制备热塑性聚噁唑烷酮的方法技术

本发明专利技术涉及制备热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括使二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)的存在下在任选的溶剂(E)中共聚合，其中化合物(D)是一种或多种选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物、环状碳酸酯、单官能醇、单官能胺、优选选自单官能环氧化物的化合物，其中所述方法在≥178℃至≤230℃、优选≥182℃至≤220℃、更优选≥188℃至≤210℃、最优选≥190℃至≤205℃的反应温度下进行，其中双环氧化合物(B)包含2,4'

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备热塑性聚噁唑烷酮的方法
[0001]本专利技术涉及制备热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括使二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)的存在下在任选的溶剂(E)中共聚合，其中化合物(D)是一种或多种选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物、环状碳酸酯、单官能醇、单官能胺、优选选自单官能环氧化物的化合物，其中所述方法在≥178℃至≤230℃、优选≥182℃至≤220℃、更优选≥188℃至≤210℃、最优选≥190℃至≤205℃的反应温度下进行，其中双环氧化合物(B)包括2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)和4,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(4,4' BADGE)；并且其中2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)的摩尔比为相对于2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)和4,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(4,4' BADGE)之和计的≥3mol
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%至≤8mol
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%，优选为≥4mol
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%至≤8mol
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%，更优选为≥5mol
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%至≤8mol
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%。本专利技术还涉及所得的热塑性聚噁唑烷酮。
[0002]噁唑烷酮是制药应用中广泛使用的结构基元(motif)并且环氧化物和异氰酸酯的环加成似乎是制备其的方便的一锅法合成路线。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在关于噁唑烷酮合成的早期报道中是常见的(M. E. Dyen和D. Swern, Chem. Rev. , 67, 197, 1967)。由于这些缺点，需要用于制备噁唑烷酮的替代方法，尤其是将噁唑烷酮用作聚合物应用中的结构基元的替代方法。
[0003]WO 2016/128380 A1涉及聚噁唑烷酮化合物、制备聚噁唑烷酮化合物的方法，其包括在单氨基甲酸酯、单异氰酸酯和/或单环氧化合物作为链调节剂和具有≤9的pKb值的合适碱作为催化剂的存在下，使双氨基甲酸酯化合物与双环氧化合物反应的步骤。在第一步骤中，使双氨基甲酸酯化合物与双环氧化合物在碱和路易斯酸催化剂的存在下以间歇过程进行反应，然后在第二步骤中加入单官能链基团调节剂。
[0004]WO 2019/052991 A1公开了一种制备热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括使二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)的存在下在溶剂(E)中共聚合，其中催化剂(C)选自碱金属卤化物和碱土金属卤化物以及过渡金属卤化物，化合物(D)选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物，并且其中该方法包括将溶剂(E)和催化剂(C)置于反应器中以提供混合物的步骤(α)，并在步骤(β)中将二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)添加至获自步骤(α)的混合物中。
[0005]在WO 2019/052994 A1中公开了一种制备热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括以下步骤：(i)使二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)的存在下在溶剂(E)中反应，形成中间体化合物(F)，和(ii)使化合物(G)与步骤(i)中形成的中间体(F)反应，其中化合物(D)是一种或多种选自单官能异氰酸酯和单官能环氧化物的化合物，并且其中化合物(G)是环氧烷。
[0006]因此，本专利技术的目的是确定一种优化和简单的方法，其用于制备与通过加聚路线制成的已知热塑性聚噁唑烷酮相比具有改善的热稳定性的热塑性聚噁唑烷酮，并且尤其是开发出合适的工艺条件。合成的热塑性聚噁唑烷酮在高达320℃的温度下持续几分钟的高热稳定性对于需要在高于热塑性聚噁唑烷酮材料的玻璃化转变温度下进行的后续挤出和注射成型工艺是至关重要的。因此，上文所论述的聚噁唑烷酮的进一步改善的热稳定性应
导致在热处理后、例如在高温下通过注射成型后的减少的数均摩尔质量下降(
∆
M
n
)。
[0007]此外，后面的工艺条件应该能够实现高反应性并减少通过加聚路线制备热塑性聚噁唑烷酮的已知方法的反应时间，以建立经济的方法和对形成热塑性聚噁唑烷酮的高选择性，以使下游的成本最小化并优化所得热塑性聚噁唑烷酮的性能。由于与已知体系相比在后续挤出和注射成型工艺的过程中可分解和/或蒸发的副产物的数量减少，应获得比已知的热塑性聚噁唑烷酮高的热稳定性(更高的分解温度T
D起始
)。
[0008]令人惊讶地，已经发现可以通过制备热塑性聚噁唑烷酮的方法解决该问题，该方法包括使二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)的存在下在任选的溶剂(E)中共聚合，其中化合物(D)是一种或多种选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物、环状碳酸酯、单官能醇、单官能胺、优选选自单官能环氧化物的化合物；其中所述方法在≥178℃至≤230℃、优选≥182℃至≤220℃、更优选≥188℃至≤210℃、最优选≥190℃至≤205℃的反应温度下进行；其中双环氧化合物(B)包括2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)和4,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(4,4' BADGE)；并且其中2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)的摩尔比为相对于2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)和4,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(4,4' BADGE)之和计的≥3mol
