用于合成噁唑烷酮化合物的催化剂制造技术

本发明专利技术涉及用于生产具有低颜色强度的噁唑烷酮化合物的方法，其包括使异氰酸酯化合物与环氧化物化合物在不含卤化物阴离子的催化剂的存在下发生反应的步骤。本发明专利技术还涉及用于生产低聚噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物的方法，其包括使多异氰酸酯化合物与多环氧化物化合物在所述催化剂的存在下发生反应的步骤。本发明专利技术还涉及具有低颜色强度的低聚噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物，其可以通过根据本发明专利技术所述的方法获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于生产具有低颜色强度的噁唑烷酮化合物的方法，其包括使异氰酸酯化合物与环氧化物化合物在不含卤化物阴离子的催化剂的存在下发生反应的步骤。本专利技术还涉及用于生产低聚噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物的方法，其包括使多异氰酸酯化合物与多环氧化物化合物在所述催化剂的存在下发生反应的步骤。本专利技术还涉及具有低颜色强度的低聚噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物，其可以通过根据本专利技术所述的方法获得。噁唑烷酮是在制药应用中广泛使用的结构模体（motifs），并且环氧化物和异氰酸酯的环加成看上去是用以生产它们的方便的一锅法合成路线。对于噁唑烷酮的合成而言，早期的报告中普遍的是昂贵的催化剂、反应性极性溶剂、长反应时间和低化学选择性(M.E.Dyen和D.Swern，Chem.Rev.，67，197(1967)；X.Zhang和W.Chen，Chem.Lett.，39，527(2010)；M.T.Barros和A.M.F.Phillips，Tetrahedron:Asymmetry，21，2746(2010)；H.-Y.Wu，J.-C.Ding和Y.-K.Liu，J.IndianChem.Soc.，80，36(2003)；C.Qian和D.Zhu，Synlett，129(1994))。因此，期望的是开发新的催化剂体系从而实现高化学选择性。US5480958A描述了并入用作增韧剂的环氧基封端的聚氨酯的聚环氧化物树脂的合成。在此，所使用的环氧基封端的聚氨酯预聚物含有噁唑烷酮结构。所述预聚物由带有异氰酸酯端基的多异氰酸酯和二环氧化物构成，并且在160℃的温度下以无溶剂的方式被无水乙酸钾催化来合成。没有给出其他潜在的催化剂。没有描述对噁唑烷酮形成的选择性。US2014/121299A1描述了含有作为增韧剂的热固性环氧体系的噁唑烷酮的合成。用于生产噁唑烷酮的方法基于异氰酸酯化合物和聚醚二醇环氧树脂的组合。反应在135℃至180℃下使用催化剂进行。对于成为噁唑烷酮的反应而言的可能的催化剂是基于非亲核性胺的不带电荷的强碱，例如DBU。以约95%百分比(与异氰脲酸酯相比)的选择性形成噁唑烷酮。US2010/227090A1公开了用于由含羟基环氧化物和异氰酸酯生产环氧基封端的聚噁唑烷酮的方法，并且可以将所述聚噁唑烷酮固化从而形成高温稳定的热固性材料。反应在160℃下以半分批添加的方式进行。在实施例中使用的催化剂是2-苯基咪唑。其他可能的催化剂是叔胺和膦，以及铵盐和磷鎓盐。唯一公开的不含卤化物的盐是对应的乙酸盐。没有提及热塑性的行为。未公开的欧洲专利申请第12192611.7号涉及用于生产噁唑烷酮化合物的方法，其包括使异氰酸酯化合物与环氧化物化合物在路易斯酸催化剂的存在下发生反应的步骤。在实施例中使用的所有催化剂(SmI3、LiBr、Ph4SbBr、Ph4PBr)均含有卤化物阴离子。US3687897公开了用于通过使异氰酸酯与环氧化物在磷鎓催化剂，例如四丁基溴化磷鎓的存在下发生反应来制备噁唑烷酮化合物的方法。实施例公开了使用四丁基溴化磷鎓或者四丁基碘化磷鎓催化剂。没有公开化学选择性以及不含卤化物阴离子的催化剂的使用。在所有公开内容中，催化剂都包含卤化物阴离子。使用卤化物盐，特别是溴化物和碘化物盐所具有的缺点在于，所得到的产物倾向于具有高颜色强度，并且在暴露于光时可能会进一步褪色。在生产噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物的过程中，卤化物的存在可以引起腐蚀并且必须使用特殊的耐腐蚀装置。出于同样的原因，对于处理所得到的噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物而言需要特殊的耐腐蚀装置，或者需要预先从噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮产物中除去催化剂。因此，目的在于确定用于通过使异氰酸酯化合物和环氧化物化合物发生反应来生产噁唑烷酮和/或聚噁唑烷酮化合物的催化剂，其导致具有低颜色强度的产物。还可能期望的是如果这样的催化剂对噁唑烷酮产物提供高化学选择性。