一种含溴化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种含溴化合物及其制备方法与应用，属于有机合成技术领域。本发明专利技术采用特殊的制备工艺，壬二酸为原料，先使用溴素溴代生成二溴代壬二酸，然后再进行酰氯封端，将其变为二溴代壬二酰氯，而后加入单N‑叔丁氧羰基乙二胺(Boc‑乙二胺)生成带有Boc保护基的目标产物，最后脱Boc保护基得到N1,N9‑双(2‑氨基乙基)‑2,8二溴壬二酰胺最终产物，产物纯度高达90％及以上；添加了N1,N9‑双(2‑氨基乙基)‑2,8二溴壬二酰胺的聚脲涂料在提升其阻燃性的同时，并没有对聚脲涂料的力学机械性能产生不利的影响，反而有效的改善了其各项力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种含溴化合物及其制备方法与应用
本专利技术属于有机物及其合成
，更具体地说，涉及一种含溴化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
聚脲涂料以其柔韧性好，强度高，固化速度快，对环境温度、湿度不敏感，一次施工可达到厚涂层等诸多优点而得到广泛应用。然而，该涂料是由异氰酸酯与端羟基聚醚反应生成的半预聚物及端氨基聚醚、胺基固化剂等组成的，作为一种高分子材料，很容易起火燃烧，并散发出大量有毒气体，造成大量人员伤亡，从而可看出，聚脲涂料抑烟和阻燃的研究是同等重要的。为此如何提高聚脲涂料的阻燃性和抑制硝烟生成已成为一个急需解决的问题，具有重要的社会和经济意义。提高喷涂聚脲涂料的阻燃性有两条途径：一是改变涂料的化学结构，通常是在聚醚中引入卤素、磷、锑等阻燃元素；二是向涂料中添加含上述阻燃元素的阻燃剂。阻燃剂是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料，广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。现有阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要有镁系、铝系和硼系等，虽然环保，但添加量大，并且与聚脲涂料的相容性差。一般来讲有机阻燃具有很好的亲和力，在涂料中添加使用，有着很高的阻燃效率，有机阻燃剂分为卤系、磷系、氮磷系、氮系。卤系以及磷系阻燃剂是最为重要的两类阻燃剂，以其性价比高受到人们的青睐，应用十分广泛，比如吴文文等人(阻燃型喷涂聚脲涂料的制备与性能表征[J]，表面技术，2016,6：22-27)就曾采用有机溶剂型磷系阻燃剂对聚脲涂料的阻燃性能进行改进，虽然成功的制备出了阻燃型喷涂聚脲涂料，但是却易导致聚脉材料的物理性能发生大幅下降的问题。又比如中国专利技术专利，申请号：201310457509.4，申请日：2013.09.30，公开了一种一种三溴苯基甲基丙烯酸酯的制备方法，所获得的三溴苯基甲基丙烯酸酯广泛应用于涂料、塑料等行业的反应阻燃剂。但是目前为止，未见关于N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺的报道。本专利技术涉及到的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，将其应用于聚脲涂料中，在增加聚脲涂料阻燃性能的同时又不会对聚脲涂料的力学机械性能产生较大的影响。
技术实现思路
1.要解决的问题本专利技术的目的之一是提供一种具有新颖结构的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺；本专利技术的目的之二是提供了一种原料易得，容易监测和控制，产品易于分离、纯度高的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺的制备方法；本专利技术的目的之三是提供了一种新型的阻燃剂，并将其应用于聚脲涂料中，既能够提高聚脲涂料的阻燃性能又不会影响涂料的各力学性能。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种含溴化合物，所述的含溴化合物为N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，其结构式为上述的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺的合成方法，包括如下步骤：步骤一：以壬二酸为起始原料，三溴化磷为催化剂，与液溴反应得到溴代壬二酸；步骤二：利用封端剂对溴代壬二酸进行酰氯封端处理，得到二溴代壬二酰氯；步骤三：二溴代壬二酰氯与单N-叔丁氧羰基乙二胺反应，得到带有Boc保护基的溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺产物；步骤四：取带有Boc保护基的溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺产物溶于溶剂，脱Boc保护基得最终的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺。优选地，所述的步骤一中，壬二酸和三溴化磷的添加摩尔比为(10～1):1。优选地，所述的步骤二中，利用封端剂二氯亚砜或者亚硫酰氯对溴代壬二酸进行酰氯封端处理，溴代壬二酸的添加质量A(g)与封端剂的添加体积B(mL)的比值为1:(5～10)。优选地，所述的步骤三中，酰氯封端溴代壬二酸与二氯甲烷溶剂的添加体积比为1:10，Boc乙二胺的添加量为2～2.5个当量。优选地，所述的步骤四中，溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺的添加质量C(g)与溶剂的添加体积D(mL)的比值为1:10；所述溶剂为二氯甲烷或二甲基甲酰胺。优选地，具体实施方式如下：步骤一：将壬二酸溶于液溴，加入三溴化磷，在50～80℃温度下，反应1～8h，然后旋蒸除去液溴以及副产物氢溴酸，得到淡黄色油状液体产物溴代壬二酸，收率≥95％；所述的旋蒸具体条件如下：温度为30～50℃，压力为0.05～0.1MPa；步骤二：将步骤一中制得的溴代壬二酸溶于封端剂，搅拌，在回流状态下反应3～24h，反应完后，旋蒸除去氯化亚砜及其副产物氯化氢，得淡黄棕色油状液体产物二溴代壬二酰氯，收率≥90％，纯度≥90％；所述的溴代壬二酸的添加质量A与封端剂的添加体积B的比值为1:(5～10)g/mL；所述的搅拌速度为400～600r/min；所述的旋蒸具体条件如下：温度为30～60℃，压力为0.08～0.1MPa，处理时间为0.5～1h；步骤三：取步骤二中的二溴代壬二酰氯溶于溶剂，0℃下加入Boc乙二胺的二氯甲烷溶液，搅拌，反应2～12h，加入水后抽滤20～60min，得到白色溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺产物，收率≥90％；所述的二溴代壬二酰氯与溶剂的添加体积比为1:10；所述的搅拌速度为700～800r/min；步骤四：取溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺，在10％三氟乙酸的二氯甲烷溶液中进行反应2小时，旋蒸处理，脱Boc保护基得最终的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，产率可高达98％；所述的溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺的添加质量C与溶剂的添加体积D的比值为1:10g/mL；所述溶剂为二氯甲烷或二甲基甲酰胺；所述的旋蒸具体条件如下：温度为30～60℃，压力为0.08～0.1MPa，处理时间为0.5～1h。优选地，上述步骤四，也可以取溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺，在1M盐酸溶液中加热90℃进行反应，利用碱溶液(比如氢氧化钠调)中和盐酸，进行乙酸乙酯萃取，旋蒸处理，脱Boc保护基得最终的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺。如上述任一所述的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，作为阻燃剂在阻燃剂领域中应用。如上述任一所述的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，将其应用于聚脲涂料中。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所提供了一种N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，具有新颖的结构,可以作为阻燃剂使用，为阻燃剂提供了一种新材料；(2)本专利技术所提供的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺的制备方法原料易得，合成工艺简单，容易监测和控制，各步骤中的产品易于分离；步骤一中，溴代壬二酸的收率≥95％；步骤二中，酰氯封端溴代壬二酸的收率≥90％，纯度≥90％；步骤三中，溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺产物的收率≥90％；步骤四中，N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含溴化合物，其特征在于：所述的含溴化合物为N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，其结构式为/n

