Page 185 - 《精细化工》2020年第1期

第 1 期 李朝明，等: 3,6-二叔丁基咔唑在Ⅱ类基础油中的抗氧化性能 ·171·

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的伸缩振动，721 cm 为烷基碳氢链的伸缩振动峰
（且—CH 2 数目大于 4）。通过与专利文献[23]中的
标准谱图对比，可以确定合成的物质为目标产物Ⅲ，
并由此可以推断出主要产品的结构式为：
表 2 反应物比例对反应的影响
Table 2 Effect of reactant ratio on the reaction
n(咔唑)∶n(氯代叔丁烷)

1.0∶1.7 1.0∶1.8 1.0∶1.9 1.0∶2.0 1.0∶2.1 1.0∶2.2

Y GC/% 87 90 93 94 90 84
2.5 抗氧化性能的评价
由表 2 可以看出，过量的氯代叔丁烷会使咔唑
2.5.1 DSC 动态法测定抗氧剂的抗氧化性能
发生多个位置的取代，导致目标产物的收率降低，
用 DSC 动态法测定抗氧剂的抗氧化性能，首先
因此，本实验选取的反应物比例为 n(咔唑)∶n(氯代
通过 DSC-TGA 图像定性地分析抗氧剂的抗氧化性
叔丁烷)=1.0∶2.0。
能，然后通过外延法对 DSC-TGA 图像进行处理得
2.3 核磁共振分析
到起始氧化温度、温峰等氧化特性数据，用起始氧
通过硅胶柱层析法分离粗产物得到产物Ⅰ，分
1
离收率为 53%。用 HNMR 和 13 CNMR 对产物的结 化温度定量地描述了抗氧剂的抗氧化性能。DSC 图
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构进行了表征。产物Ⅰ HNMR (400 MHz, CDCl 3 ), δ: 的具体处理步骤如图 2 所示。首先对 DSC 曲线求导，
8.07 (s, 2H), 7.85 (s, 1H), 7.46 (d, J=8.5 Hz, 2H), 7.33 得到其导数曲线，标记为 D-DSC 曲线，然后在其主
13
(d, J=8.5 Hz, 2H), 1.45 (s, 18H); CNMR (100 MHz, 氧化峰（DSC 曲线上的第一个峰）前沿斜率最大处
CDCl 3 ), δ: 142.22, 138.03, 123.51, 123.33, 116.17, 做切线，该切线与 DSC 曲线基线的交点即为测试样
109.97, 34.69, 32.04。
品的起始氧化温度 θ 0 ，θ p 为峰温。图 2 中Ⅱ类基础
从 H 谱和 C 谱可知苯环上有两个位置被取代，
油的 θ 0 为 193.2 ℃，θ p 为 278.5 ℃。
两个位置分别位于两个苯环上且位置对称，结合 H

谱的化学位移和峰型可以用排除法确定两个取代发
生的位置。根据 H 谱峰型，假如取代的位置是在 1
位和 8 位或者 4 位和 5 位，那么苯环上剩余的 3 对
氢的峰型都是双峰或多重峰，而实际上 H 谱却有一
个单峰，所以排除这种情况；根据 Bonesi 等 [22] 对咔
唑分子碳上的静电荷分布的计算，其中 C3、C6 的
电子云密度比 C2、C7 大，更易取代，排除 2 和 7
位的取代。因此该物质为 3,6 二叔丁基咔唑。
2.4 红外光谱（FTIR）分析

用红外光谱仪测定了合成的 MoE 的分子结构，
图 2 Ⅱ类基础油的 DSC 动态法测试结果
得到图 1。 Fig. 2 DSC result of group Ⅱ base oil in dynamic test

同样，该分析方法也适用于油样的 TG 曲线，
结果见图 3。

图 1 MoE 的红外光谱图
Fig. 1 FTIR spectrum of organic MoE
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图 1 中，波数 1742 和 1170 cm 为羰基（C==O）
的伸缩振动峰，1622 cm –1 为胺酯（C==O）的伸缩 图 3 Ⅱ类基础油的 TG 测试结果

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振动峰，1066 cm 左右表示化合物中胺基（C—N） Fig. 3 TG result of group Ⅱ base oil