基于香豆素型荧光增白剂的返黄抑制剂的合成与性能研究

采用Pechmann法,以间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料,在酸催化剂下发生脱水缩合反应合成了7-羟基-4-甲基香豆素荧光增白剂。再以三聚氯氰为交联分子,将受阻胺型光稳定剂2,2,6,6-四甲基哌啶胺与香豆素型荧光增白剂引入同一分子中,再引入牛磺酸,合成了一种新型的高得率浆返黄抑制剂。采用红外光谱对返黄抑制剂的结构进行表征,并用紫外光谱、荧光光谱探讨了其返黄抑制机理,通过紫外光加速老化实验考察了返黄抑制剂的应用效果。结果表明,合成的返黄抑制剂的返黄抑制效果优于7-羟基-4-甲基香豆素和2,2,6,6-四甲基哌啶胺。     

基于二苯乙烯荧光增白型返黄抑制剂的合成及应用

以4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(简称DSD酸)为原料,用三聚氯氰为交联单体,将紫外线吸收剂2,4-二羟基-二苯甲酮与二苯乙烯型荧光增白剂引入同一分子中,再引入牛磺酸,经过亲核取代等设计出既含有荧光增白基团又具备紫外光吸收功能的双三嗪氨基二苯乙烯荧光增白型返黄抑制剂。采用红外光谱和核磁共振波谱、紫外光谱、荧光光谱分析方法对其结构及光学性质进行了初步研究,并通过紫外光加速老化实验考察了目标产物对化机浆纸张的返黄抑制效果。实验结果表明,合成的目标产物在涂布中的最佳用量为1.0%(质量分数,下同),经过72 h光老化处理后,合成的产物光抑制效果更好,更适合作光诱导返黄抑制剂,与单独使用荧光增白剂和紫外光吸收剂相比,老化后纸张的白度分别少下降了4.74% ISO和4.15% ISO。     

香豆素及取代香豆素的合成

香豆素应用广泛,合成了香豆素、7-甲基香豆素、4,7-二甲基香豆素和6-甲基香豆素4个化合物,并对合成香豆素和6-甲基香豆素的后处理方法作了改进。     

四氯化锡催化合成 7-羟基-4-甲基香豆素

采用四氯化锡作催化剂,以间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料,合成了7-羟基-4-甲基香豆素。通过实验条件找到了,以四氯化锡为催化剂合成目标化合物的适宜反应条件。     

4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的合成研究

以2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶、烯丙基氯和氢氧化钠为原料催化合成4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,分别研究了反应时间、原料配比、溶剂用量和催化剂用量等条件对合成4-烯丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶反应的影响,确定的最佳操作条件为:反应温度为45~54℃,反应时间5h,反应物摩尔比为:n(烯丙基氯)∶n(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)∶n(氢氧化钠)为0.45∶0.1∶0.4,溶剂用量为10g,催化剂的用量为0.2g(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶为0.1mol),收率可达到95.43%以上,纯度为99.5%。     

含二苯甲酮的香豆素型光稳定剂的合成及应用

以对甲苯磺酸为酸性催化剂,使间苯二酚和乙酰乙酸乙酯发生脱水缩合反应,合成了具有紫外线吸收性能的7-羟基-4-甲基香豆素。通过三聚氯氰,将7-羟基-4-甲基香豆素和紫外线吸收剂2,4-二羟基-二苯甲酮引入同一分子中,再引入水溶性分子牛磺酸,合成了含二苯甲酮的香豆素型光稳定剂。采用红外光谱和核磁共振氢谱等手段对合成物质进行了结构表征,运用紫外光谱、荧光光谱测试其光学性质,并通过紫外光加速老化实验考察了合成产物对高得率浆纸张的抗紫外光老化效果。结果表明,在各自的最佳用量下,经48 h光老化处理,合成的香豆素型光稳定剂对纸张的光老化抑制效果优于单一的反应型紫外吸收剂及传统的荧光增白剂,白度分别少下降了2.14%ISO和3.13%ISO。     

癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯的合成

以活性炭负载四丁基钛酸酯作催化剂,癸二酸二甲酯、2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶为原料合成癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯,并考察了反应时间、原料配比、催化剂用量及催化剂重复使用等条件对合成反应的影响。结果表明,较佳的工艺条件是:反应时间6h,n(癸二酸二甲酯)∶n(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)为0.1∶0.21;催化剂的用量为1.0g、溶剂的用量为40g。这种条件下,癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯的收率可达到97.85%以上,产品纯度达到99.0%。催化剂不经处理可多次循环使用。     

水杨酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯的合成研究

以颗粒状活性炭负载四丁基钛酸酯作催化剂,水杨酸甲酯、2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶为原料合成受阻胺光稳定剂HALS,水杨酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯,分别研究了反应温度、反应时间、原料配比和催化剂用量等条件对合成反应的影响。得到了合成水杨酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯最适宜的条件是:反应温度为100～120℃,反应时间7h,n(水杨酸甲酯)∶n(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)为0.1∶0.115;催化剂的用量为1.0g、溶剂的用量为30g(水杨酸甲酯为0.1mol的情况下)。水杨酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯的收率超过95.04%,产品熔点为207～208℃。该催化剂具有价廉易得、催化活性好、不腐蚀设备、无环境污染等优点。     

4-甲基-7-羟基香豆素抗氧化性能研究

以间苯二酚为原料，在酸催化下与乙酰乙酸乙酯发生取代、环化脱水反应，得到4-甲基-7-羟基香豆素(1)，化合物1再经酯化获得4-甲基-7-乙酰氧基香豆素(2)，通过核磁共振氢谱（nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy，1HNMR）、核磁共振碳谱（nuclear magnetic resonance carbon spectroscopy，13CNMR）和超高效液相色谱-电喷雾离子源质谱联用仪（ultra high performance liquid chromatograph electrospray ion source mass spectrometer，UHPLC-ESI-MS）对合成产物结构进行了表征。采用多种自由基氧化DNA的反应体系来检测化合物的抗氧化活性，其中包括抑制2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(2,2’-azobis(2-amidinopropanehydrochloride)，AAPH)、HO?、Cu2 /还原型谷胱甘肽(glutathione，GSH)引发的DNA氧化反应。此外，还通过淬灭自由基体系，探索了化合物还原自由基的能力，其中自由基包括2,2′-偶氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基(2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) cationic radical，ABTS ?)、二苯苦味酰肼自由基(2,2’-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH)、2,6-二叔丁基-(3,5-二叔丁基-4-氧代-2,5-环己二烯)-对-甲苯氧(galvinoxyl)自由基，进而探究羟基对香豆素抗氧化性能的影响。结果表明：1）化合物1不仅能够很好地抑制AAPH、HO?、Cu2 /GSH自由基引发的DNA氧化反应，也能够捕获ABTS ?、DPPH、galvinoxyl自由基；2）化合物2仅能够抑制HO?和Cu2 /GSH自由基引发的DNA氧化反应，捕获ABTS ?和DPPH两种自由基。3）化合物1抑制自由基引发的DNA氧化反应活性和捕获自由基能力均优于化合物2，说明化合物1具有较强自由基的清除能力和还原能力，是一种潜在的抗氧化剂。     

具有荧光增白作用的新型返黄抑制剂的合成及性能

以4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(DSD酸)为原料,三聚氯氰为交联单体,将自由基捕获剂2,2',6,6'-四甲基哌啶胺(4-氨基哌啶)与二苯乙烯荧光增白剂引入同一分子中,经过亲核取代等设计出既含有荧光增白基团又具备自由基捕获功能的双三嗪氨基二苯乙烯荧光增白型的新型返黄抑制剂。采用红外和核磁光谱、紫外光谱、荧光光谱分析方法对其结构及其光学性质进行了初步研究,并通过紫外线加速老化实验考察了目标产物对化机浆纸张的返黄抑制效果。实验结果表明:合成的目标产物在涂布中的最佳浓度用量为0.8%,经过48 h光老化处理后,合成的产物光抑制效果更好,更适合作光诱导返黄抑制剂,与单独使用荧光增白剂和受阻胺类返黄抑制剂相比,老化后纸张的白度分别少下降了3.38%ISO和6.49%ISO。     

