[发明专利]高效阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基及其生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高效阻聚剂2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基及其生产方法。

背景技术：

2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基是近期发现的一种新型稳定的自由基，它在理论及自旋标记法上的广泛应用引人注目，2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基对光热极为稳定，能终止氧化链，故可充当高分子材料的抗老化剂，高效紫外光吸收剂以及聚甲酰、聚乙烯胺的热降解抑制剂。由于氮氧自由基对不饱和化合物的阻聚性能优良，使其近年来在不饱和单体化合物生产过程中的应用发展迅速，所以用受阻胺类氮氧自由基化合物取代传统的酚类阻聚剂有很大的实际意义。可应用于低碳烯烃的预防聚合结垢，还可应用于丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类及丙烯酸等化合物，其阻聚性能优于氢醌、氢醌单甲醚、酚噻嗪及二丁基二硫代氨基甲酸铜等化合物阻聚效果。其化学名称为：2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基

分子式：C₉H₁₈O₂N；分子量：172.25

分子结构式：

理化性质：外观为桔黄色结晶体，熔点mp：68-70℃。

目前，制备2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基的方法是以氢氧化镁为催化剂，2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶与双氧水氧化反应而得。由于氢氧化镁催化剂微溶于水，使反应在非均相状态下进行，不利于2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶的氧化反应，产品收率较低。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种产品收率高的高效阻聚剂2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种高效阻聚剂2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基及其生产方法，其特征是：是以2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶、30～35％双氧水为原料，在催化剂存在的条件下反应制得2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基；所述催化剂是钨酸钠、氧化促进剂、乙二胺四乙酸二钠的混合物，且三者的质量比例为：钨酸钠∶氧化促进剂∶乙二胺四乙酸二钠＝1∶0.1～1.0∶0.01～0.1。

2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶、30～35％双氧水、催化剂的用量比例按质量计为：2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶：30～35％双氧水∶催化剂＝1∶0.9～1.9∶0.01～0.5。

以2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶、30～35％双氧水为原料，在催化剂存在的条件下反应，以反应温度为55-60℃，反应时间为7h，保温2h，反应结束后，加入石油醚，分出有机层；在分出有机层后的溶液中除水，得到的有机层进行降温冷却、结晶，过滤得2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基。所述本发明用30～35％双氧水为氧化剂合成2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基，采用一种新型复合催化剂，简化了分离提纯过程，反应时间短，产品收率高，使产品的收率达到96％以上，得到产品纯度较高，能耗少，环境污染小，成本低，是实现工业化生产的较理想的工艺。

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

具体实施方式：

实施例1：

在装有温度计及回流冷凝管的四口烧瓶中，加入2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶15.7g(0.1mol)和一定量的水溶剂、复合催化剂0.3g，于电热套中开始加热并开动电磁搅拌，其中复合催化剂是钨酸钠、氧化促进剂、乙二胺四乙酸二钠的混合物，且三者的质量比例为：钨酸钠∶氧化促进剂∶乙二胺四乙酸二钠＝1∶0.1～1.0∶0.01～0.1。将电热套调至指定的加热温度开始计时，在7h内滴加35％的双氧水19.4g(0.2mol)，在55-60℃下保温2h，停止反应并冷却至35℃，加入12g沸程为90-120℃的石油醚，搅拌20min，静止20min，将下层的水溶液放净，然后进行回流分水，分水结束后降温、结晶、过滤，即得桔红色的2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基产品，产品收率为96.36％。

实施例2：