所述2‑硝基氯苯与氨水的摩尔比为1：12～22；步骤2、2‑硝基重氮苯基盐酸盐的制备：将2‑硝基苯胺、盐酸、加入重氮化反应釜，搅拌冷却至10℃及以下，加入NaNO2水溶液，保温反应后，加入尿素终止反应，过滤，所得滤液即为2‑硝基重氮苯基盐酸盐溶液；其中所述盐酸的质量分数为5％～35％，所述NaNO2水溶液的质量分数为5％～35％；步骤3、2‑硝基‑2'‑羟基‑5'‑特辛基偶氮苯的制备：将4‑特辛基苯酚、醇类物质加入偶合反应釜中，搅拌溶解，冷却至10℃及以下，调节PH，控温滴加步骤2所得的2‑硝基重氮苯基盐酸盐溶液，偶合反应至完全，抽滤，洗涤，干燥，得2‑硝基‑2'‑羟基‑5'‑特辛基偶氮苯；步骤4、2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物的制备：将2‑硝基‑2'‑羟基‑5'‑特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质加入一步还原反应釜中，升温至回流，进行一次还原反应至反应结束，冷却，调节PH在1～5，过滤，滤饼用水洗涤，抽干，滤饼即为2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物；所述还原剂为甲醇、异丙醇、甲醛中的至少一种，所述2‑硝基‑2'‑羟基‑5'‑特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质的摩尔比为1：13～18：0.9～1.5；步骤5、2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑的制备：将2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物、20％～35％盐酸、锌粉及甲苯加入二步还原釜中，升温至回流，至反应结束，过滤去除锌粉，滤液用水洗涤，冷却析晶，过滤，滤饼用二氯甲烷和环己烷混合溶剂进行重结晶处理，过滤，滤液回收二氯甲烷和环己烷套用，滤饼干燥后得到2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑产品；所述2‑(2'‑羟基‑5'‑特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物，20％～35％盐酸，锌粉，甲苯的摩尔体积比为1mol：3.2～3.6mol：0.3～0.6mol：1.3～1.8L。...

【技术特征摘要】
1.一种紫外线吸收剂UV-329的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1、2-硝基苯胺的制备：将2-硝基氯苯及氨水打入氨化反应器内进行氨化反应后，分层静置，冷却析晶后，得到2-硝基苯胺产品；其中所述氨水的浓度为10％～25％，所述2-硝基氯苯与氨水的摩尔比为1：12～22；步骤2、2-硝基重氮苯基盐酸盐的制备：将2-硝基苯胺、盐酸、加入重氮化反应釜，搅拌冷却至10℃及以下，加入NaNO2水溶液，保温反应后，加入尿素终止反应，过滤，所得滤液即为2-硝基重氮苯基盐酸盐溶液；其中所述盐酸的质量分数为5％～35％，所述NaNO2水溶液的质量分数为5％～35％；步骤3、2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯的制备：将4-特辛基苯酚、醇类物质加入偶合反应釜中，搅拌溶解，冷却至10℃及以下，调节PH，控温滴加步骤2所得的2-硝基重氮苯基盐酸盐溶液，偶合反应至完全，抽滤，洗涤，干燥，得2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯；步骤4、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物的制备：将2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质加入一步还原反应釜中，升温至回流，进行一次还原反应至反应结束，冷却，调节PH在1～5，过滤，滤饼用水洗涤，抽干，滤饼即为2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物；所述还原剂为甲醇、异丙醇、甲醛中的至少一种，所述2-硝基-2'-羟基-5'-特辛基偶氮苯、还原剂、碱性物质的摩尔比为1：13～18：0.9～1.5；步骤5、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑的制备：将2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物、20％～35％盐酸、锌粉及甲苯加入二步还原釜中，升温至回流，至反应结束，过滤去除锌粉，滤液用水洗涤，冷却析晶，过滤，滤饼用二氯甲烷和环己烷混合溶剂进行重结晶处理，过滤，滤液回收二氯甲烷和环己烷套用，滤饼干燥后得到2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑产品；所述2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑氮氧化物，20％～35％盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪，
申请(专利权)人：襄阳金达成精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42