涂料组合物和由其制备的可低温固化涂层及其用图_3

文档序号:9793391阅读:来源:国知局
或甲基;
[0101] r5表示氨;
[0102] r6表示氨;
[0103] 护如果存在的话表示C1-C4烷基;
[0104] R8如果存在的话表示C1-C4烷基。
[0105] 式I化合物通常通过下文中更详细地阐述的方法制备,其中使通式II的化合物与 通式ΠΙ的化合物反应:
[0106]
[0107]在式II中,L'表示氨或者径基保护或氨基保护基团,例如C1-C4烷基幾基。变量A、X、 Rl、R2和R3具有上文指出的定义,更特别是作为优选指出的那些定义。
[010引在式ΙΠ 中,L为可亲核置换离去基团,实例为面素、0H或C广C8烷氧基。变量Y、Z、R4、 R5和R6具有上文指出的定义,更特别是作为优选指出的那些定义。
[0109] 式II和III的化合物的反应可W类似于亲核取代的已知方法进行。如果L'为径基 保护或氨基保护基团,则通常将该保护基团在化合物II与化合物III反应W前除去,或者选 择消除保护基团的反应条件,使得实际反应物为其中L'表示氨的式II化合物。
[0110] 根据本发明的一个优选实施方案,在式III中,变量Z表示C = 0,且变量L表示0H或 Ci-Cs烷氧基。在运种情况下,化合物II与化合物III的反应,任选在除去径基保护或氨基保 护基团W后,作为酷胺化或醋化或醋交换反应实现。
[0111] 尤其合适的是醋化或醋交换W制备式I化合物,其中Z为C = 0,且X为0,A为C1-C4亚 烷基,R4为氨或C1-C4烷基,尤其是氨或甲基,且R5和R6为氨。在运种情况下,优选的式III反应 物选自丙締酸和甲基丙締酸的Ci-Cs烷基醋,在下文中(甲基)丙締酸C广C8烷基醋,实例为甲 基、乙基、正下基和2-乙基己基(甲基)丙締酸醋,非常优选(甲基)丙締酸打-C4烷基醋,实例 为甲基、乙基和正下基(甲基)丙締酸醋。
[0112] 根据本发明的一个特别优选实施方案中,在式ΠI中,变量L表示0H或Ci-Cs烷氧基, 变量z表示c=ο,且在式II中,变量X表示ο,且化合物II与化合物π I的反应在醋化或醋交换 条件下进行。在该实施方案的一个具体构型中,式II中中的L'表示氨或C1-C4烷基幾基,尤其 是乙酷基。
[0113] 在一个优选实施方案中,式I化合物通过醋化或醋交换用酶催化制备。
[0114] 酶催化的醋化或醋交换可类似于Bio techno 1 .Lett. 1990,12,825-830, Biotechnol 丄ett.1994,16,241-246,US 5240835,W0 2004/05088,或者DE 102009003035 所述方法进行,通过引用将其全部结合到本文中。
[0115] 可用于酶催化的醋化或醋交换的酶化)例如选自水解酶、醋酶化.C.3.1.-.-)、脂 肪酶巧.C. 3.1.1.3)、转葡糖基酶巧.C. 3.2.-.-)和蛋白酶化.C. 3.4.-.-),其为游离形式或 者W物理或化学地固定在载体上的形式,优选脂肪酶、醋酶或蛋白酶。特别优选来自 Novozymes的N〇VO.ZVm.?435(来自南极假丝酵母(Candida an1:a;rctica)B的脂肪酶)或者 来自曲霉属(Aspergillus sp.、尼日尔曲霉属(Aspergillus niger sp.)、毛霉菌属(Mucor sp.)、圆孤青霉属(Penicillium (^yclopium sp.)、念珠地丝菌属(Geotricum candidum sp.)、爪哇根霉(Rhizopus javanicus)、伯克氏菌属(Burlcholderia sp.)、假丝酵母(属 Candida sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.),或者猪膜腺的脂肪酶,尤其优选来自南极 假丝酵母(Candida an1:a;rctica)B或伯克氏菌属(BurWiolderia sp.)的脂肪酶。
[0116] 反应介质的酶含量基于使用的式II和ΙΠ 的反应物之和通常为约0.1-10重量%。
