甲基丙烯酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)酯的合成

采用四丁基钛酸酯作催化剂,以甲基丙烯酸甲酯和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基为原料,合成了甲基丙烯酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)酯。考察了催化剂用量、原料配比和反应时间等因素对酯交换反应的影响,确定甲基丙烯酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)酯合成的适宜条件为:4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基与甲基丙烯酸甲酯摩尔比为1∶7、催化剂用量(4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基为0.1mol的情况下)0.3g、反应温度100～105℃、反应时间8h。上述条件下,产物收率可达65.86%以上。

液相色谱法测定MMA中的痕量阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基

采用 TRACOR-900系列液相色谱仪,以 Zorbax-ODS作色谱柱,甲醇-水为移动相,测定了甲基丙烯酸甲酯(MMA)中阻聚剂2,2,6,6-四甲基-4羟基哌啶-1-氧自由基(TMHPO·)的含量。用去离子水作萃取剂,用量为水/MMA=1/3(体积比),萃取5次。本方法最低检出量为70 ppb,相对误差<2.3％,分析周期6 min,可用于工业生产的分析监测。

4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的制备

阐述了一种新的氧化方法 ,即在二价金属盐 -过氧化氢 (3 0 % )氧化体系中 ,氧化 4 -羟基 -2 ,2 ,6,6-四甲基哌啶醇成4 -羟基 -2 ,2 ,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基 ,在 70℃下反应 1 0 h,产率 95

1-环己氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇的合成

对以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(ZJ-701)和环己烷为原料,叔丁基过氧化氢为氧化剂,CuCl_2·2H_2O为催化剂,通过O-烷基化反应合成1-环己氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇进行了研究。结果表明,较佳反应条件为:n(ZJ-701)∶n(TBHP)∶n(CuCl_2)∶n(环己烷)∶n(乙醇)=1∶9.6∶0.25∶13∶35,反应时间为9h,反应温度约65℃,较理想的提纯工艺为硼氢化物还原-减压蒸馏-重结晶。在以上条件下,目标产物的含量为98.49%,分离产率为52.0%。该工艺反应条件温和,产品含量及收率较高。

1-乙氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇的合成

以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(ZJ-701)和丁酮为原料,质量分数30%的H_2O_2为氧化剂,CuCl为还原剂,通过自由基反应合成了1-乙氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇,并通过红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱表征了其结构。结果表明,其较佳工艺条件为n(ZJ-701)∶n(丁酮)∶n(H_2O_2)∶n(CuCl)=1∶12∶5∶0.05,反应时间18h,反应温度30℃。在此条件下,产品的产率为56.5%,质量分数为98.91%。

4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基合成与精制新工艺研究

以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶为原料,双氧水为氧化剂、碱土金属氧化物为催化剂,去离子水为溶剂制备4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基阻聚剂。对合成的工艺条件进行了优化探索,结果表明:在反应温度75℃,时间8.5h,氧化剂滴速15mL/h,原料和氧化剂质量比1∶4,催化剂用量为原料的0.35%的条件下,合成的粗产物产率97.3%;为使工艺过程更加安全,反应结束后加入过渡金属氧化物分解未反应的氧化剂;由于粗产物中含有少量未反应的原料,根据产物和原料在溶剂中溶解度的不同,选择二氯乙烷和正己烷的混合溶剂进行结晶,产物纯度达到99.8%,达到德国默克公司的指标要求。

2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基对低温等离子辐射聚氨酯膜表面过氧自由基的研究

采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxyl radical,TEMPO)法,测定了经氧气低温等离子体处理后聚氨酯膜表面过氧自由基的浓度,探讨了等离子轰击时间、等离子放电功率、在空气中放置时间等因素对等离子体处理后自由基浓度的影响。在经测定获得的自由基浓度较高的条件下,引发聚氨酯与丙烯酸的接枝聚合,验证了TEMPO法的可行性,讨论了聚合时间对接枝率的影响。丙烯酸在聚氨酯膜表面的接枝共聚由扫描电子显微镜得到确认。在等离子放电功率为600W,放电时间为180s时所测定的自由基浓度最高,相应的接枝率较高。实验结果表明,TEMPO法是一种有效的测定自由基浓度的方法。

1-烷氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇的催化合成

以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(ZJ-701)和醇为原料,铜吡啶配合物为催化剂,30%过氧化氢为氧化剂,通过氧化和O-烷基化合成了几种1-烷氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇,通过核磁共振谱、红外光谱和质谱表征了其结构.结果表明:醇烷基对目标产物的合成有明显的影响,当碳数为3,且为直链(正丙醇)时,目标产物的产率最高,且易提纯.

