棉用反应型紫外吸收剂的制备及应用.ppt

图2三邻羟基芳基三嗪化合物第37页,共63页，星期六，2024年，5月5．三嗪类紫外线吸收剂的发展采用三芳基取代三嗪化合物作紫外线吸收剂是为了得到高分子量、高熔点的化合物以适应聚合物的加工条件。而追求高效的结果便产生了三邻羟基苯基取代的三嗪类衍生物，代表产品就是三嗪-5。而对色泽的要求使单邻羟基苯基结构的产品产生。从合成及工业化的角度来看，为了更加经济化，合成三嗪类紫外线吸收剂采用了更简单的三聚氯氰的取代反应，同时芳基取代基团上的支链的增长使其与聚合物材料的相容性大大增加，改善了其加工应用性能。选择三嗪类紫外线吸收剂主要是考虑这类紫外线吸收剂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，在一些纺织助剂中具有广阔的应用前景。第38页,共63页，星期六，2024年，5月6．对称结构1,3,5-三嗪的合成6.1三聚合通过以上原理介绍得出，作为紫外线吸收剂的三嗪类化合物，其取代应为羟基苯基，合成对称的三嗪化合物，可以采用含有氰基的羟基苯环通过聚合制得。第39页,共63页，星期六，2024年，5月在这种合成工艺中最重要的在于原料的合成，而这也是这种工艺的最大缺陷所在，合成原料的过程复杂，步骤多，收率较低。另一个最大的问题是，由于原料的合成困难，因此在合成不同结构的三嗪化合物时，合成工艺有较大的差异。第40页,共63页，星期六，2024年，5月6.2取代也可以三聚氯氰为原料，用羟基苯环取代氯来制备，其合成方程式如下所示：第41页,共63页，星期六，2024年，5月在三聚氯氰与酚类化合物的Friedel-Craft反应中，所生成的化合物结构式与酚类化合物本身的活性有关，即除了上述所谓的C—C连接型以外，还有C—O连接型，例如活性较弱的甲酚与三聚氯氰反应：第42页,共63页，星期六，2024年，5月只有C—O型的化合物生成，同时也有两种连接形式的化合物都生成的酚类化合物，如间甲酚。因此，要合成有邻羟基苯基三嗪化合物采用这种路线必须考虑所用酚类化合物的活性。第43页,共63页，星期六，2024年，5月7．非对称结构的三嗪类紫外线吸收剂的合成同其他紫外线吸收剂的吸收机理类似，三嗪类紫外线吸收剂中发挥作用的基团也是其所含有的邻位羟基，由此我们可以想到在分子中含有能形成吸收紫外线螯合环的氢键越多，其吸收效果将越好。但从实际使用的角度来看，由于邻位羟基是黄色吸光基团，邻位羟基基团的增多，导致合成产物的颜色加深，从而影响产品在浅色制品中的应用。因此，为了使此类化合物具有更广泛的应用领域，就需要合成只有一个邻羟基芳基的三嗪化合物,也就是这里所说的非对称结构的三嗪化合物。以下仍然采用以上的两种合成路线加以讨论。第44页,共63页，星期六，2024年，5月7.1 由三聚合反应制备非对称三嗪化合物在制备非对称的三嗪化合物时仍可采取三聚合的路线来制备：在这种合成路线中存在的缺陷同以上所介绍的三聚合反应类似，同时在本步合成中还有条件难以控制的缺陷。第45页,共63页，星期六，2024年，5月7.2芳基取代三聚氯氰合成非对称三嗪化合物如果用这种路线合成非对称三嗪化合物，则反应方程式如下所示:第46页,共63页，星期六，2024年，5月在三聚氯氰取代反应中，单纯地在三嗪环上加苯环只有采用格里亚试剂,在实际工业应用中有一定的困难，在经济上也不合算，因此这种方法不适于合成苯环取代的三嗪化合物。我们考虑用带有取代基的芳基基团，如甲苯、间二甲苯等，下面为给出的实例:第47页,共63页，星期六，2024年，5月此反应相对于三聚合反应来说，具有步骤少、工艺条件容易控制、收率高的特点，所合成的紫外线吸收剂效果明显。第48页,共63页，星期六，2024年，5月3．本课题研究内容3.1根据上述分析，本课题拟采用芳基取代三聚氯氰合成非对称三嗪化合物的合成路线，拟合成如下物质：第49页,共63页，星期六，2024年，5月本课题的合成路线大致分为2步。第一步用间磺酸基酚和氢氧化钠；第二步控制好反应温度，用三聚氯氰和第一步的产物（产物应在无水条件下）反应，生成二取代基的三嗪。第50页,共63页，星期六，2024年，5月3.1三聚氯氰的二取代反应三聚氯氰具有类似酰卤的性质，能与芳香烃、酚类、萘酚等进行Friedel-Crafts反应：第51页,共63页，星期六