杯芳烃-新型有机材料光稳定剂.pdfVIP

中国化学会第六届应用化学学术会议论文集1999．10．常州 209 杯芳烃一新型有机材料光稳定剂 洪学传① 冯亚青⑦ 李熙风陈宏亮周立山 (天津大学化I学院，天津，30()072) 摘要杯芳烃是一类新型大环化合物，本史介绍了杯芳烃化台物的合成及研究进展，并根据其独特结构特征，讨 论了作为新型光稳定剂在有机材料方面的应用及光稳定机理。 关键词杯芳烃合成光稳定剂稳定剂应用 后的第三代新型主体化合物。它的出现与酚醛树脂的研究密切相关，40年代，奥地利化学家瑚ois．zinke等 设想用对位取代的酚代替苯酚来研究与甲醛的反应，得到的却不是预想的线型酚醛树脂，而是一种不溶的高 Gutsche通过系统深入的研究，使这类化合物的一步合成法有了突破性进展。伴随着主客体化学的迅猛发 展，杯芳烃再次引起了人们的广泛注意，现在已开发出多种工业用 途f”5|。 杯芳烃(p—tert—butylcalix【n]arene)的结构呈杯状，杯底是 紧密而有规律排列的酚羟基，杯盖是疏水的R基，形成独特的可 调空穴结构，是螯合和输送阳离子的理想平台。对其杯底或杯盖 进行化学修饰可以制备大量具有独特性能的功能衍生物[6’“。可 R R 广泛应用于相转移催化剂、模拟酶催化反应、分子识别、粘合剂涂 料、有机材料(塑料、橡胶等)稳定剂、铀和铯的提取及中性离子的 分离等领域【8—10J。 1杯芳烃的合成 杯芳烃的合成可分为一步法和多步法1q11·1“。一步合成法 x=1，3。5 指酚类化合物与甲醛或多聚甲醛在酸、碱的催化下，通过改变溶 图l 剂、碱的种类及碱的浓度等反应条件合成不同环数(酚环结构单元 杯芳烃的合成大多采用一步法f1～3I。 +HCH0 caIix【 (n珥，6，8) 1 Scheme 盏棼莩鸯莉嚣暴襞誊稳定剂的合成及稳定性研究口 210 中国化学会第六届应用化学学术会议论文集1999．10．常州 2杯芳烃在有机材料方面的应用 有机材料的光、热、氧稳定性是影响其应用性能的主要因素。添加光稳定剂是解决有机材料稳定性常用 的、简单易行的方法。挥发性或介质抽提性又是影响光稳定剂稳定效果的重要因素。一般来说．低分子量光 矧攀蜀．； 稳定剂易挥发且耐抽提性差，在有机材料的加工应用中常常导致稳定性下降，聚合性高分子量光稳定剂由乎 分子量难控制又经常导致最终产品性能的差异。多功能单体型高分子量光稳定剂是目前开发研究的主要方 阿之一。杯芳烃的开发为解决这一问题提供了一条重要途径。杯芳烃可用作高分子聚合物尤其是聚乙烯、 1 烯烃共聚物、聚氨酯和脚玛等的光稳定剂。 ， 2．1杯芳烃光稳定机理[13] t 对叔丁基杯[n]芳烃(n=4、6、8)在紫外光线照刹．能发生自氧化作用，同时它也可以被过氧化物氧化 (scherne2)。氧化产物与母体杯芳烃相比是一种更为有效的光稳定剂。杯芳烃氧化物属于二苯甲酮类紫外 线吸收剂，它对整个紫外光区几乎都有吸收作用。杯芳烃氧化后形成的羰基氧与苯环上邻位的羟基氢之间 形成分子内氢键，构成了一个螯合环。当其吸收紫外光能后，分子发生热振动，氢键被破坏，螯合环打开，这 样就把有害的紫外光变成无害的热能释放出来，而且羰基也会被激发而产生互变异构现象，生成了烯醇式结 构。叉可消耗一部分能