一种紫外线吸收剂天来施S中间体的制备方法与流程

文档序号:17918179发布日期:2019-06-14 23:55

本发明涉及一种紫外线吸收剂天来施S中间体的制备方法,具体是一种2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法。

其化学结构式如下:



背景技术:

紫外线吸收剂双乙基己氧基苯酚对甲氧基苯基三嗪,又名天来施S,化学名称2,4-双{[4-(2-乙基-己氧基)-2-羟基)]-苯基}-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪,是一种新型的高效广谱油溶性紫外线吸收剂,溶解性好,易与其他原料配伍,用量小但防护能力强,全面防护UVA和UVB,且光稳定性极强。2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪是制备双乙基己氧基苯酚对甲氧基苯基三嗪重要的中间体。

目前国内外报道的2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的合成方法中,基本都是通过格氏反应合成2-(4-甲氧基苯基)-4,6-二氯-1,3,5-三嗪,再在三氯化铝催化下和间苯二酚发生付克酰基化反应而获得,反应方程式如下:

如US5955060中公开了采用对溴苯甲醚和镁制备格氏试剂,再和三聚氯氰反应,通过甲苯/己烷重结晶后,获得中间体2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪,再在三氯化铝催化下和间苯二酚发生付克酰基化反应,通过甲醇/盐酸溶液结晶出中间体TS2,两步总收率73%。

再如EP3297993中公开的方法,也是采用对溴苯甲醚和镁制备格氏试剂,再和三聚氯氰反应,蒸馏除掉四氢呋喃后,加入甲苯形成的2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪甲苯溶液,再在三氯化铝催化下和间苯二酚发生付克酰基化反应,然后用盐酸溶液水解析出固体,通过甲苯和水洗后干燥,获得中间体TS2,总收率63~84%。

这两种制备方法第一步中均需要用到价格贵且原子经济性低的对溴苯甲醚作为起始原料,合成路线不够经济,且格氏反应放热量巨大,容易发生冲料或爆炸,存在较大的安全风险;第二步中需要用到无水三氯化铝,通过盐酸水溶液水解后形成的高盐分、高COD废水也是非常难以处理。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种新的紫外线吸收剂天来施S中间体2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的制备方法,该制备方法原子经济性高、原料成本低、生产安全风险低且环境污染少。

本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的:

本发明所提供的一种紫外线吸收剂天来施S中间体的制备方法,包括以下步骤:

步骤①:向反应容器中投入苯甲醚、三聚氯氰、溶剂和催化剂,控制反应的温度为-10~40℃,反应5~30小时,得到含中间体2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液;

步骤②:向步骤①所得的中间体2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪溶液中投入间苯二酚、环丁砜、催化剂,控制反应的温度为40~100℃,反应2~20小时;

步骤③:趁热过滤,所得固体即为回收的催化剂,可补加新鲜催化剂后套用于下批步骤①、步骤②的反应;

步骤④:将步骤③过滤所得液体加入水中水解,析出固体,过滤并将固体水洗至PH=6,40~100℃减压烘干,得到2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪。

其反应方程式如下:

其中,步骤①和步骤②中的催化剂为固载化三氯化铝;固载化三氯化铝为三氯化铝负载固体氧化物或三氯化铝负载分子筛;三氯化铝负载固体氧化物为三氯化铝/氧化硅、三氯化铝/氧化铝、三氯化铝/氧化钛等;三氯化铝负载分子筛为三氯化铝/HY沸石分子筛、三氯化铝/MCM-41分子筛、三氧化铝/MCM-48分子筛、三氧化铝/MCM-22分子筛等。可优选三氯化铝/氧化硅、三氯化铝/MCM-41分子筛。具体固载化三氯化铝的制备及活化方法可参考US4,929,800、US4288649、CN1324639等。

步骤①中苯甲醚与三聚氯氰的摩尔配比为0.8~1.5,优选1.0~1.2;催化剂中所含三氯化铝与三聚氯氰的摩尔配比为0.05~0.3,优选0.1~0.2;溶剂与三聚氯氰的重量比为2~20,优选4~6,溶剂太少会使搅拌变得困难,溶剂太多会使单位反应器的生产效率变低;溶剂为卤代烃类、芳烃类、脂肪烃类溶剂,卤代烃类如1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、氯苯等,芳烃类溶剂如苯、甲苯等,脂肪烃类溶剂如环己烷、正己烷、正庚烷、石油醚等,优选1,2-二氯乙烷、甲苯、正庚烷,反应的温度为-10~40℃,优选0~20℃,在此温度下反应可减少多取代物的产生,提高单取代物的转化率;反应的时间为5-30小时,优选10~20小时,反应时间根据反应温度的变化而进行调整,当反应温度提高时,可以适当的缩短反应时间,但反应温度超过40℃会明显增加多取代反应。具体反应时间根据中控检测转化率来决定,当中控转化率不增加时停止反应。