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%至≤8mol
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%，优选为≥4mol
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%至≤8mol
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%，更优选为≥5mol
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%至≤8mol
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%。
[0009]在本专利技术的一个实施方案中，反应温度为≥182℃至≤220℃，更优选为≥186℃至≤210℃；最优选为≥188℃至≤205℃。如果反应温度为≥188℃至≤210℃；则获得进一步减少的数均摩尔质量下降(
∆
M
n
)。
[0010]在本专利技术的一个实施方案中，所述方法包括以下步骤：(α) 将溶剂(E)和催化剂(C)置于反应器中以提供混合物，以及(β) 将二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)添加至获自步骤(α)的混合物中。
[0011]在本专利技术的一个实施方案中，将步骤(β)的二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)以连续方式添加至步骤(α)的混合物中。
[0012]在本专利技术的一个替代性实施方案中，将步骤(β)的二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)以逐步方式添加至步骤(α)的混合物中。
[0013]在本专利技术的一个实施方案中，在添加至获自步骤(α)的混合物中之前将二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括使二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)的存在下在任选的溶剂(E)中共聚合；其中所述化合物(D)是一种或多种选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物、环状碳酸酯、单官能醇、单官能胺的化合物、优选选自单官能环氧化物的化合物；其中所述方法在≥178℃至≤230℃、优选≥182℃至≤220℃、更优选≥188℃至≤210℃、最优选≥190℃至≤205℃的反应温度下进行；其中所述双环氧化合物(B)包含2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)和4,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(4,4' BADGE)；并且其中2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)相对于2,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(2,4' BADGE)和4,4'
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异亚丙基二苯酚二缩水甘油醚(4,4' BADGE)之和的摩尔比为≥3mol
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%，优选为≥4mol
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%至≤8mol
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%，更优选为≥5mol
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%至≤8mol
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%。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：(α) 将溶剂(E)和催化剂(C)置于反应器中以提供混合物，以及(β) 将所述二异氰酸酯化合物(A)、所述双环氧化合物(B)和所述化合物(D)添加至获自步骤(α)的混合物中。3.根据权利要求2所述的方法，其中将步骤(β)的二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)以连续方式添加至步骤(α)的混合物中。4.根据权利要求2所述的方法，其中将步骤(β)的二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)以逐步方式添加至步骤(α)的混合物中。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中在添加至获自步骤(α)的混合物中之前将所述二异氰酸酯化合物(A)、所述双环氧化合物(B)和所述化合物(D)混合。6.根据权利要求5所述的方法，其中将步骤(β)的二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)的混合物以连续方式添加至步骤(α)的混合物中。7.根据权利要求5所述的方法，其中将步骤(β)的二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)的混合物以具有两个或更多个独立的添加步骤的逐步方式添加至步骤(α)的混合物中。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述溶剂(E)包括极性非质子溶剂(E
‑
1)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述催化剂(C)是至少一种选自以下的化合物：Li(I)、Rb(I)、Cs(I)、Ag(I)、Au(I)、Mg(II)、Ca(II)、Sr(II)、Ba(II)、Dy(II)、Yb(II)、Cu(II)、Zn(II)、V(II)、Mo(II)、Mn(II)、Fe(II)、Co(II)、Ni(II)、Pd(II)、Pt(II)、Ge(II)、Sn(II)、Sc(III)、Y(III)、La(III)、Ce(III)、Pr(III)、Nd(III)、Sm(III)、Eu(III)、Gd(III)、Tb(III)、Dy(III)、Ho(III)、Er(III)、Tm(III)、Yb(III)、Lu(III)、Hf(III)、Nb(III)、Ta(III)、Cr(III)、Ru(III)、Os(III)、Rh(III)、Ir(III)、
Al(III)、Ga(III)、In(III)、Tl(III)、Ge(III)、Ce(IV)、Ti(IV)、Zr(IV)、Hf(IV)、Nb(IV)、Mo(I...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
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：