制备尿烷(甲基)丙烯酸酯的方法_2

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, 315 和 320〇
[0052]例如在来自OMGBorchersGmbH,Langenfeld,德国的Bo.rclli酸:Kat0245 中还可 能涉及不同金属的混合物。
[0053] 然而,特别优选新癸酸铋、新癸酸锌、2-乙基己酸锌和2-乙基己酸铋。
[0054] 可以通过存在酸,例如如EP2316867A1所述pKa〈2. 5的酸或如W0 04/029121A1 所述或pKa为2. 8-4. 5的酸而进一步提高催化剂活性。优选使用pKa不大于4. 8,更优选不 大于2. 5的酸。
[0055]组分(A)和(B)的反应优选在50-150°C,优选70-130°C的温度下在3-48小时,优 选5-36小时内在搅拌或栗送循环下进行。
[0056] 组分(A)和(B)以优选为1:1. 5-3,更优选1:1. 8-2. 5,非常优选1:2-2. 3,更具体 为1:2的所需化学计量比(m〇l:m〇l)相互混合并加热。还可以将组分(A)引入以开始并仅 在加热过程中或加热之后加入(B)。
[0057] 在加热之前、之中或之后,将任选分成两份或更多份的催化剂(C)加入该混合物 中。
[0058] 还可以首先使组分(A)仅与部分化合物(B)反应,并在随后的时间点将剩余化合 物(B)加入该反应中。
[0059] 优选将所有三种组分(A)、(B)和(C)相互混合并一起加热和反应。
[0060] 催化剂(C)通常基于组分(A)和⑶的总和以0. 001-2重量%,优选0. 005-1. 5 重量%,更优选〇. 01-1,非常优选〇. 01-0. 5重量%的量加入反应混合物中。
[0061 ] 任选可以但不太优选在至少一种溶剂存在下进行该反应。
[0062] 该类溶剂的实例是芳族(包括烷基化苯和萘)和/或(环)脂族烃类及其混合物, 氯代烃类,酮类,酯类,烷氧基化链烷酸烷基酯,醚类或这些溶剂的混合物。
[0063] 优选的芳族烃混合物是主要包含(:7_(:14芳烃且可以横跨110-300°C的沸程的那 些,特别优选甲苯,邻_、间-或对二甲苯,三甲基苯异构体,四甲基苯异构体,乙苯,枯稀,四 氢萘以及包含它们的混合物。
[0064] 其实例是来自ExxonMobilChemical的 SolveSSO? 产品,特别是 SolveSSO? 100(CASNo. 64742-95-6,主要是(:9和Ci。芳烃,沸程约 154-178°C),150(沸程约 182-207°C)和 200(CASNo. 64742-94-5),还有来自Shell的She丨丨S〇l? 产品,来 自PetrochemCarless的 :奴⑩(例如GaromaX? 18)和来自DHC的 Hydrosol(例如Hydr〇S〇l?A170)。由链烷烃、环烷烃和芳烃构成的烃混合物也以 名称Kristalloel(例如Kristalloel30,沸程约 158-198°C或KristallSl60:CAS No. 64742-82-1),石油溶剂(例如同样为CASNo. 64742-82-1)或溶剂石脑油(轻质:沸程 约155-180°C,重质:沸程约225-300°C)市购。该类烃混合物的芳烃含量通常大于90重 量%,优选大于95重量%,更优选大于98重量%,非常优选大于99重量%。可行的是使用 具有特别降低的萘含量的烃混合物。
[0065] (环)脂族烃类例如为十氢萘,烷基化十氢萘以及线性或支化链烷烃和/或环烷烃 的异构体混合物。
[0066] 脂族烃含量通常小于5重量%,优选小于2. 5重量%,更优选小于1重量%。
[0067] 酯类例如为乙酸正丁酯、乙酸乙酯、乙酸1-甲氧基丙-2-基酯和乙酸2-甲氧基乙 酯。
[0068] 醚类例如为THF,二兮恶烷以及乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二 醇的二甲基醚、二乙基醚或二正丁基醚。
[0069] 酮类例如为丙酮、二乙基酮、乙基甲基酮、异丁基甲基酮、甲基戊基酮和叔丁基甲 基酮。
[0070] 优选的溶剂是乙酸正丁酯、乙酸乙酯、乙酸1-甲氧基丙-2-基酯、乙酸2-甲氧基 乙基酯以及还有其混合物,尤其是上述芳族烃混合物,更具体为二甲苯和So丨vesso?100 的混合物。
[0071] 该类混合物可以以5:1-1:5,优选4:1-1:4,更优选3:1-1:3,非常优选2:1-1:2的 体积比配制。
[0072] 优选实例是乙酸丁酯/二甲苯,1:1乙酸甲氧基丙酯/二甲苯,1:1乙酸丁酯/溶 剂石脑油 1〇〇,1:2 乙酸丁酯/Solvesso? 100 和 3:lKristalloel30/S:hells〇l?A。
[0073] 优选乙酸丁酯、乙酸1-甲氧基丙-2-基酯、甲基戊基酮、二甲苯和SSolvessp? 100。
[0074] 通常必要且优选的是在至少一种稳定剂存在下进行该反应,以对抗组分(A)的自 由基聚合,该稳定剂优选为氢醌单甲醚和/或吩噻嗪。然而,还可以使用对于稳定(甲基) 丙烯酸酯以防自由基聚合而言已知的其他稳定剂。
