[发明专利]含氮化合物转氨基制造环状和环状/无环多胺混合物

说明书

技术领域

本发明涉及从包含含氮化合物的反应物利用转氨基制备胺产物混合物的方法，所述含氮化合物含有在非叔胺基团之间具有二元碳原子间距的二元组分和任选的在含氮基团之间具有碳原子间距的第二组分。所述二元组分与任选的第二组分之间的摩尔比可以调节，以针对期望的最终用途定制产物组成。

背景技术

转氨基是氨基从一种化合物向另一种转移，或化合物内氨基的换位。转氨基可用于从较低分子量的含氮化合物例如胺或腈制备胺化合物和胺化合物混合物。转氨基可以提供无环和/或环状的胺产物。英国专利No.1508460描述了乙二胺(EDA)的转氨基。美国专利No.4,568746和7,053,247也描述了EDA的转氨基。英国专利No.1551127描述了1，3-二氨基丙烷(1，3-DAP)的转氨基。JP2006/306790将1，3-DAP与乙二醇在脱水催化剂例如活性氧化铝存在下在300℃反应，以24％收率得到高哌嗪(hPIP)。该技术文献描述了从EDA和1，3-二溴丙烷的混合物制造hPIP。参见Huaxue Shiji，2006，28(5)，311-312。美国专利No.6,465,601描述了通过取代的酚类化合物(曼尼希碱)与另一种胺转氨基来制备混合胺。所述混合胺可用作可固化环氧树脂和聚氨酯体系的促凝剂(accelerator)。

虽然已经证明了转氨基本身作为工业规模制造胺的可行方式，但仍有几个问题。首先，针对期望的最终用途定制产物混合物的能力可能有限。另外，一些方法产生的混合物中环状含量或无环含量不容易控制，从而不能提供针对给定应用改进最终用途性能的产物混合物。此外，其他方法必须通过再循环将所述系列的高级成员分解成二聚体和三聚体。环状物质是许多应用所期望的。例如，hPIP含量在环氧固化应用中以及润滑油和燃料组合物中有用。但是，其他方法以低收率产生hPIP或产生必须处置的副产物盐。具有一种可以从容易获得的起始材料开始、能够针对给定的最终用途应用进行定制从而改变胺的环状/无环混合物的方法，将是所希望的。

发明概述

本发明提供了利用转氨基技术制备环状和环状/无环多胺产物混合物的改进的策略。本发明部分基于利用采用一种或多种混合含氮反应物的反应组合物。所述混合含氮反应物包含一种或多种含氮化合物，所述含氮化合物具有至少两个通过二元碳原子间距(C2间距)相互隔开的非叔胺基和任选的至少两个通过第二碳原子间距相互隔开的含氮基团。所述碳原子间距可以提供在单个化合物中或分开的化合物中。另外，所述第二碳原子间距可以具有二元或其他碳原子间距(例如，一元(C1)或更大元间距)。

在本文中使用时，术语“碳原子间距”是指所述含氮化合物的含氮基团之间的碳原子数量。例如，当含氮基团是胺基时，术语二元间距是指胺基被两个碳原子的主链间距隔开，而术语三元间距是指胺基被三个碳原子的主链间距隔开。

在本文中使用时，术语多胺是指包括至少两个胺基的化合物。对于包含多胺的含氮反应物而言，所述反应物的至少两个胺基是非叔胺基。因此，多胺反应物的至少两个胺基可以是伯胺基、仲胺基、或其组合。只要多胺反应物包括至少两个非叔胺基，所述反应物还可以任选地包括叔胺基。

在本文中使用时，术语环状是指包含至少约1重量％、优选至少约5重量％、更优选至少约10重量％环状产物的多胺产物混合物

利用本发明方法制造的多胺产物可以包括两个或更多个伯、仲和/或叔胺基，或其组合。优选的多胺反应物是伯二胺。

利用本发明方法制造的多胺产物组合物的性质可以针对期望的最终用途简单地通过调节反应组合物中含氮组分之间的摩尔比而容易地定制。在一些情况下，可以选择摩尔比以有利于产物混合物包含相对更高量的环状材料。当使用某些反应物时，这种策略可用于产生具有显著量hPIP和具有hPIP部分的化合物的产物混合物。在其他情况下，可以选择摩尔比以有利于产物混合物包含相对更高量的无环材料。本发明的实践可用于制备含新型多胺同类物(congener)产物的组合物，例如三胺、四胺或其他多胺的同类物。在本文中使用时，多胺产物的同类物是多胺产物的包含相同N原子数的变体、或不同的构造。

本发明的方法提供了可用于各种最终用途应用的混合多胺的生产，并且与只使用单独一种反应物相比，提供了对所生成的产物组成的好得多的控制。

在一个方面，本发明涉及制造含环状多胺的多胺混合物的方法，所述方法包括以下步骤：