背景技术
抗氧剂 GA-80(也称抗氧剂AO80,3,9‑双[1,1‑二甲基‑2‑[(3‑叔丁基‑4‑羟基‑5‑甲基‑苯基)丙酰氧基]乙基]‑2,4,8,10‑四氧杂螺[5.5]十一烷)是一种新型酚类抗氧剂,其分子内含有两个酚羟基及半受阻酚的结构,单物质抗氧效果突出,与硫代酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂一起使用的协同作用也十分优异。此外,抗氧剂 GA-80还具有抗色污能力强、热稳定性高、抗抽提性好、与树脂相溶性好等优点,因此广泛用于聚烯烃、聚氨酯、尼龙和聚缩醛中。
抗氧剂 GA-80的合成方法一般如下,3‑(3‑叔丁基‑4‑羟基‑5‑甲基苯基)‑丙酸甲酯与螺环二醇(3,9‑双(1 ,1‑二甲基‑2‑羟基乙基)‑2,4,8,10‑四氧杂螺环[5.5]十一烷)经催化剂催化发生酯交换反应得到抗氧剂GA80。文献报道的催化剂包括无机碱如氧化钙、氢氧化钙、氢化钙、叔丁醇钾、氢氧化锂等(EP0206789A2、EP0206789A2、JP62‑89684A)、有机锡Bu2SnO(JP2002161097A;徐俊明等,《精细石油化工》,第24卷第4期,7‑9)。反应粗产物产率可达96‑97%,在未蒸出甲醇的情况下产率仅有84% ;粗产物中除了目标化合物外,还包含一定量的副产物。其与抗氧剂 GA-80结构接近、物性相似,较难以分开;因此虽然可以经过重结晶提高产品纯度,但在获得高纯度(>98%)的方案中,重结晶步骤的收率只有93%,整体收率只有约90%;并且如果重结晶溶剂选择不当,还会导致产物纯度和收率大幅劣化。
因此,有必要开发更多用于合成抗氧剂 GA-80的方法,以期能够高收率地得到更多高纯度抗氧剂 GA-80,以满足该化合物的商业需求。
合成方法[1]
向装配有温度计、搅拌装置和用于蒸馏的冷凝器的反应器中,加入3‑(3‑叔丁基‑4‑羟基‑5‑甲基苯基)‑丙酸甲酯520g(2.08mol),加热至125℃使完全熔融,氮气置换3次,然后加入钛酸四正丁酯2.7g(8mmol)、乙酸氧钛0.57g(2mmol),再分批加入螺环二醇304g(1mol),搅拌0.5h后将温度升高至180℃,搅拌反应的同时将甲醇蒸出,反应8h。冷却至50℃,向粘稠状溶液中加入30%甲醇水溶液1000ml,一边搅拌一边慢慢降温至室温,获得悬浊液,抽滤收集粗产物,其中包含97.8%的目标化合物,以及0.3%的副产物化合物I;向粗产物中加入2L环己烷:正己烷体积比12:1的混合溶剂,加热至回流以使粗产物完全溶解,缓慢降温至25℃析晶10h,过滤、干燥,得到产物抗氧剂 GA-80共700g,收率94.6%,纯度99.2%;ESI‑MS:741[M+H]+,熔点为121‑123℃。

参考文献
[1]江苏极易新材料有限公司. 一种抗氧剂GA80的合成方法:CN202210488601.6[P]. 2022-06-28.