[0075] 第一反应步骤在内酯(B)基本反应,优选至少90%,更优选至少95%,非常优选至 少97 %,更具体至少98 %反应时结束。
[0076] 可以将未反应的内酯(B)和任选使用的溶剂从反应混合物中除去,优选通过蒸馏 除去,但在优选实施方案中将由第一步得到的反应混合物直接用于第二步与组分(D)的反 应中。
[0077] 可以优选通过冷却终止第一步的反应。在该形式中可以将反应混合物储存并可以 在稍晚的时间点随后用于第二步中。
[0078] 然后在第二反应步骤中使由第一步得到的反应混合物与组分(D)反应。
[0079] 组分(D)为至少一种,优选正好一种脂环族或不对称脂族二异氰酸酯。
[0080] 脂环族二异氰酸酯是那些其中至少一个异氰酸酯基团键于环状非芳族环体系的 二异氰酸酯。
[0081] 脂族二异氰酸酯是其中两个异氰酸酯基团各自键于不为环体系的一部分的sp3杂 化碳原子的那些。
[0082] 不对称脂族二异氰酸酯是那些其中异氰酸酯基团通过二价有机基团连接的脂族 二异氰酸酯,该二价有机基团不具有垂直于连接有两个异氰酸酯基团的轴的对称平面。
[0083] 优选的脂环族二异氰酸酯为1,4_、1,3-或1,2-二异氰酸酯基环己烷,4, 4' -或 2, 4'-二(异氰酸酯基环己基)甲烷,二(异氰酸酯基甲基)双环[2· 2· 1]庚烷(NBDI), 1-异氰酸酯基-3, 3, 5-三甲基-5-(异氰酸酯基甲基)环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯), 1,3-或1,4-二(异氰酸酯基甲基)环己烷或2, 4-或2, 6-二异氰酸酯基-1-甲基环己烷, 还有3 (或4),8 (或9)-二(异氰酸酯基甲基)三环[5. 2. 1. 02·6]癸烷异构体混合物。
[0084] 优选的不对称脂族二异氰酸酯是赖氨酸二异氰酸酯的衍生物,或四甲基苯二亚甲 基二异氰酸酯,三甲基己烷二异氰酸酯,或四甲基己烷二异氰酸酯。
[0085] 特别优选的化合物(D)是异佛尔酮二异氰酸酯,4, 4'-二(异氰酸酯基环己基) 甲烷以及2, 2, 4-和2, 4, 4-三甲基己烷二异氰酸酯;非常特别优选二(异氰酸酯基环己基) 甲烷,2, 2, 4-和2, 4, 4-三甲基己烷二异氰酸酯,尤其是4, 4'-二(异氰酸酯基环己基)甲 烷。
[0086] 二环己基甲烷-4, 4'-二异氰酸酯可以以各种顺式和反式异构体的混合物形式存 在且还可以包含一定比例的2, 4'-二(异氰酸酯基环己基)甲烷。
[0087] 对本发明而言,可以不仅使用那些通过光气化相应胺而得到的二异氰酸酯,而且 使用那些不使用光气,即通过无光气法制备的二异氰酸酯。因此,所得二异氰酸酯通常具有 非常低比例或甚至不可测量比例的氯代化合物,并且这代表了例如在电子工业中应用的优 点。
[0088] 在本发明的一个实施方案中,所用异氰酸酯具有的可水解氯含量小于lOOppm,优 选小于50ppm,更具体小于30ppm,尤其小于20ppm。这例如可以使用ASTM说明书D4663-98 测量。总氯含量例如小于lOOOppm,优选小于800ppm,更优选小于500ppm(在水解之后由银 量滴定法测定)。
[0089] 第二反应步骤在就来自第一步的反应产物中的羟基与组分(D)中的异氰酸酯基 团之比而言为1. 2:1-1:1. 2,优选1. 1:1-1:1. 1,更优选1. 05:1-1:1. 05,非常优选1:1的化 学计量下进行。
[0090] 第二步中的反应在优选40-100°C,更优选50-90°C,非常优选60-80°C下进行。
[0091] 对于该步骤,使来自第一反应步骤的反应混合物达到所需温度并将组分(D)分两 次或更多次引入,或者优选一次引入。
[0092] 通常且优选存在于来自第一步的反应的反应混合物中的催化剂(C)也足以催化 异氰酸酯基团和羟基之间的反应。如并非如此,则随后可以计量加入进一步的催化剂(c)。
[0093] 反应继续至NC0值降至低于1重量%,优选低于0.5重量%,更优选低于0.3,非常 优选低于〇. 2,更具体低于0. 1重量%。
[0094] 若该反应在溶剂存在下进行,则现在可以分离出该溶剂,优选通过蒸馏。
[0095] 可以但通常并非必要的是将催化剂从所得反应混合物中除去。
[0096] 其除去例如可以通过洗涤或过滤进行。
[0097] 为此将反应混合物在洗涤设备中用浓度为5-25重量%,优选5-20重量%,更优选 5-15重量%的碱的水溶液中和,所述碱如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢 钾、氢氧化钙、氨水或碳酸钾,其可以任选与5-15重量%氯化钠、氯化钾、氯化铵或硫酸铵 混合,中和优选用氢氧化钠水溶液或氢氧化钠/氯化钠水溶液进行。
[0098] 洗涤例如可以在搅拌釜或其他常规设备如塔或混合沉降器设备中进行。
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