抗氧化剂八β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸三季戊四醇酯的合成方法

技术领域

本发明涉及一种抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯的合成方法。

背景技术

三季戊四醇是精细化工中间体，在高级润滑油及其添加剂、聚氨酯、PVC热稳定剂、增塑剂、防火剂以及涂料、油墨、化妆品等方面有着广泛的应用，特别是双季戊四醇和三季戊四醇在高级航空润滑油、光敏涂料及油墨等方面有着单季戊四醇不可比拟的优势。三季戊四醇脂肪酸酯是一种高级润滑油基础油，在航空航天、精密仪器等方面有着广泛的应用。

润滑油、切削液等大多数工业有机材料都会发生氧化变质现象。润滑油在使用过程中，由于经常或者长时间在较高温度下接触空气，会氧化变质造成粘度增加并产生凝胶和杂质，降低润滑性能，加快设备的腐蚀和磨损。抗氧化剂可以消灭润滑油使用过程中产生的自由基和游离基，有效延缓润滑油的氧化变质，延长机器设备使用寿命。2,6-二叔丁基对甲酚(抗氧化剂T501)是使用最广泛的酚类抗氧剂品种，用量为0.1％-1.0％。其制造工艺简单、成本低，但易挥发，抗氧效果不能持久，热失重温度低，不宜在高温下使用。这也是目前大多数受阻酚类抗氧化剂的缺点。本发明中的多酚抗氧化剂可形成大分子化合物，降低挥发性，提高热失重温度，可以在高温下使用，同时可较好的控制油品中沉积物的形成，用量也较大。同时，酚酯型抗氧化剂不污染水质，可生物降解，是一种环境友好的抗氧化剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯的合成方法，该方法将β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯与三季戊四醇发生酯交换反应，得到具有八个抗氧基团的固体抗氧化剂。本发明合成的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯，结构中嵌入大量的酚类抗氧化基团，具有良好的抗氧化作用外。同时，本发明所述方法合成的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯产品作为酯类化合物，具有较高的生物可降解性，更加符合绿色环保的要求。

本发明所述的一种抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯的合成方法，按下列步骤进行：

a、将β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯、三季戊四醇和催化剂为甲醇钠、叔丁醇钾或氧化二丁基锡在反应器中混合，搅拌升温至100-190℃，控制反应器压力650Pa，反应4-8小时，得到混合物；

b、将步骤a得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

步骤a中β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯与三季戊四醇的摩尔比为8.5:1。

步骤a中催化剂占总物料质量的0.3％-1.0％。

本发明所述方法获得的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯的结构式为：

本发明所述的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯的合成方法，该方法将β-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸甲酯与三季戊四醇通过酯交换反应，合成多酚抗氧化剂。该方法合成的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯，具有显著的特点：①抗氧化基团多，一个抗氧化剂结构中含有8个抗氧化基团，能更好的发挥抗氧化效果；②分子量大，热稳定性好，更加适合高温条件下使用，是一种优良的高温抗氧化剂。③合成的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯具有合成酯的结构，可生物降解，是一种新型、环保性好的受阻酚类抗氧化剂。

附图说明

图1为本发明红外光谱图，从图中可以看出，在3648cm^-1处出现了酚羟基的特征吸收峰，在1746cm^-1处出现了酯基中碳氧双键的伸缩振动吸收峰。3000cm^-1-3500cm^-1处未出现任何吸收峰，这说明经过酯交换反应，三季戊四醇中的醇羟基已经完全反应完。

具体实施方式

下面的实例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明进行限制。

实施例1

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂甲醇钠0.086g，在反应器中混合，搅拌升温至100℃，控制反应器压力650Pa，反应8小时，得到混合物

将得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例2

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂叔丁醇钾0.086g，在反应器中混合后，搅拌升温至120℃，控制反应器压力650Pa，反应7小时，得到混合物；

将得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例3

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂甲醇钠0.114g，在反应器中混合后，搅拌升温至130℃，控制反应器压力650Pa，反应6.5小时，得到混合物

将得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例4

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂氧化二丁基锡0.114g，在反应器中混合后，搅拌升温至150℃，控制反应器压力650Pa，反应6小时，得到混合物；

将得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例5

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂氧化二丁基锡0.2854g，在反应器中混合后，搅拌升温至145℃，控制反应器压力650Pa，反应6小时，得到混合物；

得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例6

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂氧化二丁基锡0.21g，在反应器中混合后，搅拌升温至155℃，控制反应器压力650Pa，反应5.5小时，得到混合物。

得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例7

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂氧化二丁基锡0.18g，在反应器中混合后，搅拌升温至170℃，控制反应器压力650Pa，反应5小时，得到混合物；

得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例8

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂叔丁醇钾0.18g，在反应器中混合后，搅拌升温至190℃，控制反应器压力650Pa，反应4小时，得到混合物；

得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例8

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂甲醇钠0.155g，在反应器中混合后，搅拌升温至180℃，控制反应器压力650Pa，反应4.5小时，得到混合物；

得到的混合物完成后降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

实施例9

称取β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸甲酯24.82g、三季戊四醇3.72g、催化剂氧化二丁基锡0.13g，在反应器中混合后，搅拌升温至175℃，控制反应器压力650Pa，反应5小时，得到混合物；

得到的混合物降温，用甲醇重结晶，过滤得到抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯。

本发明所述的抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯的合成方法，该方法从红外光谱图中可以看出：在3648cm^-1处出现了酚羟基的特征吸收峰，在1746cm^-1处出现了酯基中碳氧双键的伸缩振动吸收峰；3000cm^-1-3500cm^-1处未出现任何吸收峰，这说明经过酯交换反应，三季戊四醇中的醇羟基已经完全反应完。

红外吸收光谱图可以证明本发明方法制备抗氧化剂八[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]三季戊四醇酯是可行的。