[发明专利]制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和得到的产品以及连续反应系统

说明书

本发明涉及有机合成技术领域，公开了制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和得到的产品以及连续反应系统，该方法包括：将哌啶类化合物和溶剂加入反应釜中，搅拌溶解；将含有改性钛硅分子筛的催化剂加入反应釜中，加入双氧水溶液，哌啶类化合物和双氧水进行氧化反应；将所得产物除去催化剂，液相产物经减压蒸馏脱除溶剂，得到哌啶氮氧自由基类化合物。本发明提供的方法一步反应制备哌啶氮氧自由基类化合物，收率高、产品提纯容易，得到的哌啶氮氧自由基类化合物产品纯度高，含有改性钛硅分子筛的催化剂可以重复使用，提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域。具体来说涉及一种哌啶氮氧自由基类化合物的制备方法。

背景技术

哌啶氮氧自由基类化合物是一种稳定的自由基，对光、热均具有极强的稳定性，因此常被用于作为聚合中的光稳定剂、烯烃生产中的阻聚剂、聚合物的热降解稳定剂、催化脂肪醇氧化制备醛、酮的催化剂等。尤其是其阻聚效果优于大多数常见阻聚剂，已经广泛应用于低碳烯烃、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类等生产过程中的预防结垢。

目前哌啶氮氧自由基类化合物的合成方法主要为哌啶类化合物的氧化。CN101691352A公开了一种制备4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶和双氧水为原料，在钨酸钠、氧化促进剂、乙二胺四乙酸二钠的混合物催化剂作用下，进行氧化反应，并对产物用石油醚进行萃取后，减压蒸馏脱除溶剂得到制备4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。CN102001993A公开了一种制备4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶和双氧水为原料，在钨酸钠、氧化促进剂、季铵盐的复合催化剂作用下，进行氧化反应，静置、分相后对有机相进行减压蒸馏脱除溶剂，再用盐酸水洗、干燥后得到4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。CN101475525A公开了一种制备4-取代基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4-取代基-2,2,6,6-四甲基哌啶和双氧水为原料，在镁盐催化剂的作用下，得到产物，并对产物过滤去除催化剂后进行减压蒸馏去除溶剂，得到4-取代基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。CN102464609A公开了一种制备4-羰基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以4-羰基-2,2,6,6-四甲基哌啶和双氧水为原料，在氢氧化镁催化剂的作用下，得到产物，再经过过滤、减压蒸馏得到4-羰基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。CN108689916A公开了一种制备2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的方法，以2,2,6,6-四甲基哌啶和双氧水为原料，在氢氧化镁和硅藻土复合催化剂的作用下，得到产物，再经过过滤、乙酸乙酯萃取、有机相减压蒸馏得到2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基。

上述方法所用原料均为哌啶类化合物和双氧水，主要区别在于催化剂，目前主要有以钨酸钠为活性组分以及镁盐为活性组分的两类催化剂。其中钨酸钠体系下，氮氧自由基的收率不高，而氢氧化镁体系可能有因为吸收空气中的CO₂等酸性气体逐渐失活。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是在现有技术的基础上，提供一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法和连续反应系统。

本发明要解决的技术问题之二是提供上述方法制备得到的哌啶氮氧自由基类化合物。

第一方面，本发明提供一种制备哌啶氮氧自由基类化合物的方法，包括以下步骤：

S1、将哌啶类化合物和溶剂加入反应釜中，搅拌溶解；

S2、将含有改性钛硅分子筛的催化剂加入反应釜中，加入双氧水溶液，哌啶类化合物和双氧水进行氧化反应；

S3、将所得产物除去催化剂，液相产物经减压蒸馏脱除溶剂，得到哌啶氮氧自由基类化合物；

所述的哌啶类化合物具有以下结构式：

其中R为取代基。