步骤②中间苯二酚与步骤①中投入的三聚氯氰摩尔比为1.8~3.0,优选2.1~2.4;催化剂中所含的三氯化铝与间苯二酚的摩尔配比为0.05~3,优选0.1-0.2;环丁砜与间苯二酚重量比为0.5~5,优选1~3;反应的温度为40-100℃,优选60-80℃,具体根据选择的溶剂不同反应温度有一定的不同,如三氯甲烷作为溶剂时反应温度为60-65℃,二氯乙烷作为溶剂时反应温度为70~80℃;反应的时间为2-20小时,优选6-12小时,具体反应时间根据中控检测转化率来决定,反应2小时后每隔1小时取样中控,当中控转化率不增加时停止反应。

步骤③,趁热用氮气压滤,过滤温度控制在50~100℃,优选60~80℃,过滤所得固体用适量的溶剂淋洗,剩余固体即为回收的催化剂,补加适量新鲜催化剂后,可套用于下批步骤①、步骤②的反应,补加量为首次使用的5%~20%,过滤所得液体直接用于步骤④。

步骤④中,水解水量与步骤①中投入三聚氯氰重量比为5~40,优选10~25;水洗的目的主要是为了洗掉反应过程中产生的的氯化氢,以利于后面的干燥。

本发明在步骤①中采用特定的负载型三氯化铝作为催化剂,直接催化三聚氯氰和苯甲醚进行烷基化反应,不但降低了格氏反应带来的生产安全风险,而且减少设备投入及反应控制难度;反应中没有副产物溴化镁和氯化镁产生,大幅度的提高了原子经济性,使得生产过程更加节能环保;两步反应都采取易分离可重复使用的负载三氯化铝作为催化剂,极大减少三废的产生;步骤①中反应完成后所得的含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,可以不经过分离,直接用于步骤②的反应,减少了繁琐的分离过程,也就减少了溶剂损耗、减少设备投资,同时也可以减少安全风险和环境污染。

本发明具有以下有益技术效果:

(1)本发明起始原料用廉价易得的苯甲醚代替对溴苯甲醚,原子经济性更高,制备成本大幅度降低;

(2)采用特定的负载型三氯化铝作为催化剂,直接催化三聚氯氰和苯甲醚进行烷基化反应,相比现有格氏反应的制备工艺,大大降低了生产安全风险;

(3)采用的催化剂为负载型三氯化铝,易分离可重复套用,极大的减少三废的产生;

(4)采用一锅法连续制备的方法,减少了繁琐的分离过程,可明显降低生产成本及设备投入。

具体实施方式

实施例1

将184.4g(1.0mol)三聚氯氰、108g(1.0mol)苯甲醚和740g二氯乙烷投入2L反应瓶中,控制温度10-15℃,加入103g负载率13.2%的三氯化铝/氧化硅,保温搅拌反应16小时,获得含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,HPLC检测转化率为86%。产生的氯化氢气体经干燥塔后用氢氧化钠水溶液吸收。

向上述反应瓶中加入500g环丁砜、242g(2.2mol)间苯二酚,升温至60℃搅拌30分钟,再加入206g负载率13.2%的三氯化铝/氧化硅,升温至70-80℃,保温反应9小时,将反应液在N2保护下70-80℃趁热过滤,滤饼用60g二氯乙烷淋洗并滤干后,湿重313g,可不干燥可用于下批套用。

将上述过滤所得滤液缓慢倒入3.5L快速搅拌的20℃水中,析出黄色固体,过滤,滤饼用2L/次的水量洗至水溶液PH为6。将所得固体在60~80℃减压干燥,得黄色固体粉末319g,收率79%,HPLC检测纯度98.3%。

实施例2

将184.4g(1.0mol)三聚氯氰、97.2g(0.9mol)苯甲醚和550g三氯甲烷投入2.5L反应瓶中,控制温度30-35℃,加入75g负载率12.5%的三氯化铝/MCM-41分子筛,保温搅拌反应7小时,获得含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,HPLC检测转化率为78%。产生的氯化氢气体经干燥塔后用氢氧化钠水溶液吸收。

向上述反应瓶中加入800g环丁砜、286g(2.6mol)间苯二酚,升温至60℃搅拌30分钟,再加入194g负载率12.5%的三氯化铝/ MCM-41分子筛,升温至60-65℃,保温反应18小时,将反应液在N2保护下60-65℃趁热过滤,滤饼用60g三氯甲烷淋洗并滤干后,湿重257g,可不干燥可用于下批套用。

将上述过滤所得滤液缓慢倒入6.5L快速搅拌的20℃水中,析出黄色固体,过滤,滤饼用2L/次的水量洗至水溶液PH为6。将所得固体在60~80℃减压干燥,得黄色固体粉末258g,收率64%,HPLC检测纯度96.3%。

实施例3

将184.4g(1.0mol)三聚氯氰、140.5g(1.3mol)苯甲醚和1400g甲苯投入4L反应瓶中,控制温度-5~0℃,加入167g负载率12.0%的三氯化铝/氧化硅,保温搅拌反应28小时,获得含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,HPLC检测转化率为93%。产生的氯化氢气体经干燥塔后用氢氧化钠水溶液吸收。

向上述反应瓶中加入215g环丁砜、264g(2.4mol)间苯二酚,升温至60℃搅拌30分钟,加入460g负载率12.0%的三氯化铝/氧化硅,升温至80-90℃,保温反应4小时,将反应液在N2保护下70-80℃趁热过滤,滤饼用60g甲苯淋洗并滤干后,湿重632g,可不干燥可用于下批套用。

将上述过滤所得滤液缓慢倒入2.8L快速搅拌的20℃水中,析出黄色固体,过滤,滤饼用2L/次的水量洗至水溶液PH为6。将所得固体在60~80℃减压干燥,得黄色固体粉末335g,收率83%,HPLC检测纯度97.5%。

实施例4

将184.4g(1.0mol)三聚氯氰、129.6g(1.2mol)苯甲醚和1000g正庚烷投入4L反应瓶中,控制温度5-10℃,加入134g负载率12.0%的三氯化铝/氧化硅,保温搅拌反应20小时,获得含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,HPLC检测转化率为93%。产生的氯化氢气体经干燥塔后用氢氧化钠水溶液吸收。

向上述反应瓶中加入350g环丁砜、231g(2.1mol)间苯二酚,升温至60℃搅拌30分钟,加入304g负载率12.0%的三氯化铝/氧化硅,升温至70-80℃,保温反应10小时,将反应液在N2保护下70~80℃趁热过滤,滤饼用60g正庚烷淋洗并滤干后,湿重441g,可不干燥用于下批套用。

将上述过滤所得滤液缓慢倒入4.8L快速搅拌的20℃水中,析出黄色固体,过滤,滤饼用2L/次的水量洗至水溶液PH为6。将所得固体在60~80℃减压干燥,得黄色固体粉末347g,收率86%,HPLC检测纯度97.5%。

实施例5

将184.4g(1.0mol)三聚氯氰、119g(1.1mol)苯甲醚和1000g正庚烷投入4L反应瓶中,控制温度15-20℃,加入134g负载率12.0%的三氯化铝/氧化硅,保温搅拌反应14小时,获得含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,HPLC检测转化率为91%。产生的氯化氢气体经干燥塔后用氢氧化钠水溶液吸收。

向上述反应瓶中加入340g环丁砜、210g(1.9mol)间苯二酚,升温至60℃搅拌30分钟,加入304g负载率12.0%的三氯化铝/氧化硅,升温至70-80℃,保温反应12小时,将反应液在N2保护下70~80℃趁热过滤,滤饼用60g正庚烷淋洗并滤干后,湿重436g,可不干燥可用于下批套用。

将上述过滤所得滤液缓慢倒入2L快速搅拌的20℃水中,析出黄色固体,过滤,滤饼用1L/次的水量洗至水溶液PH为6。将所得固体在60~80℃减压干燥,得黄色固体粉末290g,收率72%,HPLC检测纯度95.0%。

实施例6

将184.4g(1.0mol)三聚氯氰、118.8g(1.1mol)苯甲醚和800g正庚烷投入3L反应瓶中,控制温度5-10℃,加入146g实施例4中回收的三氯化铝/氧化硅(干燥失重9%),保温搅拌反应18小时,获得含2,4-二氯-6-(对甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪的溶液,HPLC检测转化率为90%。产生的氯化氢气体经干燥塔后用氢氧化钠水溶液吸收。

向上述反应瓶中加入500g环丁砜、242g(2.2mol)间苯二酚,升温至60℃搅拌30分钟,加入395g实施例4中回收的三氯化铝/氧化硅(干燥失重9%),并补加28g新鲜的负载率12%的三氯化铝/氧化硅,升温至70-80℃,保温反应9小时,将反应液在N2保护下70~80℃趁热过滤,滤饼用60g正庚烷淋洗并滤干后,可用于下批套用。

将上述过滤所得滤液缓慢倒入3.5L快速搅拌的20℃水中,析出黄色固体,过滤,滤饼用2L/次的水量洗至水溶液PH为6。将所得固体在60~80℃减压干燥,得黄色固体粉末327g,收率81%,HPLC检测纯度97.3%。

再多了解一些
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