一種雙苯并咪唑衍生物紫外線吸收劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種結構如式(I)所示的雙苯并咪唑衍生物1，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯及其制備方法。該化合物的制備方法包括：以結構如式(II)和(III)所示的中間體為原料并控制二者的摩爾比為1.00～1.25∶1.00，在醇類有機溶劑中滴加有機堿催化反應，控制油浴溫度90～120℃，反應5-8h。反應后抽濾和洗滌后得到的粗品經重結晶提純處理，可得具有紫外線吸收功能的目標化合物。該產品屬于高效日光紫外線吸收劑，可以覆蓋日光紫外線UVA及UVB，適合用于防曬日化產品和聚乙烯、聚苯乙烯及環氧樹脂等塑料的紫外防護。本發明工藝簡單，產品收率高，易于工業化生產。
【專利說明】一種雙苯并咪唑衍生物紫外線吸收劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含N-乙基咔唑和雙苯并咪唑芳雜環乙烯結構的紫外線吸收劑及其制備方法和應用。具體涉及一種I，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯及其制備方法。該紫外線吸收劑適合用于防曬日用化學品和聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂和環氧樹脂等塑料的日光紫外線防護。
【背景技術】
[0002]來自于太陽的紫外線是波長在400~IOOnm左右的電磁波，由于大氣層阻擋了其中大部分的紫外線，僅有大約在280~380nm范圍的紫外輻射線能夠到達地球表面，其中275~320nm波段稱為日光紫外UVB波段，而320~400nm波段稱為日光UVA波段(320-400nm)。根據理論計算，輻射到地球表面的UVA和UVB日光紫外線能量較高與有機化合物中的C-H、C-0、C-C、C_F、C-N、0-H和N-H的化學鍵能293.1~418.7kJ/mol相匹配，很容易打開有機質中的化學鍵從而帶來有機物分子結構的破壞和分解。
[0003]日光紫外線給人類帶來的危害主要有兩個方面。一是對人類自身生命健康帶來的損害和威脅，主要表現為日光紫外線會給人們的皮膚帶來各種影響和傷害。UVB能引起皮膚紅斑或水皰，促進黑色素生成并產生色素沉著，并形成褐斑。而UVA能量可以達到皮膚真皮層，給血管壁或結合組織中的彈性纖維帶來緩慢變化，從而引起皮膚的褐色化、使皮膚的彈性下降，促進皺紋發生使人急劇老化。有研究表明敏感皮膚在日光下經過UVB、UVA的輻射還能損傷DNA使免疫力下降，甚至誘發皮膚癌。二是對塑料類材料及其制品的老化破壞，紫外線足以引起幾乎 所有塑料的自動氧化反應，也足以引起大多數樹脂分子鏈的斷鏈，因此給暴露于戶外的諸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂和環氧樹脂等多種塑料及塑料制品的使用壽命帶來嚴重威脅。
[0004]無論是針對塑料及其制品的防紫外老化的需要，還是防御過量的UVA、UVB照射保護人體免受傷害延緩衰老的需要，開發新型高效的日光紫外線吸收劑都十分必要。有機紫外線吸收劑具有與塑料類高分子基材或者日用防曬品其它組分相容性好以及紫外線吸收譜帶和效能容易通過分子設計進行優化的特點。除了具有吸收日光紫外線的性能外，設計合成出額外具有能夠促進高分子塑料固化或者鍵合或者能給防曬化妝品帶來抗菌等協效作用的日光紫外線吸收劑，具有重要的應用場合和市場價值。苯并唑類化合物廣泛應用于醫藥及日化產品，苯并唑類紫外線吸收劑毒性低，紫外線吸收能力強，廣泛用于聚烯烴、聚酯樹脂和化妝品等領域，代表性品種有UV-P，UV-326，UV-327，UV-234等。通過Knoevenagel反應可以將芳醛與雙(2-苯并咪唑基)甲烷縮合，制備出含有碳碳雙鍵橋聯的具有大Π共軛稠雜環體系的多苯并唑類紫外線吸收劑，由于芳雜環與烯鍵相連形成更大的共軛體系同時具有π - π *電子躍遷帶來的UVA紫外波段吸收以及咪唑環上(C = N)的η- π *電子躍遷帶來的UVB紫外波段吸收。從而可形成日光紫外線UVA和UVB波段的全覆蓋，紫外線吸收效能高。同時該類化合物分子結構中含有苯并咪唑抑菌分子結構、C = C雙鍵和活潑氫，因此與高分子塑料以及防曬日用化妝品的配方成分有很好的相親相容性，能夠促進高分子塑料固化或者與其鍵合或者能給防曬化妝品帶來抗菌等協效作用，具有廣闊的市場應用和開發前景。
【發明內容】
[0005]本發明目的之一在于提出通過Knoevenagel縮合反應將咔唑環引入到雙苯并咪唑體系中制備出一種含大Π共軛稠雜環體系的1，1-二(苯并咪唑)-2_基-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯紫外線吸收劑。該化合物分解溫度高、結構穩定、日光紫外線吸收效能好、與塑料高分子基材相容性好并與防曬化妝品中其它組分配伍性能好。
[0006]為實現上述發明目的，本發明采取了如下技術方案:
[0007]一種結構如式(I)所示的含N-乙基咔唑芳雜環結構的雙苯并咪唑乙烯紫外線吸收劑1，1_ 二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯。其特征在于，該化合物的結構如式(I)所示:
[0008]
【權利要求】
1.一種含N-乙基咔唑芳雜環結構的雙苯并咪唑乙烯紫外線吸收劑1，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯。其特征在于，該化合物的分子結構如式⑴所示:
2.如權利要求1所述的1，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯的制備方法，其特征在于，以結構如式(II)所示的雙(2-苯并咪唑基)甲烷和結構如式(III)所示的N-乙基咔唑-3-甲醛為原料并控制二者的摩爾比，在醇類有機溶劑中滴加有機堿作為反應催化劑，控制反應溫度為90~120°C范圍內，保溫反應5-8h。反應完畢后，趁熱抽濾去除有機溶劑，用熱乙醇多次洗滌純化，粗產品經混合溶劑重結晶提純處理，得到日光紫外線吸收劑雙苯并咪唑衍生化合物1，1- 二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯。
3.如權利要求1及2所述的雙苯并咪唑衍生物紫外線吸收劑由雙(2-苯并咪唑基)甲燒與N-乙基咔唑-3-甲醒通過Knoevenagel縮合反應而制備。
4.如權利要求2所述1，1_二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯的制備方法，其特征在于雙(2-苯并咪唑基)甲烷和N-乙基咔唑-3-甲醛的摩爾比為1.00~1.25: 1.00。
5.如權利要求2所述1，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯的制備方法，其特征在于醇類溶劑為乙二醇和環己醇。
6.如權利要求2所述1，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯的制備方法，其特征在于堿類催化劑為二乙胺、三乙胺和六氫吡啶、。
7.如權利要求2所述I，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯的制備方法，其特征在于重結晶混合溶劑由水與乙醇組成，水和乙醇的體積比為1.0: 1.0~.1.0: 3.0。
8.如權利要求1所述I，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯的應用，其特征在于將I，1-二(苯并咪唑-2-基)-2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯應用于防曬霜類日用化學品和聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂和環氧樹脂等塑料的目光紫外線吸收劑。
【文檔編號】C08L55/02GK103980255SQ201410147975
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】錢永, 王建軍, 龔菁, 徐燕梅, 張蓉 申請人:蘇州科技學院