[发明专利]一种包含双官能团的季戊四醇酯类抗氧剂化合物及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗氧剂化合物及其合成方法，尤其涉及一种单分子中同时包含受阻酚和亚磷酸酯双官能团的抗氧剂化合物及其合成方法。

背景技术

受阻酚类化合物由于能与聚合物争夺自动氧化中形成的过氧自由基，通过氢原子的转移，形成羧酸和一种稳定的抗氧剂自由基，该自由基又具有捕获活性自由基的能力，可以终结聚合物链式氧化反应的第二动力学链。而亚磷酸酯类化合物通过自身向磷酸酯类化合物的转化而将过氧化物分解为稳定产物一起到对聚合物的保护作用。受阻酚类化合物与亚磷酸酯类化合物之间在聚合物的抗氧化方面表现出非常好的协同作用，如汽巴精化生产的抗氧剂1010、1076与168复配后被广泛的使用在聚烯烃、ABS树脂、合成橡胶和聚酯等产品的抗氧剂之中。

受阻酚类抗氧剂通常是在碱性条件下通过酯交换的方式生成。如：US4716244、US5481023、US5563291、US6878843、US2003166962、WO198249描述了用氨基锂、醋酸锂、醋酸钠、醋酸镁、三乙丙醇铝、醋酸锌等为催化剂制备受阻酚类抗氧剂(如抗氧剂1010、1076、245和1135)的过程。亚磷酸酯类抗氧剂通常是醇类化合物通过与三氯化磷反应制得。如：CN200510112503.9、CN200710056079.X、CN200710176407.X描述了季戊四醇或壬基酚与三氯化磷在溶剂中通过酯交换获得亚磷酸酯类抗氧剂的过程。

现阶段为提高受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂与树脂橡胶等产品的相容性，多在抗氧剂的结构中引入较长的分子链，这就造成了单位质量里有效的官能团含量过低，从而影响了其抗氧化效果。同时当利用受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂相互间的协同作用而增加其抗氧化效果时，由于两种分子在树脂或橡胶中的分散后距离难以控制，因此也会影响到其协同作用的发挥。

发明内容：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供一种性能优良的双官能团抗氧剂化合物及其合成方法。

本发明所提供化合物的结构如式(I)下：

n为3～16的正整数

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种包含双官能团的新型抗氧剂的合成方法，原料包括：2，6-二叔丁基对甲基苯酚、硫酸二甲酯、N-溴代丁二酰亚胺、偶氮二异丁腈、直链二醇、三氯化磷、三溴化硼乙醚溶液。

第1步，酚羟基的保护：

将2，6-二叔丁基对甲基苯酚与硫酸二甲酯加入反应器，按摩尔比：

2，6-二叔丁基对甲基苯酚∶硫酸二甲酯＝1∶1.1～2

同时加入反应溶剂A，在氮气保护下，反应温度为45℃～61℃，反应时间为0.1h～2h，生成2，6-二叔丁基对甲基苯甲醚；

酚羟基保护反应过程为：

在酚羟基保护反应过程中，用核磁共振氢谱¹H NMR分析监控反应物中2，6-二叔丁基对甲基苯酚的含量，直至反应物中检测不出2，6-二叔丁基对甲基苯酚；通常可以每隔10分钟监测一次，也可采用不等间隔周期监测。

按理论值，硫酸二甲酯应为2，6-二叔丁基对甲基苯酚的二分之一，实际应用时，加入的硫酸二甲酯要明显过量，以保证2，6-二叔丁基对甲基苯酚的全部反应。反应中氮气起到对反应的保护作用，防止氧气或其他杂质对于反应的干扰。

反应完全后将反应液冷却至室温，向反应液加入碳酸钾稀溶液进行萃取，有机相干燥后蒸干即可得到纯净的2，6-二叔丁基对甲基苯甲醚。

第2步，2，6-二叔丁基对甲基苯甲醚的α溴代：

将2，6-二叔丁基对甲基苯甲醚和N-溴代丁二酰亚胺加入反应器，按摩尔比，

2，6-二叔丁基对甲基苯甲醚∶N-溴代丁二酰亚胺＝1∶1～1.5

同时加入反应溶剂B，在氮气保护下，在偶氮二异丁腈的催化作用下，反应温度50℃～77℃，反应时间2～5小时，生成2，6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚。

溴代反应的方程式为：

溴代反应过程中，观察反应溶液的颜色，当反应液的橙色消失，并有白色沉淀生成后继续反应1-2小时即可。

本发明中中间产物2，6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的提纯可用重结晶的方法，所选重结晶的溶剂为正己烷。

第3步，2，6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚的醇化反应

将2，6-二叔丁基对溴甲基苯甲醚和二醇类化合物加入反应器，按摩尔比，