[发明专利]山梨酸酯的制备

说明书

背景技术

本发明涉及山梨酸酯的制备，所述山梨酸酯适用作涂料配方中的反应性聚结剂。

山梨酸酯最近已经表明适用作反应性聚结剂，其促进涂层硬度和水性建筑涂料配方粘性发生明显的改进。备受关注的山梨酸酯是山梨酸PO，其可以通过FeCl₃催化山梨酸与环氧丙烷反应来制备，如Masahiro等人在EP0387654A2中所揭露。Masahiro教示了由于“蒸馏设备的传热表面被催化剂污染且长期操作变得不可能”，因此通过蒸馏直接提纯产物是有问题的。因此，蒸馏之前，需要多个洗涤步骤。因此，在所属领域中找到更高效且更经济的方式来制备山梨酸羟丙酯以及其他山梨酸酯(具体地说，高分子量非挥发性山梨酸酯)是一种进步。

发明内容

本发明通过提供一种制备山梨酸酯的方法解决了所属领域中的需求，所述方法包含以下步骤：a)使以下物质在反应容器中、在足以形成山梨酸酯与残余水溶性杂质的混合物的条件下接触在一起：第一有机溶剂、山梨酸、催化量的钛酸盐催化剂、抗氧化剂，和选自由以下组成的群组的环氧烷：C₂-C₄环氧烷、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、缩水甘油基丙烯酸酯、双酚的二缩水甘油醚、烷二醇二缩水甘油醚、聚烷二醇二缩水甘油醚、烷烃二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油基醚和四缩水甘油基醚，以及羟基烷基环氧烷；然后b)通过洗涤将山梨酸酯与残余水溶性杂质分离；其中抗氧化剂是位阻胺、位阻N-氧化物、啡噻嗪或苯酚，或其组合。

山梨酸酯可以根据本发明的方法用高效且具成本效益的方式制备。

具体实施方式

本发明是一种制备山梨酸酯的方法，包含以下步骤：a)使以下物质在反应容器中、在足以形成山梨酸酯与残余水溶性杂质的混合物的条件下接触在一起：第一有机溶剂、山梨酸、催化量的钛酸盐催化剂、抗氧化剂，和选自由以下组成的群组的环氧烷：C₂-C₄环氧烷、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、缩水甘油基丙烯酸酯、双酚的二缩水甘油醚、烷二醇二缩水甘油醚、聚烷二醇二缩水甘油醚、烷烃二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油醚和四缩水甘油醚，以及羟基烷基环氧烷；然后b)通过洗涤将山梨酸酯与残余水溶性杂质分离；其中抗氧化剂是位阻胺、位阻N-氧化物、啡噻嗪或苯酚，或其组合。

C₂-C₄环氧烷是环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷；双酚二缩水甘油醚的实例是双酚A二缩水甘油醚；烷二醇和聚烷二醇的二缩水甘油醚包括乙二醇和聚乙二醇的二缩水甘油醚、丙二醇和聚丙二醇的二缩水甘油醚，以及丁二醇和聚丁二醇的二缩水甘油醚；烷烃二醇二缩水甘油醚包括1,4-丁二醇二缩水甘油醚和1,6-己二醇二缩水甘油醚；三缩水甘油醚和四缩水甘油醚包括丙三醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚，和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；且羟基烷基环氧烷包括缩水甘油和甘油二缩水甘油醚。优选的环氧烷是山梨酸羟丙酯。如本文中所用，山梨酸羟丙酯是山梨酸2-羟丙酯或山梨酸2-羟基-1-甲基乙酯，或其组合。

有机溶剂优选非极性溶剂，其实例包括乙酸丁酯、二甲苯、甲苯和均三甲苯。催化剂是按足以促进山梨酸和环氧烷转化为山梨酸羟丙酯的量使用，优选0.1重量％，更优选0.5重量％，到优选5重量％，更优选到3重量％(按山梨酸和环氧烷的重量计)。

如本文中所用，钛酸盐催化剂是卤化或烷氧基化钛催化剂，其实例包括TiCl₄、TiBr₄、Ti(O-正丁基)₄和Ti(O-异丙基)₄，优选TiCl₄。

按山梨酸和环氧丙烷的重量计，抗氧化剂的使用浓度优选从10ppm，更优选从20ppm且最优选从50ppm到1重量％，更优选到0.5重量％且最优选到0.1重量％。自由基介体可以是位阻胺、位阻N-氧化物，或苯酚，或其组合。如本文所用，位阻胺是连接到两个叔或季饱和碳原子的质子化仲胺，说明如下：

其中R'和R"各自独立地是H或C₁-C₁₂烷基，其条件是R'基团中的至少一个和R"基团之一是任选地经羟基或醚基官能化的C₁-C₁₂烷基，或R'基团之一和R"基团之一与其所连接的碳原子一起形成未经取代或经羟基或醚基取代的哌啶环或吡咯烷环。适合位阻胺自由基介体的实例包括2,6-二甲基哌啶和2,2,6,6-四甲基哌啶。

类似地，位阻N-氧化物可以由下式表征：