7-羟基-4-甲基香豆素的合成研究

以间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料,有机酸和固体超强酸作为催化剂,合成了7 -羟基-4-甲基香豆素.实验结果表明:间苯二酚、乙酰乙酸乙酯物质的量比为1:1,催化剂对甲苯磺酸用量为1.5％（物质的量百分比）,85℃下反应2h,产率较高为85.1％.     

聚异氰酸酯改性乙二醛-尿素树脂的性能研究

用聚异氰酸酯(pMDI)对乙二醛-尿素(GU)树脂进行改性并用于刨花板生产。在对GU树脂的结构及固化性能进行研究的基础上,对pMDI的用量及热压工艺进行了优化。IR谱图表明,GU树脂中含有大量的OH活性基团,具有与pMDI发生反应的结构基础;差热分析表明,该体系的凝胶化温度为106.49℃,固化温度为113.37℃,后处理温度为123.29℃,固化反应表观活化能Ea=158.02kJ/mol,反应级数n=0.98,反应频率因子A=2.09×1021min-1。当pMDI与GU树脂的质量比为15∶85时生产的刨花板能达到国家标准,其适合的热压工艺为:压力2.5 MPa、温度140℃、时间5 min。     

7-羟基-4-三氟甲基香豆素的合成

以间苯二酚和三氟乙酰乙酸乙酯为原料,在对甲苯磺酸存在下,进行Pechmann缩合反应,生成7-羟基-4-三氟甲基香豆素,并采用正交设计法,优化了工艺条件,收率达89%,合成工艺具应用价值。     

磺酸树脂催化合成7-羟基-4-甲基香豆素

研究了磺酸树脂催化合成7-羟基-4-甲基香豆素的反应，考察了反应的各种影响因素，研究表明，磺酸树脂催化合成7-羟基-4-甲基香豆素，具有较高的反应活性，可重复使用多次。该合成反应的较优工艺条件：反应温度105 ℃，n(乙酰乙酸乙酯)∶n(间苯二酚)=1∶1，磺酸树脂催化剂0.28 g,反应时间3 h，7-羟基-4-甲基香豆素收率达65.8%。     

Keggin杂多酸催化合成7-羟基-4-甲基香豆素

以间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料,Keggin结构磷钨酸、磷钼酸、磷钼钨酸和硅钨酸杂多酸做催化剂,在无溶剂的条件下,经Pechmann反应催化合成了7-羟基-4-甲基香豆素,该催化反应具有选择性高、不污染环境及不腐蚀设备的优点。以H4SiW12O40.15H2O催化剂为代表进行了条件优化,在n(间苯二酚)∶n(乙酰乙酸乙酯)∶n(H4SiW12O40.15H2O)=1∶1.5∶0.01,反应温度130℃,反应时间20min条件下,7-羟基-4-甲基香豆素收率为85.9%。该文报告工作的新颖性已为中国科学技术信息研究所2007年6月4日出具的第20071100100234号《科技查新报告》所证实。     

含香豆素骨架水杨醛Schiff base荧光材料的制备及光谱性能研究

以间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料,草酸做催化剂,在无溶剂的条件下,经Pechmann反应催化合成了7-羟基-4-甲基香豆素,再经硝化、还原得到3-氨基7-羟基-4-甲基香豆素。利用3-氨基7-羟基-4-甲基香豆素与水杨醛缩合反应,制备了新型的含香豆素骨架水杨醛Schiff base衍生物,其结构由IR、1HNMR和元素分析确证。通过研究化合物紫外吸收光谱及荧光光谱发现该化合物具有优异光学活性。