N,N`-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

技术领域

本发明涉及N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法，属于酰胺光稳定剂技术领域。

背景技术

N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，是一种适用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等高分子材料的光稳定剂，能够单独使用，也能够与二苯甲酮类紫外线吸收剂或亚磷酸酯类抗氧剂并用，有良好的协同效应。US20060199963、WO2004016591、CN103554009A等诸多现有技术中均公开了以使用2,2,6,6-四甲基-4-氨基哌啶和间苯二甲酰氯反应原料，但是由于使用了间二甲酰氯作为原料，产生了大量的废水，对环境污染非常大，工业化生产难度大。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法，能够减少环境污染，减少原料损失，制备的产品收率高、纯度优异。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4- 哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法，以异邻苯二甲酰亚胺、四甲基哌啶醇、催化剂混合，充入氮气，加热搅拌反应，得到N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3- 苯二甲酰胺；

所述催化剂为锰铁双金属氢化复合材料；

加热温度为145～155℃，搅拌速度为800～1200rpm，直至无水蒸出。

其中，所述异邻苯二甲酰亚胺与催化剂的质量比为1：(0.015～0.04)。

其中，所述异邻苯二甲酰亚胺与四甲基哌啶醇的摩尔比为1：(2.1～2.6)。

其中，所述锰铁双金属氢化复合材料的制备过程，具体包括以下步骤：将 0.03mol的溴二羰基[双[2-(二异丙基膦)乙基]胺]合锰(I)含有溶于50ml二甲苯后，常温搅拌并缓慢通入0.03mol的对苯二甲酰氯，5～6h后，再加入0.01mol 的铁离子金属有机框架，常温下搅拌12～16h，所得物用二甲苯洗涤、过滤、干燥，得锰铁双金属氢化复合材料。

其中，所述铁离子金属有机框架为金属有机框架NH

其中，所述铁离子金属有机框架NH

所述铁离子金属有机框架NH

其中，所述加热搅拌反应后，还包括：在反应产物体系中加入水，搅拌冷却至室温，固液分离，并水洗所得固体，得到N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺。

本发明的有益效果：本发明是以异邻苯二甲酰亚胺、四甲基哌啶醇为原料，在无任何溶剂下，锰铁双金属氢化复合材料催化剂催化反应，除了产品，仅产生副产物水，不会对环境造成污染，绿色环保，且产品收率高、纯度优异；本发明生成的水以及使用的水可以循环利用，减少废水的产生，绿色环保；本发明的反应中剩余的原料四甲基哌啶醇能够再次使用，减少原材料的浪费；本发明的催化剂锰铁双金属氢化复合材料稳定性高，能够重复使用，反应结束后可以直接与剩余原料一起重复使用，催化效率基本没有降低。

附图说明

图1为本发明的N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺合成路线。

图2为本发明N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的核磁氢谱。

图3为本发明N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的核磁碳谱。

具体实施方式

为了对本发明作出更加清楚完整地说明，下面用具体实施例说明本发明，但并不是对发明的限制。

本发明提供的N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法中，以异邻苯二甲酰亚胺、四甲基哌啶醇为原料，经锰铁双金属氢化复合材料催化反应得到N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，未经特殊说明，本发明所用原料均为本领域熟知的市售商品。

本发明中所使用的异邻苯二甲酰亚胺的结构式为

本发明中所使用的四甲基哌啶醇的结构式为

本发明涉及的锰铁双金属氢化复合材料，是以溴二羰基[双[2-(二异丙基膦) 乙基]胺]合锰(I)、铁离子金属有机框架为原料制备而得。

在本发明中，所述铁离子金属有机框架为金属有机框架NH

本发明中所使用的溴二羰基[双[2-(二异丙基膦)乙基]胺]合锰(I)的结构式为

本发明中所使用的铁离子金属有机框架NH

本发明中所使用的铁离子金属有机框架NH

预备实施例1

本发明的锰铁双金属氢化复合材料的具体制备过程，包括以下步骤：将15g 的溴二羰基[双[2-(二异丙基膦)乙基]胺]合锰(I)含有溶于100ml二甲苯后，常温搅拌并缓慢通入6.1g的对苯二甲酰氯，5～6h后，再加入7.72g的金属有机框架 NH

预备实施例2

本发明的锰铁双金属氢化复合材料的具体制备过程，包括以下步骤：将15g 的溴二羰基[双[2-(二异丙基膦)乙基]胺]合锰(I)含有溶于100ml二甲苯后，常温搅拌并缓慢通入6.1g的对苯二甲酰氯，5～6h后，再加入7.2g的金属有机框架金属有机框架NH

上述的预备实施例1获得的锰铁双金属氢化催化剂A和预备实施例2获得的锰铁双金属氢化催化剂B经过热重测试，在0～380℃下结构保持良好，热稳定性良好，性质比较稳定，是一种性质优异的催化剂材料。

