[发明专利]羟基烷基三亚乙基二胺类化合物的制造方法及使用其的聚氨酯树脂制造用催化剂组合物

说明书

本申请是申请号为200980120046.4(国际申请号PCT/JP2009/059903)、申请日为2009年5月29日、发明名称为“羟基烷基三亚乙基二胺类化合物的制造方法以及使用该化合物的用于制造聚氨酯树脂的催化剂组合物”的申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及(1)羟基烷基三亚乙基二胺类或羟基三亚乙基二胺的制造方法、(2)羟基烷基哌嗪类和/或羟基哌嗪的制造方法、(3)含有羟基烷基三亚乙基二胺类或羟基三亚乙基二胺的用于制造聚氨酯树脂的催化剂组合物、以及使用该催化剂组合物的聚氨酯树脂制造方法。 

背景技术

羟基烷基三亚乙基二胺类或羟基三亚乙基二胺是可以用于医药农药中间体、有机合成用催化剂、化学吸附剂、抗菌剂等的化合物。 

另外，羟基烷基哌嗪类是可以用作医药农药中间体、有机合成用催化剂、化学吸附剂、抗菌剂等的化合物。 

另外，就包含羟基烷基三亚乙基二胺类或羟基三亚乙基二胺的催化剂组合物而言，在制造聚氨酯树脂时，作为制造几乎不含有挥发性的胺催化剂和有害的金属催化剂的聚氨酯树脂的催化剂，是极为有用。 

作为下述式(2a)所示羟基烷基三亚乙基二胺类或羟基三亚乙基二胺的制造方法，已知例如下面的方法：使哌嗪和2,3-二溴代丙酸乙酯进行反应，制备1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-甲酸乙酯，接着，对得到的酯进行还原，从而得到1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-甲醇(即，羟基甲基三亚乙基二胺)(参照例如专利文献1)， 

[化学式1] 

(2a) 

(式中，R为氢原子、或直链状或支链状的碳原子数为1～4的烷基，n表示0～6的整数)。 

但是，上述的制造方法由于需要多步反应工序，在工业上实施是不利的。 

另外，上述的制造方法由于在第一工序中生成了大量的副产物盐，在纯化上非常复杂，除此以外，还需要较低的基质浓度，因此存在生产性差的缺点。另外，在第二工序中，由于使用着火危险性高的氢化锂铝作为还原剂，从安全性方面来看，并不优选。另外，氢化锂铝这样的强还原剂在反应结束后还需要谨慎地进行后处理，对于工业实施来说是不优选的。另外，由于要使用昂贵的反应基质，因此不能称得上实用。 

另一方面，作为羟基烷基哌嗪类的制造方法，已知以下方法：使乙二胺和二羟基丙酮进行反应，接着，在催化剂存在下，用氢进行还原，得到2-羟基甲基哌嗪(2-哌嗪甲醇)(例如，参照专利文献2)。 

但是，该制造方法需要高压反应，而且反应收率低至40%以下，不能说是适用于工业的方法。 

另外，还知道以下的方法，即：在丙腈中使二苄基乙二胺和溴代丙二酸二乙酯进行反应，在贵金属催化剂的存在下进行氢还原，然后使用氢化锂铝对酯进行还原，得到了4-苄基-2-羟基甲基哌嗪(例如，参照非专利文献1)。 

但是，该制造方法需要多步反应，而且进行了三步反应时的总收率低至44%，不能说是适用于工业的方法。 

但是，聚氨酯树脂是使多元醇和多异氰酸酯在催化剂以及视需要添加的发泡剂、表面活性剂、阻燃剂、交联剂等的存在下发生反应而制造的。已知在制造聚氨酯树脂时，使用多种金属类化合物和叔胺化合物作为催化剂。这些催化剂通过单独使用或组合使用而大量地用于工业。 

在使用水和/或低沸点有机化合物作为发泡剂来制造聚氨酯泡沫时，从生产性、成形性优异的观点上来看，上述催化剂中的叔胺化合物尤其被广泛 利用。作为这样的叔胺化合物，可以列举，例如，以往公知的三亚乙基二胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,6-己二胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N-二甲基乙醇胺等(例如，参照非专利文献1)。 

另外，作为金属类化合物，例如，可以使用有机锡化合物等有机金属化合物，但是由于这样使用会导致生产性、成形性恶化，因此在大多数情况下都会与叔胺催化剂组合使用，很少单独使用有机金属化合物。 

由于上述叔胺化合物会以挥发性胺的形式从聚氨酯制品徐徐排出，因此，例如，在用作汽车用内部装饰材料等时，会引发因挥发性胺而产生的臭气问题、引起汽车用仪表板的PVC(氯乙烯树脂)发生变色、由聚氨酯制品(泡沫)转移出来的挥发成分导致的窗玻璃起雾现象。另外，作为催化剂的叔胺化合物通常有强烈的恶臭，从而导致制造聚氨酯树脂时的操作环境显著恶化。