1-环己氧基-4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶酮的合成与表征

受阻胺型含氮六元环烷氧胺是制备可用于聚丙烯纤维阻燃的优异阻燃剂的关键中间体。以2,2,6,6-四甲基哌啶酮(TMP)为原料,过氧化氢为氧化剂,氢氧化镁或负载Mg(Ⅱ)的离子交换树脂为催化剂,合成了2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基;以环己烷和2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基为原料,过氧化氢和七水合硫酸亚铁为氧化-还原引发体系,四丁基溴化铵为相转移催化剂合成了1-环己氧基-4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶酮。实验研究了合成工艺、催化剂和相转移剂对产率的影响。用电子自旋共振谱仪(ESR)、ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR和高效液相色谱(HPLC)对产物的结构和纯度进行了表征和测定。研究结果表明,在氮氧自由基的合成中,用负载型Mg(Ⅱ)催化剂有利于产物的分离。用环己烷代替环己基甲醛作原料具有明显的成本优势。

2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基促进的钒基催化剂催化苯直接氧化制苯酚

以钒基化合物为催化剂,在TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)存在下,能形成快速催化分子氧氧化苯制苯酚的催化体系.在反应过程中,由类似芬顿试剂反应过程生成的羟基自由基亲核进攻苯环,形成羟基环己二烯自由基;该羟基氢可在TEMPO存在的催化体系中消除,同时苯环氢可立即转移至氧原子而生成苯酚.在以[(CH3)4N]4-PMo11VO40为催化剂的体系中,反应1h苯酚收率可从不加TEMPO时的1.2%提高到8.4%;而以V-AlPO5为催化剂时,苯酚收率可从不加TEMPO时的5.0%提高到9.5%,且选择性均较高.

4-二茂铁甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基对活性氧的清除作用

目的研究一种新型稳定的4-二茂铁甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(FC-TEMPO)对活性氧的清除作用。方法用氯化硝基四氮唑蓝(NBT)还原法研究FC-TEMPO对超氧阴离子自由基(O2.-)的清除能力;用流式细胞仪和分光光度法研究FC-TEMPO对95-D肺癌细胞内活性氧、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响,同时采用噻唑蓝(MTT)法测定该化合物对癌细胞活力的影响。结果FC-TEMPO在体外能有效清除O2.-阴离子,并抑制肺癌细胞的增殖;同时该化合物能使95-D肺癌细胞内的活性氧含量下降,SOD和CAT酶的活性上升。结论通过体外和癌细胞实验表明,FC-TEMPO具有良好的清除活性氧的能力,并可能通过这种方式杀伤癌细胞。

合成1-环己氧基-4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶酮的新方法

环己氧基-4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶酮是合成具有优异阻燃性能的受阻胺类阻燃剂的关键中间体。研究在前人工作的基础上,探索新的工艺合成路线。先按已有的方法合成2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基,再以环己烷和2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基为原料,叔丁基过氧化氢和溴化铜为氧化-还原引发体系,四丁基溴化铵为相转移催化剂合成了1-环己氧基-4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶酮。用电子自旋共振谱仪(ESR)和电喷雾质谱仪(ESI-MS)对产物进行了相应表征。实验研究了反应工艺、金属催化剂和相转移催化剂对产率的影响,并对反应机理进行了探讨。研究结果表明,该合成方法的产率可达到82%。

4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基的合成

在乙醇溶液中,钨酸钠等组分为催化剂,以4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶为初始原料,双氧水氧化合成4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基,分别研究了原料配比、催化剂用量、反应温度等对合成反应的影响,确定了适宜的工艺参数。4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基的最适宜的工艺参数:n(4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶)∶n(双氧水)=1∶2.0,催化剂的用量为1.25g,反应温度为60℃。收率可达到92.05%以上,产品纯度98.5%。

铜吡啶配合物催化合成1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇

目前1-烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基化合物的合成主要是以醛酮法为主。醇法合成虽然醇价格便宜,但合成效率很低。为解决这一问题,本文对醇法合成工艺进行了深入探讨,并以乙醇和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(ZJ-701)为原料,30%过氧化氢为氧化剂,氯化铜和吡啶配合物为催化剂,通过氧化和自由基偶合合成了1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇,通过红外光谱、核磁共振谱和质谱表征了其结构。通过实验进一步优化了反应时间、温度等一系列合成条件。研究结果表明:当反应时间为12h,反应温度为78℃,n(ZJ-701)∶n(乙醇)∶n(H2O2)∶n(CuCl2)∶n(吡啶)=1∶39.25∶17.01∶0.034∶0.36时,产品产率最高,为60.6%,质量分数为98.8%,熔点为87~90℃。该方法具有原料乙醇便宜易得、反应条件温和、产品提纯容易等优点。

