[发明专利]一种抗紫外线型单碳化二亚胺类化合物及其制备方法

说明书

本发明将苯并三唑类结构和碳化二亚胺结构相连，提供一种分子量、熔点较传统单碳化二亚胺高的抗紫外线型单碳化二亚胺类化合物，克服传统单碳化二亚胺高温下易于从聚酯、聚氨酯类等化合物中向外迁移的缺点，提高材料的抗水解抗老化性能。本发明合成的抗紫外线型单碳化二亚胺类化合物可以作为抗水解稳定剂用于聚氨酯和聚酯弹性体，特别可以用于光伏产业、生物降解材料等。

技术领域

本发明涉及一种单碳化二亚胺类化合物及其制备方法，尤其涉及一种具有抗紫外线功能的单碳化二亚胺类化合物及其制备方法。

背景技术

碳化二亚胺类化合物是优良的抗水解稳定剂，含酯基的高分子材料受水或酸侵蚀时，分子中的酯键被裂解成醇和酸，而酸又会使水解速率成指数倍上升，碳化二亚胺类化合物可捕获这种游离羧酸，常温下快速反应生成稳定的酰脲，防止水解的进一步深入，从而提高高分子材料的水解稳定性。

碳化二亚胺类化合物包括单碳化二亚胺、多碳化二亚胺、聚碳化二亚胺类化合物，国内对碳化二亚胺类研究起步相对较晚，市场产品主要依靠进口。目前工业上广泛应用的多为单碳化二亚胺类抗水解剂，如德国朗盛化学(即莱茵化学)推出的的Stabaxol系列抗水解剂，德国Stabilizer系列抗水解剂等。这类抗水解剂纯度高、易于制备、但分子量偏小，熔沸点低，高温下易于从聚酯、聚氨酯类化合物中向外迁移，从而降低了使用效果，不能很好的提高材料的抗水解稳定性。

苯并三唑类紫外线吸收剂吸收紫外光能量，具有抗光老化作用，是品种最多、产量最大、在塑料光稳定剂中仅次于受阻胺(HALS)的第二大品种，在聚合物材料稳定剂中占有重要的地位。

发明内容

一种抗紫外线型单碳化二亚胺类化合物，分子通式为(Ⅰ)：

其中R₁＝氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、苯氧基。R₂，R₃＝氢、乙基、异丙基、叔丁基、苯基，叔戊基。

一种抗紫外线型单碳化二亚胺类化合物的制备方法为：

1)在N,N-二甲基甲酰胺溶液中加入反应物(1)和N-溴代丁二酰亚胺，室温搅拌1.5～2h，得到产物(2)；将所得产物(2)，醋酸钾，联硼酸频那醇酯，[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁] 二氯化钯，1,4-二氧六环，水一起加热到75～80℃，持续搅拌15～17h，过滤，旋干得到产物(A)；

2)在4mol/L HCl中加入反应物(3)后，在0-5℃滴加NaNO₂水溶液，抽滤收集滤液，得到产物(4)；在反应物(5)溶解在NaOH的乙醇溶液，在0-5℃滴加产物(4)，滴毕继续搅拌1小时，抽滤收集固体，得到反应物(6)；将反应物(6)溶解于氢氧化钠的乙醇溶液，分批加入锌粉，在50℃下保持搅拌5小时，抽滤收集固体，得到反应物(7)；

3)将反应物(7)，反应物(A)，碳酸铯，[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯，1,4-二氧六环，一起加热到75～80℃，持续搅拌15～17h，过滤，旋干，粗品柱层析，得到抗紫外线型碳化二亚胺类化合物(Ⅰ)。反应式为：

R₁＝氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、苯氧基。R₂，R₃＝氢、乙基、异丙基、叔丁基、苯基，叔戊基。

所述步骤1)中反应物(1)和N-溴代丁二酰亚胺的摩尔当量比为1:1.1。

所述步骤1)中产物(2)、醋酸钾、联硼酸频那醇酯和[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯的摩尔当量比为1：1～2:1.1～1.5:0.05～0.1。

所述步骤2)中反应物(3)和亚硝酸钠的摩尔当量比为1：1.1～2。