2,2,6,6-Тетраметилпиперидиламиды насыщенных карбоновых кислот в качестве свето-,термостабилизаторов ударопрочного полистирола Советский патент 1987 года по МПК C07D211/58 C08K5/34 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно-к 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламидам н сьпденных кислот, которые могут применяться в качестве свето-, термост билизаторов ударопрочного полимера. Известны 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламиды 2,2,6,6-тетраметиппипери диламинокарбоновых кислот, используемые в качестве свето-, термостаб лизаторов полипропиленового и полиамидного волокон. Целью настоящего изобретения являются новые 2,2,6,6-тетраметилпипе ридиламиды насыщенны: : карбоновых аминокислот, которые могут применят ся в качестве высокоэффективных све то-, термостабилизаторов ударопрочн го полистирола. Указанная цель достигается 2,2, 6,6-тетраметилпиперидиламидами карб .новых кислот общей формулы . НзССНз (СН2)„ / о LHjC СНз а) при и О Б -NH -N о б) при и В - Ш1СН2-- -1ЯН-( О- , |В) при и или 2 « -Окоторые получают взаимод.л1ствием 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпипериди (АТАА) с низшими эфирами карбоновых кислот при температуре 160-210 С с одновременной отгонкой выделяющего низшего спирта. 2 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламиды карбоновых кислот представляют собой белые кристаллические порошки, растворимые в большинстве органических растворителей. В ИК-спектрах предлагаемых соединений содержатся полосы поглощения при 1630-1685 ( , Амид 1); 3230-3390 см (-JN-H Амид Л); 34053440 см (м-н ), подтверждающие их строение. Пример 1. 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламид циклогексиламиноуксусной кислоты (АТ-12). В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл, снабженную мешалкой, термометром, насадкой Вюрца и нисходящим холодильником, загружают 15,62 г (0,1 г-мол) АТАА и при перемешивании прикапывают 18,39 г (0,1 г-мол) этилового эфира циклогексиламиноуксусной кислоты. По окончании прикапывания содержимоё колбы нагревают до 195-210с и вьщерживают в течение f,5-2 ч с одновременной отгонкой выделяющегося этанола. После охлаждения до реакционную массу заливают 100 мл толуола и охлаждают до -5 - О С. Выпавший продукт отфильтровывают, промывают толуолом и сушат. Выход целевого продукта составляет 17,64 г (60% от теоретического, считая на этиловый эфир циклогексиламиноуксусной кислоты), т.пл. 8384° С. Элементный состав: С , Н j N,0. Вычислено, %: С 69,09; Н 11,26; N 14,23. Найдено, %: С 68,98; Н 11,56; N 14.08. П р и м е р 2. 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламид морфолиноуксусной кислоты (AT-13). Аналогично примеру 1, из 15,62 г (0,1 г-мол) АТАА и 17,28 г (0,1 г-мол) этилового эфира морфолиноуксусной кислоты получают 14,9 г {52,6% от теоретического, считая на этиловый ЭФИР моофолиноуксусной кислоты) 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламида морфолиноуксусной кислоты с т.пл. 103-104С (толуол). . Элементный состав: . Вычислено, %: С 63,57; Н 10,31; N 14,83. Найдено, %: С 63,74; Н 10,28; N . П р и м е р 3. 2,2,6,6-тетрамети пиперидиламид пиперидиноуксусной кислоты (AT-14). Аналогично примеру 1,.