对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，具体涉及一种对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法。将对羟基苯甲酸、季戊四醇和催化剂混合均匀后，加入溶剂，搅拌，蒸馏出溶剂，进行酯化反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯；对羟基苯甲酸季戊四醇酯、乙醇锌、溶剂、催化剂和稳定剂回流反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐。本发明专利技术制备过程简单，制得的PVC热稳定剂对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐具有较好的抗菌效果，能改善PVC初期白度，延长PVC长期热稳定性。

Preparation of zinc metal alkoxides based on pentaerythritol p-hydroxybenzoate

【技术实现步骤摘要】
对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是应用最多的塑料品种之一，因其具有耐酸性、耐腐蚀性、电绝缘性能等优点，被广泛应用于包装制品、家用器具、建筑材料、医药器械等领域。PVC分子固有的结构缺陷使其热稳定性不佳，长时间暴露于紫外线和高温环境中会加速PVC降解释放氯化氢，使制品变色、物理机械性能不断下降而失去使用价值。2006年JohanSteenwijk等人发现多元醇可以显著提高PVC的热稳定性，如山梨糖醇、甘露醇、三羟甲基丙烷等与Cd+、Zn+可以形成稳定的螯合物，而钝化PVC热降解，因此制备多元醇类热稳定剂引起了研究人员的关注。中国专利CN102153824A公开了一种季戊四醇与ZnO反应制备多元醇金属醇盐的方法，该方法把氧化锌和季戊四醇混合高温反应4-6h，制得产物不易水解、稳定、热稳定性效果优异；但缺点也不少，比如反应困难、熔点高(＞220℃，远高于PVC加工温度180℃)等，与PVC相容性差，限制了其应用。PVC制品在加工的过程中会加入各种助剂，如热稳定剂、增塑剂等有机物，在一定温度和湿度条件下，容易受到微生物的侵蚀。近年来，细菌等微生物对药物的耐药性日益增强，细菌感染已经成为严重威胁公共卫生安全问题之一，开发高效抗菌材料对保障人类健康和生活至关重要。常用的抗菌抑霉剂主要分为无机和有机两类。无机抗菌抑霉种类较多，应用较广泛，具有代表性的是银、铜、锌等金属离子抗菌剂和金属氧化物。无机防霉剂使用安全、耐热、持久性好、抗菌谱广，但在实际使用过程中，由于分散性或相容性不好，导致其防霉性能有限，并不能满足实际需要。传统的有机抗菌抑霉剂主要包括酚类化合物(取代芳烃类)、含硫有机物、含氮有机物、含卤有机物等，该类抗菌防霉剂作用快、抗菌谱广、抑菌防霉效果好，但部分防霉剂耐热性较差、防霉作用持续时间较短等，且没有PVC专用抗菌抑霉剂。目前，亟需提供一种具有抗菌作用的PVC热稳定剂的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，制备过程简单，制得的PVC热稳定剂对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐具有较好的抗菌效果，能改善PVC初期白度，延长PVC长期热稳定性。本专利技术所述的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，包括如下步骤：(1)制备对羟基苯甲酸季戊四醇酯将对羟基苯甲酸、季戊四醇和催化剂混合均匀后，加入溶剂，搅拌，蒸馏出溶剂，进行酯化反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯；(2)制备对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐对羟基苯甲酸季戊四醇酯、乙醇锌、溶剂、催化剂和稳定剂回流反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐。步骤(1)中所述的溶剂为乙醚。步骤(1)中所述的催化剂为对甲苯磺酸。步骤(1)中酯化反应时以甲苯为带水剂，对羟基苯甲酸和带水剂的配比为138：40-60，其中，对羟基苯甲酸以g计，带水剂以mL计。步骤(1)中所述的对羟基苯甲酸、季戊四醇、催化剂和溶剂的配比为138：130-140：1.7-2.5：190-250，其中，对羟基苯甲酸以g计，季戊四醇以g计，催化剂以g计，溶剂以mL计。步骤(1)中所述的搅拌温度为30-35℃，搅拌时间为20-30min。步骤(1)中所述的蒸馏温度为80-85℃。步骤(1)中所述的酯化反应温度为120-140℃，酯化反应时间为3-4h。步骤(2)中所述的稳定剂为锌粉。步骤(2)中所述的溶剂为乙醇，催化剂为乙酸。步骤(2)中所述的对羟基苯甲酸季戊四醇酯、乙醇锌、溶剂、催化剂和稳定剂的配比为250：45-65：200：6-7：3.5-4，其中，对羟基苯甲酸季戊四醇酯以g计，乙醇锌以g计，溶剂以mL计，催化剂以mL计，稳定剂以g计。步骤(2)中所述的回流反应温度为120-140℃，回流反应时间为3-4h。步骤(2)中对羟基苯甲酸季戊四醇酯、乙醇锌、溶剂、催化剂和稳定剂回流反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的粗产物，粗产物重结晶，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐。