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一种新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂及其制备方法


技术摘要:
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂及其制备方法。目前市面上所使用的LED光源的发射波长范围均在365nm以上,而传统的光引发剂184的主要吸收波长均在365nm以下,与LED光源的发射波长不相匹配,为了使得传统光引发剂的主要吸收波长  全部
背景技术:
光聚合技术是一种新型绿色技术,近几十年来一直受到人们的瞩目。光聚合主要 分为自由基光聚合和阳离子光聚合两种形式,其中自由基光聚合由于其聚合效率、转化率 高等优势在工业上应用广泛。 光引发剂作为光聚合体系中起着至关重要的作用,近年来,LED光源在光聚合领域 中普遍使用,目前市面上所使用的LED光源的波长范围均在365nm以上(365nm-770nm),而传 统的184光引发剂的最大吸收波长为333nm,低于LED光源的发射波长,若在LED光源照射下 使用传统的184光引发剂来引发光聚合反应,必然会降低光聚合反应中聚合单体的双键转 化率。 因此,如何提高传统184光引发剂的最大吸收波长,使其与LED光源的发射波长相 匹配,是光引发剂领域中拟解决的一项重大技术问题。
技术实现要素:
针对现有技术中存在的问题,本发明要解决的技术问题是:如何提高传统光引发 剂184的最大吸收波长,使其与LED光源的发射波长相匹配,提高聚合单体在LED光源照射下 的双键转化率。 本发明所涉及的反应方程式如下: 反应方程式a 反应方程式b 反应方程式c 7 CN 111574350 A 说 明 书 2/11 页 反应方程式d 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 本发明提供一种新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂,包括以下化学通式: 上述通式中: 4R1表示苯环上4个任意空位上的取代基; R1是氢原子、烷基、烯基、烷氧基、炔基、羟基、硝基、卤素、磺酸基以及被杂原子,卤 素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取代的烷基、烯基、烷氧基或炔基中的任意一种; R2是烷基、含杂原子的烷基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取 代的烷基中的任意一种; R3和R4是氢原子、烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸 基、芳香基、杂环芳香基取代的烷基或烷氧基中的任意一种; R5是烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取代的烷基 中的任意一种; 8 CN 111574350 A 说 明 书 3/11 页 R6是烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基、芳香基、杂 环芳香基取代的烷基或烷氧基中的任意一种; R7可以为氢原子、烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸 基、芳香基、杂环芳香基取代的烷基或烷氧基中的任意一种。 具体地,一种新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的制备方法,按干法照以下步骤 制备: (1)在分子结构上不含醛基的羟基环己基苯乙酮化合物的苯环上引入醛基,得到 醛基官能团化的羟基环己基苯乙酮化合物; (2)步骤(1)得到的醛基官能团化的羟基环己基苯乙酮化合物与含有αH原子的酮 类化合物发生缩合反应,反应结束后,将得到的固体产物进行干燥、重结晶、浓缩、过滤、干 燥后,即得到新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂。 具体地,所述分子结构上不含醛基的羟基环己基苯乙酮化合物的分子式如下: 其中,R1表示苯环上4个任意空位上的取代基;R1是氢原子、烷基、烯基、烷氧基、炔 基、羟基、硝基、卤素、磺酸基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取代的烷 基、烯基、烷氧基或炔基中的任意一种。 具体地,所述含有αH原子的酮类化合物的化学式如下: 9 CN 111574350 A 说 明 书 4/11 页 其中,R2是烷基、含杂原子的烷基以及被杂原子,卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺 酸基取代的烷基中的任意一种; R3和R4是氢原子、烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸 基、芳香基、杂环芳香基取代的烷基或烷氧基中的任意一种; R5是烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基取代的烷基 中的任意一种; R6是烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸基、芳香基、杂 环芳香基取代的烷基或烷氧基中的任意一种; R7可以为氢原子、烷基、烷氧基以及被杂原子、卤素、烯基、炔基、硝基、氰基、磺酸 基、芳香基、杂环芳香基取代的烷基或烷氧基中的任意一种。 具体地,所述含有αH原子的酮类化合物为:丙酮、3-戊酮、环己酮、苯乙酮、N-乙烯 基吡咯烷酮或N-甲基吡咯烷酮。 具体地,所述缩合反应中醛基官能团化的羟基环己基苯乙酮化合物与含有共轭结 构且具有αH原子的酮类化合物的摩尔比为1-2:1。 具体地,所述缩合反应的温度是0-80℃,反应时间为0.5-5h。 具体地,所述缩合反应的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、四氢呋喃、二甲基甲 酰胺或二甲基亚砜。 具体地,所述缩合反应的催化剂为碱性催化剂。 具体地,所述缩合反应的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸 氢钠、二异丙胺、吡啶、二异丙基氨基锂、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、六甲基二硅基氨基锂中 的任意一种。 具体地,所述缩合反应中反应体系的pH=8-12。 本发明的有益效果是: (1)本发明所制备的新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的最大吸收波长可达 356nm以上,与光聚合领域常用的LED光源的发射波长相匹配,其性能更加优异、市场化潜力 更强。 (2)本发明制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的方法简单,仅通过一步缩合 反应即可得到产物,制备成本低,容易进行工业化生产。 附图说明 图1:实施例1所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图2:实施例1所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图3:实施例2所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图4:实施例2所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 10 CN 111574350 A 说 明 书 5/11 页 图5:实施例3所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图6:实施例3所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图7:实施例4所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图8:实施例4所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图9:实施例5所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图10:实施例5所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图11:实施例6所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图12:实施例6所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图13:实施例7所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图14:实施例7所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图15:实施例8所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图16:实施例8所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图17:实施例9所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图18:实施例9所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图19:实施例10所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的紫外吸收光谱。 图20:实施例10所制备新型羟基环己基苯乙酮类光引发剂的双键转化率。 图21:传统商业184光引发剂在LED光源照射下的双键转化率。
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