【技术特征摘要】
1.一种含溴化合物，其特征在于：所述的含溴化合物为N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺，其结构式为





2.一种如权利要求1所述的含溴化合物的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：以壬二酸为起始原料，三溴化磷为催化剂，与液溴反应得到溴代壬二酸；
步骤二：利用封端剂对溴代壬二酸进行酰氯封端处理，得到二溴代壬二酰氯；
步骤三：二溴代壬二酰氯与单N-叔丁氧羰基乙二胺反应，得到带有Boc保护基的溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺产物；
步骤四：取带有Boc保护基的溴代壬二酰二(叔丁羰基)乙基胺产物溶于溶剂，脱Boc保护基得最终的N1,N9-双(2-氨基乙基)-2,8二溴壬二酰胺。


3.根据权利要求2所述的含溴化合物的合成方法，其特征在于：所述的步骤一中，壬二酸和三溴化磷的添加摩尔比为(10～1):1。


4.根据权利要求2所述的含溴化合物的合成方法，其特征在于：所述的步骤二中，利用二氯亚砜或者亚硫酰氯作为封端剂对溴代壬二酸进行酰氯封端处理。


5.根据权利要求2所述的含溴化合物的合成方法，其特征在于：所述的步骤三中，单N-叔丁氧羰基乙二胺的添加量为2～2.5个当量。


6.根据权利要求2所述的含溴化合物的合成方法，其特征在于：所述的步骤四中，溶剂为二氯甲烷、二甲基甲酰胺或盐酸中的一种。


7.根据权利要求2-6任一所述的含溴化合物的合成方法，其特征在于：具体实施方式如下：
步骤一：将壬二酸溶于液溴，加入三溴化磷，在50～80℃温度下，反应1～8h，然后旋蒸除...

【专利技术属性】
技术研发人员：李净植，梅泽群，王明乾，安瑞斌，
申请(专利权)人：桑尼维尔新材料科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32