из 62,48 г (0,4 г-мол) АТАА и 68,34 г (0,4 г-мол) этилового эфира пиперид ноуксусной кислоты получают 94,2 г i(80,6% от теоретического, считая на этиловый эфир пиперидиноуксусной ки лоты) целевого продукта с т.пл. .7678 с. Элементный состав: ,, N,0. Вычислено, %: С 68,28; Н 11,10; N 14,93. Найдено, %: С 68,61, Н 10,91; N 14,83. . . . П р и м е р 4. 2,2,6,6-тетрамети пиперидиламид анилиноуксусной кислоты. Аналогично примеру 1, из 23,44 (0,15 г-мол) АТАА и 26,7 г (0,15 г-мол) этилового эфира анилин уксусной кислоты получают 41,3 г (82,17% от теоретического, считая на этиловый эфир анилиноуксусной ки лоты) целевого продукта с т.пл. 173-174с (изо-пропанол) . Элементный состав: С,, . Вычислено,%: С 70,55; Н 9,40; N 11.06. Найдено, %: С 70,34; Н 9,96; N 11.68. П р и м е р 5. N,N -бис-(2,2,6,6 тетраметилпиперидил)-ацетамид пиперазина (). Аналогично примеру 1, из 31,25 г (0,2 г-мол) АТАА и 25,75 г (0,1 г-мо диэтилового эфира пиперазинодиуксусной кислоты получают 37 г |(27,08% от теоретического, считая на этиловый эфир пиперазинодиуксусной кислоты) целевого продукта с т.пл. 230-230,5°С(толуол). Элементный состав: . Вычислено, : С 65,23, Н 10,52; N17,55. Найдено, %: С 65,30, Н 10,60; N 17,78. 6. 2,2,6,6-тетрамети Пример пиперидиламид циклогексиламинопропионовой кислоты (). Аналогично примеру 1, из 34,38 г (0,2 г-мол) АТАА и 37,05 г (2 г-мол метилового эфира циклогексиламинопро пионовой кислоты при температуре 170 185°С в течение 3 ч получают 26,7 г (43,2% от теоретического, считая на метиловый эфир циклогексиламинопропионЪвой кислоты) целевого продукта с т. пл. 121-123°С. Элементный состав: . Вычислено, %: С 69,55; Н 11,32; N 13,43. Найдено, %: С 69,85; Н 11,4; N 13,58. П р и м е р 7. N,к-бис-(2,.2,6,6тетраметилпиперидил)-пропионамид пиперазина (АТ-31). . Аналогично примеру 6, из 25,8 г (О,1 г-мол) диметилового эфира пиперазинодипропионовой кислоты и 34,38 г (0,22, г-мол) АТАА получают 17,2 г (33,94% от теоретического, считая на диметиловый эфир пиперазинодипропио- новой кислоты) целевого продукта с т.пл. 160-162°С. Элементный состав: . Вычислено, %: С 66,64; Н 10,71; N 16.01. Найдено, %: С 66,36; Н 10,74; N 16,58. и р и м е р .Ь. 2,2,6,6-тетраметилП р им е р .8, пиперидиламид бензиламинопропионовой кислоты (АТ-32). Аналогично примеру 6, из 57,.99 г (0,3 г-мол) метилового эфира бензиламинопропионовой кислоты и 50,00 г (0,32 г-мол) АТАА получают 53,77 г (51,2% от теоретического, считая на етиловый эфир бензиламинопропионовой ислоты) целевого продукта с т.пл. 132-134°С. Элементный состав: ,. Вычислено, %: С 70,92; Н 9,68; 13,71. Найдено, %: С 71,81; Н.9,84; 13,24. П р и м е р 9. 2,2,6,6-тетраметилиперидиламид N-морфолинопропионовой ислоты (АТ-33). Аналогично примеру 6, из 17,32 г 0,1 г-мол) метилового эфира N-морфоинопропионовой кислоты и 17,9 г 0,11 г-мол) АТАА получают 13,5 г 45,4% от теоретического, считая на етиловый эфир N-морфолинопропионовой ислоты) целевого продукта с темпераурой плавления 82-83 С. Элементный состав: C,gH,,. Вычислено, %: 64,52; Н 10,72; 14,29. Найдено, %: С 64,61; Н 10,50; П р и м е р 10. 2,2,6,6-тетраметилиперидиламид N-пйперидинопропионоой кислоты (АТ-34).