2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基在醇氧化研究中的应用

2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)作为有机小分子,形成的催化醇氧化反应体系相对传统醇氧化具有高效性、高选择性、反应条件温和等优点,可以解决传统醇氧化工艺中反应条件苛刻、成本高以及产生大量污染物的问题,是目前最具前景的醇氧化技术之一。本文综述了近年来关于TEMPO体系在催化醇氧化方面的相关研究进展,重点介绍了均相环境下过渡金属(铜、铁、钌等)参与和无过渡金属参与的TEMPO催化醇氧化,以及多相环境下的固载型TEMPO催化醇氧化,并根据催化反应效率、氧化成本、实际应用性等因素比较总结了均相催化和非均相催化两种类型催化氧化体系的优缺点。指出离子液体与TEMPO的耦合体系、廉价过渡金属掺杂的TEMPO体系和高稳定性碳基材料负载型TEMPO体系是该类型催化剂优化调控的目标与方向。

光稳定剂中间体2-氯-4,6-二(N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺基)-1,3,5-三嗪的合成研究

采用单因素法,以三聚氯氰、N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺和氢氧化钠为原料,二甲苯为溶剂,四丁基溴化铵为催化剂合成光稳定剂中间体2-氯-4,6-二(N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺基)-1,3,5-三嗪。结果表明该反应的最优工艺条件为第一阶段反应温度为5℃~8℃,反应时间2 h,第二阶段升温至60℃,反应时间5 h,原料物质的量之比n(三聚氯氰):n(N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺):n(氢氧化钠) = 1:2.15:2.15,催化剂四丁基溴化铵的用量0.20 g (相对0.05 mol三聚氯氰),产品产率为95.61%。

超声辅助2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基催化制备绿豆氧化淀粉及其结构与性质分析

以绿豆淀粉为原料,次氯酸钠为氧化剂,2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl,TEMPO)为催化剂在超声作用下制备绿豆氧化淀粉并对其结构性质进行分析。通过单因素试验,确定氧化淀粉制备最佳工艺条件为氧化剂物质的量与淀粉含有葡萄糖单元物质的量比1.5∶1、反应pH 8.5~9.0左右,在此工艺条件基础上研究超声处理对于氧化淀粉结构与性质的影响。结果表明:超声频率25 kHz时,淀粉氧化度最高,粒径最小;扫描电子显微镜观察结果显示,原淀粉颗粒光滑完整,氧化淀粉颗粒破碎缩小,表面出现孔洞及凹陷;傅里叶变换红外光谱结果显示在1613~1637 cm^-1出现了明显的羧基吸收峰,说明淀粉被成功氧化;X射线衍射结果显示与原淀粉相比,氧化淀粉的衍射峰及位置都没有变化,淀粉晶型未改变;淀粉经氧化后,黏度、粒径、Zeta电位、溶解度、透光率等性质发生较明显变化,利于绿豆淀粉的应用。

1-丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇的合成

以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(ZJ-701)和正丁醛为原料,质量分数30%的H_2O_2为氧化剂,CuCl为还原剂,通过O-烷基化反应合成了1-丙氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇,并通过红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱表征了其结构。结果表明,其较佳工艺条件为n(ZJ-701)∶n(正丁醛)∶n(H_2O_2)∶n(CuCl)=1∶3.56∶2.80∶0.045,烷基化反应温度20℃,烷基化反应时间12h。在上述条件下合成的产品通过重结晶,产品的质量分数可达96.6%,熔点为61～62℃,分离产率超过69%。

亚磷酸三(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)酯的合成及表征

对以1-环己氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇(简称CHPOL)和三氯化磷为原料,合成亚磷酸三(1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)酯进行了研究,并通过IR、~1H NMR、^(13)C NMR和^(31)P NMR表征了其结构。其较佳的合成工艺条件是:氯仿为溶剂,三乙胺为缚酸剂,n(PCl3)∶n(CPOL)∶n(三乙胺)=1∶3∶9,反应时间为8h,反应温度为30℃。在此条件下,产品的摩尔分数为98.04%,磷收率为68.57%。

亚磷酸三（1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基）酯的合成

以1-甲氧基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶醇(简称哌啶醇)和三氯化磷为原料,合成亚磷酸三(1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶)酯,并通过IR、1H NMR、13C NMR和31 P NMR对产品结构进行了表征。结果表明,其较佳的合成工艺条件:三乙胺为缚酸剂,氯仿为溶剂,n(PCl 3)∶n(哌啶醇)∶n(三乙胺)=1∶3.00∶4.50,在30℃反应8 h。在此条件下,目标产物的收率为83.36%,磷摩尔分数大于99%。