制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法。上述方法包括以下步骤：步骤S1，将具有通式(III)结构的苯基二卤化膦和具有通式(IV)结构的3

【技术实现步骤摘要】
制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，具体而言，涉及一种制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法。

技术介绍

[0002]用作自由基型紫外光引发剂的TPO
‑
L(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基次膦酸乙酯，CAS No.84434
‑
11
‑
7)外观为淡黄色至黄色液体，相对密度1.13(20℃)，动态粘度1.483，闪点144℃；在一些常见的UV配方(如丙烯酸酯、不饱和聚酯体系)中表现出良好的溶解性，同时兼具光漂白性能，适用于对色度还原性要求高的体系；它可以单独使用也可以与其他光引发剂(如α
‑
羟基酮、α
‑
氨基酮等)复配使用，用于木材、金属、塑料、纸张、纤维表面的印刷油墨和胶黏剂等。
[0003]目前制备TPO
‑
L的方法较多，举例如下：
[0004]巴斯夫欧洲公司专利EP0588159A1中，报道了以2,4,6
‑
三甲基苯甲醛和苯基乙氧基氯化膦为原料加热反应，经过氧乙酸、过氧化叔丁醇等有机氧化剂制备TPO
‑
L。该方法不仅原料成本高收率低，且废水中含有大量无法分离的还原副产物，环保压力巨大，不利于工业化生产。专利DE2967264D1中，报道了二乙氧基苯膦与2,4,6
‑
三甲基苯甲酰氯制备单酰基膦氧化物的方法。此合成反应中会生成大量氯乙烷废气，其沸点只有12.5℃，常温下难以回收，极易对大气造成污染，产生环保问题。
[0005]天津久日公司专利CN101885739B中，披露了一种制备TPO
‑
L的方法。该方法中，将苯基二氯化磷与醇或硫醇反应所得中间产物，与2,4,6
‑
三甲基苯甲醛加成反应后，经催化氧化过程，制得TPO
‑
L。此方法的反应过程中，会生成大量的乙醇和氯乙烷，需要低温加压液化并精馏出去杂质后方可循环使用，给TPO
‑
L的产业化增加了额外的成本。
[0006]IGM集团公司专利CN100418973C公开了有机膦卤化物通过金属钠还原法制得有机膦化钠中间体，经叔丁醇质子源进行分解，再与相应的酰基氯化合物进行反应得到酰基膦，最后用双氧水氧化后制得酰基膦氧化合物。该方法依然存在明显缺陷，在反应过程中需要使用过量的金属钠作为还原剂参与反应，反应所需时间长，原料储运条件极其严苛(防火、防水、防高温)，操作危险性大。
[0007]取代氧杂环丁烷类化合物作为活性稀释剂广泛应用于阳离子引发体系中，相对于自由基引发体系，具有体积收缩小，氧气阻聚小，附着力强等优点，适用于金属、塑料等表面的涂料、油墨和胶黏剂等，同时也在3D打印领域具有广阔的应用前景。东亚合成株式会社专利JP3367549B2中，公开了以1,1
‑
双(氯甲基)
‑1‑
羟甲基烷烃在相转移催化剂或具有铵基的阴离子交换树脂存在条件下通过脱氯化氢反应制备3
‑
氯甲基
‑3‑
烷基氧杂环丁烷，反应在碱性化合物的水溶液或悬浮液中进行。碱性化合物的水溶液或悬浮液可以通过将碱金属氢氧化物等溶解或悬浮在水中来制备，相转移催化剂为季铵盐或磷盐，对具有铵基的阴离子交换树脂没有明确的限制。通过此方法合成取代氧杂环丁烷化合物会产生大量含有盐和有
机产物的废水，无机盐和有机物难以分离，难以回收处理，环保压力巨大。
[0008]可见，利用现有技术生产TPO
‑
L及其类似物和取代氧杂环丁烷的过程中，始终存在生产操作安全隐患以及废气、废水处理问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的主要目的在于提供一种制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法，以解决现有技术中生产TPO
‑
L及其类似物和取代氧杂环丁烷过程中存在的安全性差、环保压力大的问题。
[0010]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法，酰基氧化膦光引发剂具有通式(I)所示结构，取代氧杂环丁烷类化合物具有通式(II)所示结构：
[0011][0012]通式(I)中，R
a
表示氢原子或C1‑
C
20
的直链或支链烷基；R
b
表示氢原子、C1‑
C6的直链或支链烷基，C1‑
C6的烷氧基，C2‑
C6的不饱和烃基，C3‑
C6的环烷基或卤素原子；R1表示C1‑
C
20
的直链或支链烷基；m、n相互独立的表示1
‑
5的整数；
[0013]通式(II)中，R
c
表示氢原子、C1‑
C6的直链或支链烷基、C1‑
C6的烷氧基、C3‑
C6的环烷基、苯基、3
‑
6元饱和环烷基、或者杂环含有一个或多个杂原子的3
‑
6元饱和杂环基，杂原子为氧原子和/或氮原子；p为1
‑
20的整数；Y1为卤素原子；
[0014]上述方法包括以下步骤：
[0015]步骤S1，将具有通式(III)结构的苯基二卤化膦和具有通式(IV)结构的3
‑
羟烷基取代氧杂环丁烷在醇R1‑
OH的存在下进行反应，并控制反应过程中的pH值为8～10，得到具有通式(V)结构的中间产物；
[0016][0017]步骤S2，将中间产物与具有通式(VI)结构的苯甲酰卤进行反应，得到酰基氧化膦光引发剂和取代氧杂环丁烷类化合物；
[0018][0019]其中，Y2和Y2各自独立地选自卤素原子，R
a
、R
b
、R
c
、Y1、p、m、n、R1具有与通式(I)和通式(II)中相同的定义。
[0020]本专利技术提供了一种制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法，其是将苯基二卤化膦和3
‑
羟烷基取代氧杂环丁烷在醇的存在下反应，所得苯基膦化合物与苯甲酰卤反应，得到目标产物酰基氧化磷并联产取代氧杂环丁烷化合物。上述生产工艺流程中没有氯乙烷等废气产生，也不会产生大量无机物、有机物废水，有效解决了TPO
‑
L及其类似物的生产过程中存在的大量氯乙烷废气的回收问题，同时又避免了制备3
‑
羟烷基取代氧杂环丁烷过程中涉及的含有大量无机物和有机物的废水处理问题。除此以外，本专利技术提供的该方法整个工艺操作容易，也无需采用金属钠等危险催化剂，反应过程安全可控，成本低，收率高，环境友好，对商业化大规模生产具有极高的价值。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备酰基氧化膦光引发剂并联产取代氧杂环丁烷类化合物的方法，其特征在于，所述酰基氧化膦光引发剂具有通式(I)所示结构，所述取代氧杂环丁烷类化合物具有通式(II)所示结构：所述通式(I)中，R
a
表示氢原子或C1‑
C
20
的直链或支链烷基；R
b
表示氢原子、C1‑
C6的直链或支链烷基，C1‑
C6的烷氧基，C2‑
C6的不饱和烃基，C3‑
C6的环烷基或卤素原子；R1表示C1‑
C
20
的直链或支链烷基；m、n相互独立的表示1
‑
5的整数；所述通式(II)中，R
c
表示氢原子、C1‑
C6的直链或支链烷基、C1‑
C6的烷氧基、C3‑
C6的环烷基、苯基、3
‑
6元饱和环烷基、或者杂环含有一个或多个杂原子的3
‑
6元饱和杂环基，所述杂原子为氧原子和/或氮原子；p为1
‑
20的整数；Y1为卤素原子；所述方法包括以下步骤：步骤S1，将具有通式(III)结构的苯基二卤化膦和具有通式(IV)结构的3
‑
羟烷基取代氧杂环丁烷在醇R1‑
OH的存在下进行反应，并控制反应过程中的pH值为8～10，得到具有通式(V)结构的中间产物；步骤S2，将所述中间产物与具有通式(VI)结构的苯甲酰卤进行反应，得到所述酰基氧化膦光引发剂和所述取代氧杂环丁烷类化合物；其中，Y2和Y2各自独立地选自卤素原子，R
a
、R
b
、R
c
、Y1、p、m、n、R1具有与所述通式(I)和所述通式(II)中相同的定义。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，在惰性气体保护下，将第一有机溶剂、所述醇、碱混合，形成预备溶液；步骤S12，向所述预备溶液中加入所述苯基二卤化膦和所述3
‑
羟烷基取代氧杂环丁烷，进行反应后，得到所述中间产物；所述步骤S2包括：
将所述中间产物重新溶解至第二有机溶剂中，然后向其中加入所述苯甲酰卤，进行反应，得到所述酰基氧化膦光引发剂和所述取代氧杂环丁烷类化合物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、叔戊醇或正辛醇；所述碱为有机碱和/或无机碱，优选地，所述有机碱为三乙胺、乙二胺、吡啶、四甲基氢氧化铵中的一种或多种，所述无机碱为碳酸钠和/或碳酸氢钠；更优选地，所述碱为三乙胺和碳酸钠的混合物、或三乙胺和碳酸氢钠的混合物、或乙二胺和碳酸钠的混合物、或乙二胺和碳酸氢钠的混合物。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一有机溶剂和所述第二有机溶剂分别独立地选自苯、甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、石油醚、正己烷、四氢呋喃、邻二甲苯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓春，周晓龙，于培培，戚伟光，张学龙，
申请(专利权)人：常州强力电子新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：