所述的重结晶是粗产物用乙醇溶解，重结晶过滤，沉淀真空烘干，得到纯净产物。粗产物与乙醇的配比为300：2.5-3.5，其中，粗产物以g计，乙醇以L计。本专利技术所述的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，包括如下具体步骤：(1)将对羟基苯甲酸、季戊四醇和对甲苯磺酸在高速粉碎机中混合均匀后，将其移入反应釜中，加入乙醚，在30-35℃下充分搅拌20-30min后，80-85℃蒸馏出乙醚；加入甲苯作为带水剂，在120-140℃下反应3-4h，减压蒸干甲苯，即得对羟基苯甲酸季戊四醇酯。(2)无水乙醇加入反应釜，取对羟基苯甲酸季戊四醇酯加入反应釜，加热至50-60℃充分搅拌至溶解；将乙醇锌、乙酸和锌粉分别加入反应釜中，在120-140℃下，回流反应3-4h，当反应有絮状固体产生，这时移除回流装置，蒸干后用真空泵进一步减压蒸馏出溶剂，反应完成后将产物取出80-90℃真空烘干10-12h，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的粗产物。取粗产物，用乙醇溶解，重结晶过滤，沉淀在80-90℃真空烘干10-12h，得纯净产物。本专利技术的反应方程式如下：本专利技术的有益效果如下：现有的塑料用有机抗菌剂大多为酚类化合物或含有N、S等杂环类化合物，这些化合物均具有一定毒性，且价格高，不利于应用。本专利技术制备的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐主体为对羟基苯甲酸季戊四醇酯，属于传统的“尼泊尔金酯”化合物，是国际公认的可以用作食品添加剂，在此基础上，接枝锌离子，锌离子对人体有益。所以，本专利技术产物无毒环保，生产过程不会产生有害气体或固体，工艺简单绿色。众所周知，“尼泊尔金酯”化合物碳链越长，抗菌抑霉效果越好，但碳链越长越难制备。本专利技术所要制备的对羟基苯甲酸季戊四醇酯，对羟基苯甲酸和季戊四醇均属于熔点超过200℃的化合物，没有合适溶剂，正常制备势必采用超过200℃的高温才能快速酯化。本专利技术采用乙醚做前期溶剂，可以令对羟基苯甲酸和催化剂对甲苯磺酸溶于其中，尽管季戊四醇不溶，但蒸发掉乙醚后对羟基苯甲酸和对甲苯磺酸均匀包裹季戊四醇微粒，增加了接触面积，提升了反应速率，降低了反应温度。本专利技术的第二步中，采用添加锌粉作为稳定剂。不添加稳定剂时，制备的产物发黄，有可能高温下产物被空气中的氧氧化，不仅颜色不好，抗菌效果也受到一定影响。添加锌粉后，产物为纯净白色，产物性能达到设计目的。传统的抗菌剂仅具有简单的单一抗菌作用，往PVC里面添加时，用量为0.5-1％，会带来额外的成本。本专利技术制备的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐中对羟基苯甲酸季戊四醇酯基具有良好的抗菌功能，而季戊四醇与锌形成烷氧基-金属化合物(金属醇盐)则具有良好的对PVC热稳定效果，即本专利技术产物具有双功能的特点，可以把它作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)制备对羟基苯甲酸季戊四醇酯/n将对羟基苯甲酸、季戊四醇和催化剂混合均匀后，加入溶剂，搅拌，蒸馏出溶剂，进行酯化反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯；/n(2)制备对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐/n对羟基苯甲酸季戊四醇酯、乙醇锌、溶剂、催化剂和稳定剂回流反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备对羟基苯甲酸季戊四醇酯
将对羟基苯甲酸、季戊四醇和催化剂混合均匀后，加入溶剂，搅拌，蒸馏出溶剂，进行酯化反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯；
(2)制备对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐
对羟基苯甲酸季戊四醇酯、乙醇锌、溶剂、催化剂和稳定剂回流反应，得到对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐。


2.根据权利要求1所述的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的溶剂为乙醚。


3.根据权利要求1所述的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的催化剂为对甲苯磺酸；酯化反应时以甲苯为带水剂，对羟基苯甲酸和带水剂的配比为138：40-60，其中，对羟基苯甲酸以g计，带水剂以mL计。


4.根据权利要求1所述的对羟基苯甲酸季戊四醇酯基锌金属醇盐的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的对羟基苯甲酸、季戊四醇、催化剂和溶剂的配比为138：130-140：1.7-2.5：190-250，其中，对羟基苯甲酸以g计，季戊四醇以g计，催化剂以g计，溶剂以mL计。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德刚，张曼琦，胡希敏，石朋，朱东坡，路维东，唐圣奎，袁效东，陈伟，
申请(专利权)人：山东海螺型材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37