在通过使二异氰酸酯与二环氧化物在根据本专利技术的催化剂的存在下发生反应来进行聚噁唑烷酮的制造中，应当避免某些副反应从而获得具有有用的特性的聚合物。这样的不合需要的副反应包括例如异氰酸酯三聚成异氰脲酸酯基团、碳二亚胺和环氧化物的均聚物的形成。如果期望的是具有几乎线性的聚合物主链和热塑性特性的聚噁唑烷酮化合物，则涉及对噁唑烷酮化合物的高化学选择性的本说明书是特别严格的。特别地，由于异氰脲酸酯基团的形成会导致聚合物链的交联，因此应当抑制该副反应。出人意料的是，这通过在异氰酸酯化合物与环氧化物化合物的反应中使用不含卤化物阴离子的催化剂来实现，所述催化剂含有共轭三角平面阴离子部分，所述阴离子部分具有选自元素C或N的中心原子和三个独立地选自元素C、N、O、S和/或P的另外的取代基原子，并且其中，阴离子部分的整体电荷状态为-1或-2。因此，本专利技术的主题在于用于生产噁唑烷酮化合物的方法，其包括使环氧化物化合物与异氰酸酯化合物在催化剂的存在下发生反应的步骤，其特征在于，所述催化剂不含卤化物阴离子，并且含有共轭三角平面阴离子部分，所述阴离子部分具有选自元素C或N的中心原子和三个彼此独立地选自元素C、N、O、S和/或P的另外的取代基原子，并且其中，共轭三角平面阴离子部分的整体电荷状态为-1或-2。所得到的产物与通过使用本领域已知的催化剂(特别是四苯基溴化磷鎓和四苯基氯化磷鎓)得到的噁唑烷酮化合物相比具有在颜色方面显著降低的强度。此外，根据本专利技术所述的催化剂能够以高化学选择性生产噁唑烷酮化合物。如在本文中使用的，术语“噁唑烷酮化合物”意在表示可通过异氰酸酯化合物与环氧化物化合物的反应获得的噁唑烷酮化合物。术语“噁唑烷酮化合物”意在包括可通过多异氰酸酯与多环氧化物的反应获得的在分子中具有至少两个噁唑烷酮部分的聚噁唑烷酮化合物。如在本文中使用的，术语“异氰酸酯化合物”意在表示单异氰酸酯化合物、多异氰酸酯化合物(具有两个或更多个NCO基团)、NCO-封端的缩二脲、异氰脲酸酯、脲二酮（uretdione）、氨基甲酸酯和NCO-封端的预聚物。术语“单异氰酸酯化合物”意在表示具有一个异氰酸酯基团的异氰酸酯化合物。术语“多异氰酸酯化合物”意在表示具有至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯化合物。术语“二异氰酸酯化合物”意在表示具有两个异氰酸酯基团的多异氰酸酯化合物。如在本文中使用的，术语“环氧化物化合物”意在表示单环氧化物化合物、多环氧化物化合物(具有两个或更多个环氧化物基团)和环氧化物封端的预聚物。术语“单环氧化物化合物”意在表示具有一个环氧基团的环氧化物化合物。术语“多环氧化物化合物”意在表示具有至少两个环氧基团的环氧化物化合物。术语“二环氧化物化合物”意在表示具有两个环氧基团的环氧化物化合物。适合的单异氰酸酯化合物的实例是异氰酸甲酯、异氰酸乙酯、异氰酸正丙酯、异氰酸异丙酯、异氰酸正丁酯、异氰酸异丁酯、异氰酸叔丁酯、异氰酸正戊酯、异氰酸正己酯、异氰酸环己酯、ω-氯六亚甲基异氰酸酯、异氰酸正庚酯、异氰酸正辛酯、异氰酸异辛酯、异氰酸2-乙基己酯、异氰酸2-降冰片基甲酯、异氰酸壬酯、异氰酸2,3,4-三甲基环己酯、异氰酸3,3,5-三甲基环己酯、异氰酸癸酯、异氰酸十一酯、异氰酸十二酯、异氰酸十三酯、异氰酸十四酯、异氰酸十五酯、异氰酸十六酯、异氰酸十八本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产噁唑烷酮化合物的方法，其包括使环氧化物化合物与异氰酸酯化合物在催化剂的存在下发生反应的步骤，其特征在于，所述催化剂不含卤化物阴离子，并且含有共轭三角平面阴离子部分，所述阴离子部分具有选自元素C或N的中心原子和三个彼此独立地选自元素C、N、O、S和/或P的另外的取代基原子，并且其中，所述共轭三角平面阴离子部分的整体电荷状态为‑1或‑2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 EP 14167821.9;2015.02.13 EP 15154979.71.用于生产噁唑烷酮化合物的方法，其包括使环氧化物化合物与异氰酸酯化合物在催化剂的存在下发生反应的步骤，其特征在于，所述催化剂不含卤化物阴离子，并且含有共轭三角平面阴离子部分，所述阴离子部分具有选自元素C或N的中心原子和三个彼此独立地选自元素C、N、O、S和/或P的另外的取代基原子，并且其中，所述共轭三角平面阴离子部分的整体电荷状态为-1或-2。