本发明进行制备再以异邻苯二甲酰亚胺、四甲基哌啶醇制备N,N'-双 (2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺时，对市售的N,N'-双(2,2,6,6-四甲基 -4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺进行了结构表征，如图2为所示的核磁氢谱；图3 为所示的核磁氢谱。

实施例1

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：在装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中加入86g 异邻苯二甲酰亚胺、330g四甲基哌啶醇、1.29g锰铁双金属氢化催化剂A，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入60g水，冷却至室温，固液分离，并用15g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为430.2g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2 和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为97.19％，经高效液相色谱测得纯度为99.3％。

实施例2

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：在装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中加入86g 异邻苯二甲酰亚胺、330g四甲基哌啶醇、2.15g锰铁双金属氢化催化剂B，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入60g水，冷却至室温，固液分离，并15g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为420.9g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为95.08％，经高效液相色谱测得纯度为99.4％。

实施例3

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：在装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中加入86g 异邻苯二甲酰亚胺、353g四甲基哌啶醇、2.15g锰铁双金属氢化催化剂B，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入110g水，冷却至室温，固液分离，并15g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为424.5g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2 和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为95.90％，经高效液相色谱测得纯度为99.3％。

实施例4

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：在装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中加入86g 异邻苯二甲酰亚胺、393g四甲基哌啶醇、3.44g锰铁双金属氢化催化剂A，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入190g水，冷却至室温，固液分离，并20g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为425.5g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2 和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为96.13％，经高效液相色谱测得纯度为99.1％。

实施例5

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：将实施例1中的固液分离的液体和清洗产生的废水混合加入到装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中，加热至145～155℃使水完全蒸馏除去，蒸馏出的水可以再次进行固液分离和水洗使用，然后加入86g异邻苯二甲酰亚胺、330g四甲基哌啶醇，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入80g水，冷却至室温，固液分离，并用20g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为429.5g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为97.03％，经高效液相色谱测得纯度为99.2％。

实施例6

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：将实施例2中的固液分离的液体和清洗产生的废水混合加入到装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中，加热至145～155℃使水完全蒸馏除去，蒸馏出的水可以再次进行固液分离和水洗使用，然后加入86g异邻苯二甲酰亚胺、314.5g四甲基哌啶醇，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入80g水，冷却至室温，固液分离，并用20g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为418.7g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为94.64％，经高效液相色谱测得纯度为99.0％。

实施例7

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：将实施例3中的固液分离的液体和清洗产生的废水混合加入到装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中，加热至145～155℃使水完全蒸馏除去，蒸馏出的水可以再次进行固液分离和水洗使用，然后加入86g异邻苯二甲酰亚胺、298g四甲基哌啶醇，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入90g水，冷却至室温，固液分离，并用20g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为420.1g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2和图3相同，均显示所得产物为N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为94.91％，经高效液相色谱测得纯度为99.0％。

实施例8

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：将实施例4中的固液分离的液体和清洗产生的废水混合加入到装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中，加热至145～155℃使水完全蒸馏除去，蒸馏出的水可以再次进行固液分离和水洗使用，然后加入86g异邻苯二甲酰亚胺、275g四甲基哌啶醇，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入110g水，冷却至室温，固液分离，并用20g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为428.3g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2和图3相同，均显示所得产物为N,N'- 双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为96.76％，经高效液相色谱测得纯度为99.3％。

实施例9

N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的合成方法

具体步骤：将实施例8中的固液分离的液体和清洗产生的废水混合加入到装有温度计、蒸馏装置、搅拌器的1L反应容器中，加热至145～155℃使水完全蒸馏除去，蒸馏出的水可以再次进行固液分离和水洗使用，然后加入86g异邻苯二甲酰亚胺、298g四甲基哌啶醇，充入氮气，在800～1200rpm下搅拌加热至145～155℃，直至没有水蒸馏出来为止，加入100g水，冷却至室温，固液分离，并用15g水清洗所得固体，所得固体置于真空干燥箱干燥，称重为427.2g，并对所得产物进行结构表征，结果与图2和图3相同，均显示所得产物为N,N'- 双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，收率为96.51％，经高效液相色谱测得纯度为99.2％。

综上所述，本发明是以异邻苯二甲酰亚胺、四甲基哌啶醇为原料，在无任何溶剂下，锰铁双金属氢化复合材料催化剂催化反应，除了产品，仅产生副产物水，不会对环境造成污染，绿色环保，且产品收率高、纯度优异；通过上述实施例发现，本发明生成的水以及使用的水可以循环利用，减少废水的产生，绿色环保；本发明的反应中剩余的原料四甲基哌啶醇能够再次使用，减少原材料的浪费；本发明的催化剂锰铁双金属氢化复合材料稳定性高，能够重复使用，反应结束后可以直接与剩余原料一起重复使用，催化效率基本没有降低；本发明选用的溴二羰基[双[2-(二异丙基膦)乙基]胺]合锰(I)和金属有机框架 NH

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。