以丙烯酸甲酯、六水合哌嗪为原料,在氧化石墨烯的催化下经迈克尔加成反应合成了一种哌嗪类防老剂哌嗪-1,4-二丙酸二甲酯。接着,将这种哌嗪类防老剂与哌啶类防老剂1,2,2,6,6,-五甲基哌啶醇在甲醇钠的催化下经酯交换反应得到哌嗪-1,4-二丙酸二-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯,这种防老剂与橡胶有良好的相容性,提高了它在橡胶中的持久性,从而提高了抗老化效果。从经济效益出发,考察了原料摩尔配比、催化剂添加量、反应时间和反应温度对该反应的影响。通过反复试验、优化,确定了反应的工艺条件:在有3A分子筛存在的无水甲苯溶液中,以甲醇钠为催化剂,其添加量为反应物总质量的2%,n(哌嗪-1,4-二丙酸二甲酯):n(五甲基哌啶醇)=1:2.2,150℃下反应12 h,产物收率为92%。采用核磁共振波谱(1H-NMR,13C-NMR)、液相-质谱联用、红外吸收光谱和元素分析对所合成物质的结构进行了表征。此外,还通过热分析考察了物质的热稳定性。为评价哌嗪-1,4-二丙酸二-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯的防老性能,将其添加至天然硫化橡胶中,并测定了不同防老剂含量和不同老化时间下老化前后力学性能的变化,并与商业应用的Tinuvin770进行了比较。结果表明哌嗪-1,4-二丙酸二-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯对天然橡胶的防护效果更好。