[发明专利]一种苯并三唑类紫外吸收剂UV-P的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯并三唑类紫外吸收剂UV-P的合成方法，尤其涉及一种邻硝基偶氮化物还原闭环为苯并三唑类化合物UV-P的方法。

背景技术

苯并三唑类光稳定剂由瑞士Ciba-Geigy公司于70年代成功开发的商品。这类光稳定剂能够强烈的吸收高能量紫外光，并将能量转化为热或光，从而将能量降低或释放。苯并三唑类紫外吸收剂能够吸收290-400nm波长范围的光，挥发性低，毒性低，稳定，与聚合物材料具有良好的相容性等优点。苯并三唑类稳定剂在塑料中最常用、最有效的紫外吸收剂，能够有效地防止或延缓高分子材料的老化现象。2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑（UV-P）是该类产品中具有代表性的一种产品。

目前，苯并三唑类光稳定剂的合成主要有两种合成路线：一条路线是将芳胺重氮化后与苯酚类偶合，生成偶氮中间体，再经闭环还原生成最终产物，其反应通式如下：

另一条路线是将氨基酚类经重氮化后与苯胺偶合，生成偶氮中间体，再经氧化环化的苯并三唑类氨基取代化合物，最后再将氨基转化成氯或氢，其反应通式如下：

两种合成方法各有利弊，本领域常用的是第一条合成路线。

制备偶氮中间体一般主要分为两步进行：重氮化反应、偶合反应。

重氮化反应需要在低温、强酸下进行，将芳胺与盐酸或硫酸水溶液混合，在低温条件下，逐渐加入亚硝酸钠水溶液，待重氮化完全后，加入少量尿素或氨基磺酸分解过量的亚硝酸，过滤得到黄色透明的重氮盐溶液，并在0～5℃保存以防分解。

偶合反应是将重氮化反应制得的重氮盐溶液和偶合组分反应生成中间体偶氮化合物。目前，偶氮化物的制备工艺已趋于完善，而偶氮中间体的还原技术一直是工业研究的重点和难点。

邻硝基偶氮化物还原闭环为苯并三唑类化合物的过程十分复杂，其难点在于偶氮中间体在还原过程中容易发生偶氮键断裂生成副产物胺类化合物。探索一个合适的还原闭环条件，使反应过程中尽量避免副反应的发生，是目前工业化的研究重点。

2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑（UV-P）的还原闭环方式主要有两种：

（1）一步还原法：还原剂主要有锌粉、硫化物等，在此合成方法中，必须在大量的强碱作用下，才会发生，而且反应副产物多，收率低；

此外还可以采用加氢还原法，用氢气作为还原剂，在金属催化剂的作用下还原偶氮中间体为苯并三唑类光稳定剂，该方法一般需要高压以及贵金属催化剂。

（2）两步还原法：先用一种温和的还原剂将偶氮中间体还原成氮氧化物，然后再用另一种还原剂制成最终产品，此种方法可以保障较好的收率和较高的产品质量；

现有的两步还原法主要包括水合肼-锌粉还原法：先用水合肼还原得到氮氧化物，然后加入锌粉还原得到最终产品；和硫化钠-锌粉还原法：在碱性条件下用硫化钠还原为相应的氮氧化物，然后在加入锌粉还原为最终产品。

但是现有的还原闭环方式存在产品质量不高、收率低、溶剂回收困难、废水处理成本高、后处理复杂、不易于规模化生产的问题。

发明内容

针对现有技术UV-P的生产方法的收率低，产品质量差，环境不友好，后处理复杂且规模化生产困难的问题，本发明提供了一种苯并三唑类紫外吸收剂UV-P的合成方法，所述方法以邻硝基偶氮化物为原料，经过还原闭环得到苯并三唑类化合物UV-P。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑（UV-P）的制备方法，包括如下步骤：

（1）以偶氮中间体（Ⅱ）为原料，硫化钠为还原剂，在有机溶剂中进行还原反应，得到溶解有氮氧化物（Ⅲ）的有机溶液；

（2）将步骤（1）得到的溶解有氮氧化物（Ⅲ）的有机溶液为原料，在还原催化剂存在的条件下，进行催化还原加氢反应，得到UV-P（Ⅰ）。

本发明采用两步还原法合成紫外吸收剂2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑（UV-P），首先以硫化钠为还原剂，无需辅助强碱，在有机溶剂中将偶氮中间体还原为氮氧化物，再以雷尼镍为还原剂常压催化加氢还原氮氧化物为最终产品。