[0117] 式I化合物也可通过常规醋化或醋交换在常用于运些反应的酸催化醋化或者酸催 化或碱催化醋交换的反应条件下制备。
[0118] 用于酸催化醋化的特别合适的酸性催化剂为质子酸如硫酸、硫酸氨钢、盐酸、憐 酸、憐酸二氨单钢、憐酸氨二钢、焦憐酸、憐酸、次憐酸、甲烧横酸、Ξ氣甲烧横酸、对甲苯横 酸及其混合物。合适的还有路易斯酸,例如Ti化合物和Sn化合物。合适的还有酸性离子交换 树脂,实例为横化或簇化离子交换树脂,每种情况下为它们的酸性形式。
[0119] 用于醋交换的合适碱性催化剂为金属氨氧化物和/或金属醇盐,更特别是来自周 期表1、2和13族的金属的那些,实例为碱金属氨氧化物,例如化0H或K0H,W及碱金属和碱± 金属醇盐,更特别是相应的甲醇盐或乙醇盐,例如甲醇钢或甲醇钟或者乙醇钢或乙醇钟。合 适的还有离子交换树脂。
[0120] 酸性或碱性催化剂通常W基于总反应混合物0.0001重量%至20重量%,优选 0.001重量%至10重量%的浓度使用。
[0121] II与III的醋化或醋交换反应可例如配置为分批反应。在运种情况下,一般而言, 将式II与III的化合物引入反应容器中并随着加入催化剂和/或酶而相互反应。作为选择, 醋化或醋交换反应可配置成半分批方法。为此,可将反应物中的一种,例如化合物II或化合 物III,W及催化剂和/或酶作为初始进料引入,并且其它反应物可在反应过程中供入。此 夕h式I化合物可通过化合物II与化合物III的连续反应制备。为此,例如将化合物II和化合 物III连续地供入包含催化剂的反应区中,并且将式I化合物任选与反应器具形成的副产 物,例如醇或醋一起连续地从反应区中取出。还任选将催化剂和/或酶供入反应区中。在半 分批和连续反应的情况下,可使反应物,即式II和ΙΠ 的化合物优选W液相通过包含催化剂 和/或酶作为固定相的反应区。
[0122] 反应时间取决于因素,包括溫度、用量和酸性、碱性或酶催化剂的活性和所需转化 率W及化合物II的结构。优选调整反应时间,使得化合物II的转化率为至少70%,优选至少 80%,更优选至少90%,非常优选至少95%,更特别是至少97%。为此,一般而言,1-48小时 是足够的,优选1-12小时,更优选1-6小时。
[0123] 酶催化或常规催化的醋化或醋交换通常在0-100°C,优选20-80°C,更优选20-70°C 的溫度下进行。
[0124] 化合物II与化合物III的摩尔比可在宽范围内变化。化合物II优选W相对于反应 的化学计量过量使用。一般而言,化合物II与化合物III的摩尔比为1:100-1:1,优选1:50- 1:1,更优选1:20-1: 1。式III化合物优选过量存在,所W可与释放的副产物,通常在醋交换 的情况下(如果式II中的X-L'为烷基幾氧基,且式ΙΠ 中的Y-L为烷氧基幾基)形成的醇或醋 副产物一起在降低的压力下W例如共沸混合物的形式蒸馈掉。另外或者作为选择,释放的 水或者醇或醋可使用例如分子筛结合。运样,反应平衡有利于式I化合物转移。
[0125] 酶催化W及常规催化的醋化或醋交换可在有机溶剂或其混合物中或者不加入溶 剂而进行。反应混合物通常为很大程度上无水的(即10体积%^下,优选5体积%^下,更优 选1体积% W下的水含量)。
[0126] 反应混合物中有机溶剂的含量可W为例如0.1-50重量%,如果使用溶剂的话,优 选为0.5-30重量%或1-10重量%。优选不加入或者将小于1重量%有机溶剂加入酶或常规 催化的醋化或醋交换中。
[0127] 化合物I可在至少一种聚合抑制剂的存在下制备。可使用的聚合抑制剂包括例如 4-甲氧基苯酪(MeHQ)、氨酿、2,5-二-叔下基氨酿、2,6-二-叔下基-对甲酪,亚硝基化合物, 例如异丙締酷基硝酸醋、亚硝基二苯胺、N-亚硝基环己基径胺、亚甲蓝、吩嚷嗦或二苯胺。优 选使用4-甲氧基苯酪(Me册)作为聚合抑制剂。
[0128] 聚合抑制剂通常基于式III化合物的量W1-10 OOOppm,优选10-500化pm,更优选 30-2500ppm,更特别是 50-1500ppm使用。