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂中的阴离子部分具有通式(V)，其中，n是1或2的整数；A为C或N+；X为O-、OH、S-、SH、OR、SR、NRR'、NHR、N(R)-、N(SO2R)-或PRR'；其中，R、R'彼此独立地为含有1至20个碳原子的任选被一个或多个含杂原子基团取代的直链或支链的饱和、单不饱和或多不饱和的脂族基团、脂环族基团或芳族基团，其中，所述杂原子选自N、O、S、P、Si、F或Cl；其中，R、R'可以在含有1至20个碳原子和/或选自N、P、O和/或S的杂原子的(杂)脂族或(杂)芳族单环或多环的环内连接，所述环任选被一个或多个含杂原子基团或者含有1至20个碳原子的烷基基团取代，其中，所述杂原子选自N、O、S、P、Si、F和/或Cl；Y为O、S或N，其中，N可以被基团R''取代，其中，R''与R和R'相独立地具有如针对R、R'所说明的相同含义；Z为-O-、S-、N(R''')-、N(SO2R''')-或者作为含有1至20个碳原子的芳族基团的一部分的碳原子，其中，R'''与R、R'和R''相独立地具有如针对R、R'、R''所说明的相同含义；其中，在Y为N的情况中，Y和X可以在具有5至6个碳原子和/或选自N、P、O和/或S的杂原子的(杂)脂族或(杂)芳族环内连接，所述环任选包含具有6个碳原子的环状芳族环且任选被一个或多个含杂原子基团或者含有1至20个碳原子的烷基基团取代，其中，所述杂原子选自N、O、S、P、Si、F和/或Cl。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述催化剂中的阴离子部分选自：CO32-、RO-CO2-、RS-CO2-、RHN-CO2-、RR'N-CO2-、CSO22-、RO-CSO-、RHN-CSO-、RR'N-CSO-、RS-CSO-、COS22-、RO-CS2-、RHN-CS2-、RR'NCS2-、RR'N-CSO-、CS32-、RS-CS2-、RO-C(=NR'')O-、RO-C(=NR'')S-、RS-C(=NR'')O-、RS-C(=NR'')S-、RN=C(NHR'')O-、R''N=C(NRR')O-、R''N=C(NHR)S-、R''N=C(NRR')S-、RO-CO-N(R''')-、RS-CO-N(R''')-、RR'N-CO-N(R''')-、RO-CS-N(R''')-、RS-CS-N(R''')-、RR'N-CS-N(R''')-、RO-C(=NR'')-N(R''')-、RS-C(=NR'')-N(R''')-、RR'N-C(=NR'')-N(R''')-、RO-CO-N(SO2R''')-、RS-CO-N(SO2R''')-、RR'N-CO-N(SO2R''')-、RO-CS-N(SO2R''')-、RS-CS-N(SO2R''')-、RR'N-CS-N(SO2R''')-、RO-C(=NR'')-N(SO2R''')-、RS-C(=NR'')-N(SO2R''')-、RR'N-C(=NR'')-N(SO2R''')-，其中，R、R'、R''、R''彼此独立地为含有1至20个碳原子的任选被一个或多个含杂原子基团取代的直链或支链的饱和、单不饱和或多不饱和的脂族基团、脂环族基团或芳族基团，其中，所述杂原子选自N、O、S、P、Si、F和/或Cl；其中，R与R'和/或R'''、和/或R'与R''和/或R'''可以在含有1至20个碳原子和/或选自N、P、O和/或S的杂原子的(杂)脂族或(杂)芳族单环或多环的环体系内连接，所述环体系任选被一个或多个含杂原子基团或者含有1至20个碳原子的烷基基团取代，其中，所述杂原子选自N、O、S、P、Si、F和/或Cl；4,5-二氢-噁唑-2-醇根，其任选在4-位和/或5-位上被具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；噁唑-2-醇根，其任选在4-位和/或5-位上被具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；苯并噁唑-2-醇根，其中，苯环任选被1至4个具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；4,5-二氢-噻唑-2-醇根，其任选在4-位和/或5-位上被具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；噻唑-2-醇根，其任选在4-位和/或5-位上被具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；苯并噻唑-2-醇根，其中，芳环任选被1至4个具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；4,5-二氢-1,3-二唑-2-醇根，其任选在4-位和/或5-位上被具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；1,3-二唑-2-醇根，其任选在4-位和/或5-位上被具有1至20个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团取代；苯并-1,3-二唑-2-醇根，其中，芳环任选被1至4个具有1至20个碳原...

【专利技术属性】
技术研发人员：TE米勒，C居特勒，S巴素，C兰格黑德，A韦伯，H福格特，W莱特纳，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE