制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和得到的产品以及连续反应系统技术方案

本发明专利技术涉及有机合成技术领域，公开了制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和得到的产品以及连续反应系统，该方法包括：将哌啶类化合物和溶剂加入反应釜中，搅拌溶解；将含有改性钛硅分子筛的催化剂加入反应釜中，加入双氧水溶液，哌啶类化合物和双氧水进行氧化反应；将所得产物除去催化剂，液相产物经减压蒸馏脱除溶剂，得到哌啶氮氧自由基类化合物。本发明专利技术提供的方法一步反应制备哌啶氮氧自由基类化合物，收率高、产品提纯容易，得到的哌啶氮氧自由基类化合物产品纯度高，含有改性钛硅分子筛的催化剂可以重复使用，提高了经济效益。提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和得到的产品以及连续反应系统


[0001]本专利技术涉及有机合成
具体来说涉及一种哌啶氮氧自由基类化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]哌啶氮氧自由基类化合物是一种稳定的自由基，对光、热均具有极强的稳定性，因此常被用于作为聚合中的光稳定剂、烯烃生产中的阻聚剂、聚合物的热降解稳定剂、催化脂肪醇氧化制备醛、酮的催化剂等。尤其是其阻聚效果优于大多数常见阻聚剂，已经广泛应用于低碳烯烃、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类等生产过程中的预防结垢。
[0003]目前哌啶氮氧自由基类化合物的合成方法主要为哌啶类化合物的氧化。CN101691352A公开了一种制备4
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羟基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4
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羟基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶和双氧水为原料，在钨酸钠、氧化促进剂、乙二胺四乙酸二钠的混合物催化剂作用下，进行氧化反应，并对产物用石油醚进行萃取后，减压蒸馏脱除溶剂得到制备4
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羟基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基。CN102001993A公开了一种制备4
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烯丙氧基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4
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烯丙氧基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶和双氧水为原料，在钨酸钠、氧化促进剂、季铵盐的复合催化剂作用下，进行氧化反应，静置、分相后对有机相进行减压蒸馏脱除溶剂，再用盐酸水洗、干燥后得到4
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烯丙氧基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基。CN101475525A公开了一种制备4
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取代基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4
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取代基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶和双氧水为原料，在镁盐催化剂的作用下，得到产物，并对产物过滤去除催化剂后进行减压蒸馏去除溶剂，得到4
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取代基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基。CN102464609A公开了一种制备4
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羰基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4
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羰基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶和双氧水为原料，在氢氧化镁催化剂的作用下，得到产物，再经过过滤、减压蒸馏得到4
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羰基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基。CN108689916A公开了一种制备2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以2,2,6,6
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四甲基哌啶和双氧水为原料，在氢氧化镁和硅藻土复合催化剂的作用下，得到产物，再经过过滤、乙酸乙酯萃取、有机相减压蒸馏得到2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基。
[0004]上述方法所用原料均为哌啶类化合物和双氧水，主要区别在于催化剂，目前主要有以钨酸钠为活性组分以及镁盐为活性组分的两类催化剂。其中钨酸钠体系下，氮氧自由基的收率不高，而氢氧化镁体系可能有因为吸收空气中的CO2等酸性气体逐渐失活。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题之一是在现有技术的基础上，提供一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和连续反应系统。
[0006]本专利技术要解决的技术问题之二是提供上述方法制备得到的哌啶氮氧自由基类化合物。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将哌啶类化合物和溶剂加入反应釜中，搅拌溶解；
[0009]S2、将含有改性钛硅分子筛的催化剂加入反应釜中，加入双氧水溶液，哌啶类化合物和双氧水进行氧化反应；
[0010]S3、将所得产物除去催化剂，液相产物经减压蒸馏脱除溶剂，得到哌啶氮氧自由基类化合物；
[0011]所述的哌啶类化合物具有以下结构式：
[0012]其中R为取代基。
[0013]第二方面，本专利技术提供采用上述方法制备得到的哌啶氮氧自由基类化合物产品。
[0014]第三方面，本专利技术提供一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的连续反应系统，包括顺序相通的反应釜、缓冲罐和减压蒸馏塔，所述的缓冲罐经物料泵连通所述的减压蒸馏塔的进料口；反应釜中的反应物料为哌啶类化合物、溶剂、双氧水和含有改性钛硅分子筛的催化剂；所述的哌啶类化合物具有以下结构式：
[0015]其中R为取代基。
[0016]本专利技术提供的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法的有益效果为：
[0017]本专利技术以哌啶类化合物和双氧水为原料，以改性钛硅分子筛为催化剂，仅需一步反应即可制备哌啶氮氧自由基类化合物，该方法反应收率高、产品提纯容易，得到的哌啶氮氧自由基化合物产品纯度高，含有改性钛硅分子筛的催化剂可以重复使用，提高了经济效益。
[0018]本专利技术提供的制备哌啶氮氧自由基类化合物的连续反应系统适用于本专利技术提供的方法，能连续操作得到哌啶氮氧自由基化合物产品。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的制备哌啶氮氧自由基类化合物连续反应系统的流程示意图。
[0020]其中：
[0021]1‑
反应釜，2
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缓冲罐，3
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减压蒸馏塔，6
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原料，4、5、7、8
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管线。
具体实施方式
[0022]以下对本专利技术的技术方案进行详细而清楚的表述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0023]第一方面，本专利技术提供一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，包括以下步骤：
[0024]S1、将哌啶类化合物和溶剂加入反应釜中，搅拌溶解；
[0025]S2、将含有改性钛硅分子筛的催化剂加入反应釜中，加入双氧水溶液，哌啶类化合物和双氧水进行氧化反应；
[0026]S3、将所得产物除去催化剂，液相产物经减压蒸馏脱除溶剂，得到哌啶氮氧自由基类化合物；
[0027]所述的哌啶类化合物具有以下结构式：
[0028]其中R为取代基。
[0029]所述的哌啶类化合物中，R选自羰基、羟基亚甲基、羧基亚甲基、氨基亚甲基、C1～C4烷基亚甲基、C1～C4烷氧亚甲基或C1～C4烯烷基亚甲基。
[0030]优选地，R选自羰基、羟基亚甲基、甲氧亚甲基或羧基亚甲基。当R为羰基时，所述的哌啶类化合物为4
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羰基
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2,2,6,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将哌啶类化合物和溶剂加入反应釜中，搅拌溶解；S2、将含有改性钛硅分子筛的催化剂加入反应釜中，加入双氧水溶液，哌啶类化合物和双氧水进行氧化反应；S3、将所得产物除去催化剂，液相产物经减压蒸馏脱除溶剂，得到哌啶氮氧自由基类化合物；所述的哌啶类化合物具有以下结构式：其中R为取代基。2.按照权利要求1所述的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，R选自羰基、羟基亚甲基、羧基亚甲基、氨基亚甲基、C1～C4烷基亚甲基、C1～C4烷氧亚甲基或C1～C4烯烷基亚甲基。3.按照权利要求2所述的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，R选自羰基、羟基亚甲基、甲氧亚甲基或羧基亚甲基。4.按照权利要求1所述的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，S1中所述的溶剂为水和/或有机溶剂；优选地，所述的有机溶剂为含有1～6个碳原子的脂肪醇、环烷醇或者酯类化合物；优选地，所述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、叔戊醇、环己醇、乙酸乙酯、丙酸甲酯和丙酸乙酯中的一种或几种；优选地，所述的溶剂为水。5.按照权利要求4所述的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，S1中，所述的溶剂与所述的哌啶类化合物的质量比为0.1～20：1；优选地，所述的溶剂与所述的哌啶类化合物的质量比为0.2～4：1；优选地，所述的溶剂与所述的哌啶类化合物的质量比为1～2：1。6.按照权利要求1
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5中任一项所述的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，以催化剂总重量为基准，所述含有改性钛硅分子筛的催化剂由20wt％
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100wt％的改性钛硅分子筛和0
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80wt％的耐热无机氧化物组成，其中，所述的耐热无机氧化物为氧化铝和/或氧化硅。7.按照权利要求6所述的制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，其特征在于，以钛硅分子筛总重量为基准，所述的改性钛硅分子筛含有90～99.9wt％的钛硅分子筛和0.1～10wt％的改性金属氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宁，李林玥，孙睿，葸雷，史军军，邹琥，杜鹏，刘欢，徐荫萌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：