[0129] 式ΙΠ 化合物是已知的并且通常是市售的。
[0130] 式II化合物可类似于如开头引用的现有技术中所述制备亚烷基-1,3-二氧戊环- 2-酬的已知方法制备。其中R3为氨的优选式II化合物可例如优选使用催化剂通过式IV化合 物与C〇2反应而制备(参见示意图1):
[0131] 示意图1.式Ila化合物的制备
[0132]
[0133] 在示意图1中,r1、R2、A和X具有上述定义。L"表示醇保护或氨基保护基团,更特别是 完基幾基,尤其是乙酷基。X特别表不氧。A特别表不C1-C4亚烷基。
[0134] 合适的催化剂原则上是包含活性金属,例如银、铜、金、钮或销的过渡金属催化剂, 实例为银盐,例如乙酸银、碳酸银,和铜(II)盐,例如乙酸铜,或者铜(I)面化物,例如Cul、 化化和化Cl,W及钮(0)催化剂,上述过渡金属化合物可任选与有机胺,例如S-Ci-Cs烷基胺 如Ξ乙胺,或者脉碱如1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-締(DBN)或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十 一碳-7-締(DBU),或者有机麟,例如Ξ烷基麟或Ξ芳基麟如Ξ下基麟和Ξ苯基麟组合,或者 与运些上述麟中的一种与锭盐,例如S-C1-C6烷基锭面化物或四-C1-C6烷基锭面化物组合 使用。预期的其它催化剂包括有机麟本身,例如Ξ烷基麟或Ξ芳基麟,例如Ξ下基麟或Ξ苯 基麟,W及位阻卡宾,例如1,3-取代的2,3-二氨咪挫-2-亚基化合物,例如1,3-二异丙基-2, 3-二氨-4,5-咪挫-2-亚基或其C〇2加合物,W及运些与上述麟的组合。反应可不加压或者优 选在升高的压力如50-500己下,或者在超临界C〇2中进行。关于反应条件,参考上文确定的 文献。
[0135] 代替C〇2,也可使用簇酸酢,例如双(叔下基)二碳酸酢(BoC2〇)。在运种情况下,反应 通常W两个阶段进行,其中在第一阶段中,使化合物IV与双碳酸酢的醋,例如与BoC2〇在碱, 例如氨化钢的存在下反应,并将所得醋在过渡金属催化剂如含金催化剂的存在下环化。运 种程序描述于例如化g丄ett. 2006,8,515-518中,通过引用将其结合到本文中。
[0136] 本发明涂料组合物中优选使用其中在式(Γ)中,Ri和R2各自为氨或C广C6烷基,更 特别是甲基,和/或R3为氨的化合物(B)。还优选使用其中在式(Γ)中,A为亚乙基,X为0,Z为 C=0,且Y为化学键,并且可通过使用相应的单体(B1)得到的化合物(B)。
[0137] 化合物(B)可使用基于形成聚合物的締属不饱和化合物的总量至少10重量%的至 少一种式I单体(B1)得到:
[013 引
[0139] 其中4心¥、2、1?1、护和护具有上文中所指出的含义,
[0140] R4为氨、&-C4烷基、C出C00R8、苯基或苯基-&-C4烷基;
[0141] R5和R6相互独立地为氨或C1-C4烷基,或者基团R5或R6中的一个可W为C00R 8或 C 出 coors,
[0142] R8如果存在的话为氨或C广C6烷基。
[0143] 在本发明一个特别优选的实施方案中,化合物(B)可使用10-80重量%,优选25-70 重量%,更优选35-65重量%至少一种式(I)的单体(B1),和20-90重量%,优选30-75重 量%,更特别是35-65重量%的各自不同于(B1)的至少两种不同共聚单体(B2)和(B3)W及 任选(B4)、任选(B5)、任选(B6)至任选(Bn)得到,其中重量%数字每种情况下基于用于制备 化合物(B)的所有单体(B1)加(B2)加(B3)加任选(B4)-(B7)加任选使用的其它共聚单体 (Bn)的总重量。因此,所有单体(B1)加所有共聚单体(B2)-(化)的重量含量总是构成100重 量%。
[0144] 化合物(B)更优选可使用彼此不同的2-6种单締属不饱和共聚单体(B2)至(B7)得 到。
[0145] 优
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