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抗氧剂330作为一种性能优异的高分子量受阻酚抗氧剂,在高分子材料中有着广泛的应用。从上世纪六十年代至今,其合成研究一直是国内外研究的热点。本论文基于开发高效、经济、环保型的生产工艺,着重研究了中间体2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚的合成和抗氧剂330的低温、常温合成。
(1)采用了多种高沸点有机胺高选择性地催化合成2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚,并对其机理及相关因素,如混合胺摩尔比、多聚甲醛用量、甲醇用量、反应温度、反应时间和催化剂的回收套用等,进行了讨论。结果表明:2,6-二叔丁基苯酚用量0.24mol,n(TMEDA):n(DEA)=2:1,n(多聚甲醛):n(2,6-二叔丁基苯酚)=1.6:1,甲醇体积为200mL,水体积为10mL,反应温度为110℃,反应时间4.0h。在此条件下,2,6-二叔丁基苯酚的转化率和2,6-二叔丁基4-甲氧甲基苯酚的选择性分别达99.8%和93.8%,催化剂可循环套用。
(2)发现溶液中含一定量的水,对反应的选择性的提高有促进作用,且降低了催化剂和溶剂回收过程中的脱水程度要求,对节能降耗具有重要意义。
(3)以二氯甲烷为溶剂,在硫酸的催化下,2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚与均三甲苯反应,生成抗氧剂330的较佳实验条件为:硫酸浓度为85%,n(均三甲苯):n(硫酸):n(2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚)为1:4.0:4.0,反应温度为0℃,硫酸和中间体的滴加时间为0.5 h。在此条件下,抗氧剂330的产率为87.2%。
(4)采用Lewis碱作为缓释剂,使氢离子在反应过程中缓慢释放,实现常温下合成抗氧剂330,对其机理和反应物配比、反应温度、滴加时间和硫酸用量对反应的影响进行了考察。结果表明:在硫酸浓度为85~96%,n(均三甲苯):n(硫酸):n(2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚):n(Lewis碱)为1.0:3.0:3.5:3.0,2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚滴加时间20-min,15-30℃下,抗氧剂330的产率为86.1~88.2%。
(5)采用粗品2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚代替纯化后的2,6-二叔丁基-4-甲氧甲基苯酚,其它条件不变,抗氧剂330收率不变,两步合成抗氧剂330的产率到达80%以上,最大限度的利用了反应中生成的副产物。