Аналогично примеру 6, из 34,24 г (0,2 г-мол) метилового эфира N-пиперндинопропионовой кислоты и 34,38 г (0,22 г-мол) АТАА получают 29,3 г (49,6% от теоретического, считая на метиловый эфир N-пиперидинопропионовой кислоты) целевого продукта с т. пп. ПЗ-ПЛ С.

Элементный состав: C,j H,N,0.

Вычислено, %: С 69,47; Н 11,84; N 14,63.

Найдено, %: С 69,10; Н 11,26; N 14,22.

Пример 11. Готовят композицию, состоящую из ударопрочного полистирола с добавкой 0,5 мае.ч. стабилизаторов. Из полученных композиций готовят 5% бензольный раствор. После полного растворения полимера и стабилизатора в бензоле методом полива на целлофановую подложку, ограниченную стеклянным кругом, отливают пленки.

Для сравнения готовят аналогичные композиции с Тинувином П, а также пленки полимера без стабилизатора. Полученные пленки толщиной 70 мкм облучают нефильтрованным УФ-светом лампы ПРК-2 в среде воздуха.

В процессе старения отбирают пробы и определяют деструкции полимера методом ИК-спектроскопйи по накоплению карбонильных групп в области 1600-1800 сохранению количества двойных связей в области 8001000 см в процессе УФ-облучения.

Втаблице 1 представлены результаты испытаний.

Из данных приведенных в табл.1, видно, что все исследованные соединения являются светостабилизаторами ударопрочного полистирола.

Высокой светостабилизирующей эффективностью обладают соединения АТ-34, АТ-15, AT-I4, АТ-16, АТ-33, AT-30, которые в 1,5 раза превосходят Тинувин П.

Соединение АТ-31 по светостабилизирующей эффективности находится на уровне Тинувина П, а соединение АТ12, АТ-13,АТ-32, несколько превосходят по эффективности Тинувин П.

Пример 12. Образцы пленок ударопрочного полистирола в присутствии 0,5 мае.ч. стабилизаторов готовят по методу, указанному в примере 11. Для сравнения готовят аналогичные композиции с Полигардом и пленки из нестабилизированного полимера.

Пленки толщиной толщиной 70 мкм подвергают термостарению при температуре 120 С в среде воздуха с последующим отбором проб и снятием ИК-спектров поглощения в области 1600-1900 , в области 9001000 .

Из полученных данных, приведенных в табл.2, видно, что все исследованные соединения являются термостабат лизаторами ударопрочного полистирола, значительно превосходящие по эффек-. тивности Полигард.

Высоким термостабилизирующим эффектом обладают соединения АТ-15, АТ-16. Несколько им уступают по эффективности соединения АТ-32, АТ-33, АТ-34, AT-12 и затем соединения АТ30, AT-I3, АТ-14.

Лишь соединение АТ-31 по термостабилизирующей эффективности уступает всем исследованным соединениям и находится на уровне Полигарда.

Таким образом, все исследованные соединения могут быть использованы для свето- и термостабилизации ударопрочного полистирола.

В отличие от указанных соединений новые 2,2,6,6-тетраметилпиперидиламиды аминокарбоновых кислот являются высокоэффективными неокрашивающими свето-, термостабилизаторами полистирольных пластиков.

.

|.

г, см

л

Г Г

о чО

о

ш см

« I

IN «М СМ см

«N ГМ

tN

о

(М

U1 - о VD fO О

ON ел СМ - П ri 04

см «

1Л-vOOOtO O-sfincO

CMCO«MniAcMin «j.t.u

in

r

CO oi t - о о

r ro m CM Ю -ем u 1Л vo -

2,2,6,6-Тетраметилпиперидиламиды насьвценных карбонЬвых кислот общей формулы НзС.СИз у HN -1ШС(СНг)п Vf ло m CHj а) при и Щ -IMH-/ О/- -Ъ1 О / б) при и ) О/ / (Л -N О -TST в) при и или 2 в качестве свете-, термостабилизато00 ров ударопрочногополистирола. 4;: 00

О (Л

О чО

о о

in

сэ

CM

о

о r

vO

ig

Ш1пт«э-г см- г Л1ПО

4t4D4Dt- vOinr tMvOr C

00 r r

о

CM

r r in en OO OO . vO

OO - CO r 00

CT

ooooooooooo ooooooooooo

слсоел - чо - (yif- r--4OinvOvOO r OlO

Or r - ШчОШГ ОЧ

М«ъм«1 « ««

чО f CO

CM л -

« CO vOvOinc in «in

r

гоОсмг Оч -

Mв,««««k « ««

1ПЩ1П- СМ- - Т « «1

ln OvDOO coo coчO а-слс мсмгосчшслсмсч

ОО1вчО1ПОО в cTCvT --CMCMCM CMCM-

«M «

о -

n M n

«--- - €

s4 5 a

5 52 5S

. о - ( e - - -

r«. CO