二苯甲酰甲烷及其衍生物的合成新方法与性能研究

摘要

紫外线是一种高能电磁波，长时间暴露在紫外线下，人体皮肤会发生病变，严重时甚至引发皮肤癌。随着工业的迅速发展，臭氧层遭到的破坏日益严重，以致到达地面的紫外线辐射量逐渐增加，对人们的危害也越来越大。因此，研制能抵制紫外线，并能应用于人们的日常生活中的紫外线吸收剂，具有重要意义。二苯甲酰甲烷类是目前公认的安全性较高的紫外线吸收剂。 目前，绿色化学越来越受到人们的重视。原子利用率高且对环境友好的合成方法成为化学工作者研究的热点。微波辐射由于其独特的作用机理，使有机合成化学反应可以在短时间内高产率地完成，且操作简单，因此是一种理想的加热方式。本文以绿色化学为指导原则，采用微波辐射对二苯甲酰甲烷类紫外线吸收剂的合成进行研究，具体如下； （1）以对叔丁基甲苯为起始原料，在微波辐射的照射下，相转移催化环境友好地氧化合成了对叔丁基苯甲酸。系统考察了各因素对反应的影响，实验结果表明：以苄基三乙基氯化铵（BTEAC）为相转移催化剂，对叔丁基甲苯与高锰酸钾的摩尔配比为1：1.5；反应功率为660W；反应时间为50min，所得产率为82.6％。产物的结构用IR、1HNMR进行了表征。 （2）在微波辐射下，以浓H2SO4为催化剂，对叔丁基苯甲酸、无水甲醇为酯化原料，合成了对叔丁基苯甲酸甲酯，其中采用单因素考察了对叔丁基苯甲酸甲酯合成的因素影响。实验证明，在微波辐射下，以浓H2SO4为催化剂时，酯化反应较传统方法产率更高、产物更纯。产物结构用IR、1HNMR进行了表征。 （3）芳香酮与芳香酯，在强碱作用下发生Claisen缩合，合成了5个二苯甲酰甲烷结构的化合物。并正交设计法，系统考察了主要产物（4-叔丁基-4′-甲氧基二苯甲酰甲烷）合成的影响因素。通过IR、1HNMR、MS对这些产品的结构进行了表征。 （4）按国家标准对这5个目标产物的紫外-可见光谱进行了测定，并且按它们在紫外光区吸收的波段不同进行复配，测定复配物的紫外线吸收性能。 结果表明，相较于传统加热方法，微波辐射进行充分的内部加热，反应物不易碳化，提高原子利用率，使反应速率大大加快，极大地缩短反应时间，提高了反应效率，是一种绿色高效的合成方法。合成所得的5个化合物的分别在紫外线A、B波段有较好的吸收，相互组合复配得到的复合物能吸收包括UV-A和UV-B在内的紫外线，是一种良好的紫外线全波段吸收剂。