[发明专利]低可萃取的噻吨酮

说明书

技术领域

本发明涉及可用作光引发剂和敏化剂的噻吨酮的取代衍生物，涉及包含所述衍生物的光可聚合组合物以及用所述组合物涂覆基材的方法。

发明描述

光可聚合体系含有在分子中具有功能性基团的光引发剂，该功能性基团与适当波长的光照接触，产生能够引发聚合反应的自由基。

已知光引发剂必须满足低毒性、低电压、低可萃取性（低迁移）以及低气味的严格要求，并且必须与光可聚合体系高度相容。这些性质在食品包装行业，特别是对于用于包装印刷的油墨是必需的。

光引发剂的污染会改变食物的感官特性，这是现行法律法规所禁止的。

此外，在光可聚合体系中，必须降低会导致不合乎希望的影响的化合物的迁移，例如与基材的粘合下降。

已知异丙基噻吨酮（ITX）及其衍生物是用于颜料体系的非常优异的光引发剂和敏化剂；但是，ITX不适用于食物包装，因为作为间接接触的结果，它会倾向于从光聚合化涂料，特别是油墨迁移进入包装中的食品。

通常来说，目的在于避免噻吨酮衍生物的迁移的结构改性是基于引入不饱和可共聚化基团，例如US4,348,530中所述，或者是基于噻吨酮（例如(IGM树脂公司(IGM Resins))）或者CN1660837中所述产品的合成。

不幸的是，这些噻吨酮衍生物的化学反应活性总是不如ITX。具体来说，低聚衍生物的反应活性明显不如ITX。

从文献（Journal of Photochemistry(光化学期刊),35(1986),353-356）中已知，噻吨酮的一些高分子量衍生物（可适当取代）能具有与ITX相当的反应活性。具体来说，噻吨酮1位或3位存在的吸电子基团在吸光时产生红移，这导致反应活性的增加。该反应活性的增加抵消了分子量的增加，而使用相同重量的光引发剂会降低光可聚合组合物的应用性能。

US4,505,794描述了数个在1位和3位的酯和酰胺发生取代的噻吨酮的制备，从而提升它们相比于ITX在制剂的溶解度。具体来说，噻吨酮在1位的甲基酯和N-异丙基酰胺表明产物具有高活性，同时仅有乙基和n-丁基酯，而没有酰胺在3位作为取代基。

如今已经发现在1位或3位引入酯或者酰胺从反应活性的观点来看并不等价，具体来说，在3位取代的衍生物明显更具有活性。此外，令人惊讶的是，噻吨酮3位上的酯、硫酯和酰胺的总体性能（即反应活性、可溶性、与光可聚合体系的相容性以及低萃取性）明显依赖于与氧或氮结合的烷基链的长度。当对这些链进行适当选择，降低或消除了制剂中噻吨酮衍生物的可萃取性，从而维持了优异的相容性和反应活性。

因此本发明的目的是噻吨酮的具体酯和酰胺，其具有合适长度的烷基链，并可在光可聚合体系中用作光引发剂或者敏化剂，特别是制备食物应用相兼容的涂料。

本文所用术语“敏化剂”指的是在一定波长下，通过能量转移过程使光引发剂活化的一种化合物，而在所述一定波长下光引发剂自身不具有反应性。

发明描述

本发明的一个目的是光可聚合组合物，其包含70-99.9重量%、优选70-98.9重量%的至少一种光可聚合化合物以及0.1-20重量%、优选0.2-7重量%的至少一种下式I的噻吨酮衍生物：

式中，

R是OR₁、SR₁或者NR₂R₃；

R'是氢或者C₁-C₄直链或支链烷基链；

R₁是C₈-C₁₆直链或支链烷基链；

R₂和R₃可以相同或不同，它们是C₄-C₈直链或支链，或者它们可以结合以形成环，可任选地被取代的，是5元或6元的并且含有最高至两个的其他杂原子。

本发明的另一个目的是下式I的噻吨酮衍生物：

其中，R是OR₁且R₁是C₁₂直链烷基链，或者R是NR₂R₃且R₂和R₃是异丁基，并且R'是氢或者R'是在7位的甲基。

本发明的另一个目的是上述光可聚合组合物在食物包装中的应用，特别是用作光可交联颜料墨水。