一种均三嗪类紫外线吸收剂UV_1577的合成及表征.docx

一种均三嗪类紫外线吸收剂UV-1577的合成及表征宋光伟，倪建华，孙大川，朱锦桃（浙江理工大学理学院，浙江杭州310018）摘要：以溴苯、镁粉和三聚氯氰为原料，经过格氏反应，合成了2-氯-4,6-二（2′,4′-二苯基）-1,3,5-均三嗪（Ⅰ），化合物Ⅰ在无水三氯化铝作用下再与间苯二酚发生Friedel-Craft反应，得到了2-（2′,4′-二羟基苯）-4,6-二（2″,4″-二苯基）-1,3,5-均三嗪（Ⅱ），化合物Ⅱ在碱性条件下与1-氯正己烷缩合得到紫外线吸收剂UV-1577，即2-（2′-羟基-4′-己氧基苯基）-4,6-二苯基-1,3,5-均三嗪，总收率为32.6%。同时讨论了反应温度、反应时间及反应物摩尔比对反应产物收率的影响；并对紫外线吸收剂UV-1577及其中间体用IR、1HNMR进行了结构表征，对UV-1577的紫外线吸收性能作了初步的分析。关键词：均三嗪类紫外线吸收剂；合成；表征；紫外线吸收性能日光中的紫外线根据波长的不同可分为UV-A(315-400nm)、UV-B(285-315nm)、UV-C(200-285nm)三个波段[1-3]。暴露在日光下的纤维、塑料、人造橡胶和其他高分子材料，由于吸收了其紫外光的能量，引发了自动氧化反应，导致聚合物的老化、降解，使得制品的外观和物理机械性能变坏[4,5]，随着紫外线辐射量的增加和短波化，保护人体、避免过量的紫外线照射和减少高分子材料光老化现象就显得越来越重要。对紫外线的防护目前最普遍使用的是紫外线吸收剂，它吸收高能量紫外光并进行能量转换，以发[8]，而且光稳定性低，易被氧化[9]，其应用也有一定的限制；苯并三唑类紫外线吸收剂相对分子质量较小，在高分子材料加工中容易通过向表面迁移、挥发而引起损失，从而降低了其在高分子材料中的浓度，导致保护作用的减弱[9]。而三嗪类紫外线吸收剂是近几年新发展的一类，其吸收性能高效、广谱，耐热性强，分散性好，在塑料、涂料、化妆品等行业中都有应用。UV-1577即2-（2′-羟基-4′-己氧基）-苯-4,6-二苯基-1,3,5-均三嗪（见图1中的Ⅳ）是一种高效的紫外线吸收剂，国外常见用于聚对苯二酸烷基酯、聚萘二甲酸烷基酯，直链或支链聚碳酸酯，改性聚苯酯及各种高性能塑料；它还可以用于高分子共混物及填充的或阻燃的化合物，它的低螯合性能允许其共聚物配方中残留催化剂，其具有较高的吸收效率以及较低的色泽和较高的加工稳定性，在一些聚合物材料中具有广阔的应用。该化合物的合成方法国内尚未见文献报道。均三嗪类紫外线吸收剂的合成主要有4种方法：一是直接烷基化法[10,11]，即以三聚氯氰为原料，无水三氯化铝作催化剂，通过不同的反应步骤在三嗪[6]，从热能或无害的低辐射形式将能量释放或消耗而防止太阳光或其他人造紫外光引起聚合物的降解及减少对人体的危害。紫外线吸收剂根据化学结构的不同可分为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类和三嗪类等。水杨酸酯类使用较早，但升华性强，光稳定性较差，紫外线吸收波长范围较窄，因而应用方面具有局限性[7]；二苯甲酮类使用时容易挥收稿日期：2008-09-23作者简介：宋光伟（1984-），男，浙江人，浙江理工大学理学院，在读硕士研究生，从事精细有机合成、药物合成研究。科研论文图1UV-1577的合成路线Fig.1SyntheticrouteofUV-1577ZHEJIANGCHEMICALINDUSTRYVol．40No．3（2009）-2-环上缩合上去不同的取代基团。该方法要求芳环具有较大的电子云密度或较好的亲电反应特性，因而选择性差，应用有其极限性；二是间接烷基化法[12,13]，即以2,4-二氯-6-甲硫基-1,3,5-均三嗪为原料，在无水三氯化铝作用下得到二取代的均三嗪，再通过氯气作用得到氯代的均三嗪，然后进行取代反应来合成相应的均三嗪化合物。该方法步骤多，操作繁琐；三是成环法[14]，即以邻羟基苯氰为原料，发生三聚合反应得到对称的均三嗪化合物。该方法虽然操作简便，但原料较贵，收率偏低，且只能合成对称性好的化合物；四是格氏偶联法[15]，即形成格氏试剂和三聚氯氰缩合而得。该法一般通过改变格氏试剂与三聚氯氰的比例来形成单取代和双取代产物，选择性较好，有工业化应用的潜力。本文采用格氏偶联法，以三聚氯氰为原料，设计合成了2-（2′-羟基-4′-己氧基苯基）-4,6-二苯基-1,3,5-均三嗪（合成路线见图1）。THF，缓慢升温至60℃。将溴苯（21mL）和THF（45mL）的混合溶液慢慢的滴加到三口烧瓶中，滴毕后回流2h。将上述格氏试剂经滴液漏斗滴加到将三聚氯氰（12.28g，0.07mol）的THF（45mL）溶液中，在0～20℃下反应，滴加结束后（约2h），继续在20℃下搅拌反应，用薄层色谱法监控反应过程（展开剂为石油醚：乙