[发明专利]制备环状异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种由组合物(Z)制备环状异氰酸酯(B)的方法，所述组合物(Z)包含至少一种具有至少一个含有至少4个环碳的环烷烃环的组分(A)，其中环烷烃环具有两个相对于彼此在β或γ位上的NH₂基团作为取代基，并在大于50摩尔％的组分(A)的总量中，两个相对于彼此在β或γ位上的NH₂基团相对于彼此呈反式构型。在本发明方法中，使该组合物(Z)与光气反应以得到包含至少一种具有异氰酸酯基团的环状异氰酸酯(B)的组合物(ZP)。

此外，本发明涉及异氰酸酯混合物(M)作为制备聚合物，特别是制备聚氨酯和聚脲的方法中的单体的用途。

通过直接光气化由胺制备异氰酸酯是现有技术中非常完善的方法。

因此，例如US 2013/0060062 A1描述了一种用于在液相和气相中制备异氰酸酯的方法。

然而，以经济可行的收率制备环脂族1,2-和1,3-二异氰酸酯仍然是一个技术挑战。收率降低的原因是可能发生的次级反应，尤其是在环脂族1,2-和1,3-二胺作为原料的情况下。因此，US-A 3,351,650公开了2,4-和2,6-二氨基-1-甲基环己烷的混合物的直接光气化，但在此仅能达到21.2％的收率。

在DE-A 2005309中，提出1,3-环己烷二胺与光气和氯化氢的混合物的反应(其导致相应的1,3-二异氰酸酯的收率增加)作为该问题的可能解决方案。

EP 0676392 A1公开了一种由具有相对于彼此在1,2或1,3位上的氨基的脂族或环脂族二胺开始制备二异氰酸酯的气相光气化。在连续方法中，使经惰性气体或用惰性溶剂的蒸气稀释的气态二胺与光气在200-600℃的温度下反应。在这些条件下，相应的二异氰酸酯的收率显著增加。

EP 0928785 A1描述了一种光气化气相中的(环)脂族二胺的方法，所述方法尤其包括其氨基可以是相对于彼此在1,3位上的二胺。在此借助微结构混合器通过原料和光气的快速且有效的混合而获得由于副产物的减少的收率增加。

EP 0289840 A1公开了一种通过光气化气相中的二胺而制备(环)脂族二异氰酸酯的通用方法。尽管包括具有相对于彼此在1,2或1,3位上的氨基的(环)脂族二胺的光气化，但在这些底物的情况下没有描述具体用于减少副产物形成和/或提高收率的措施。

因此，本发明的目的是提供一种制备环状异氰酸酯的方法。

该目的通过一种制备环状异氰酸酯(B)的方法而实现，该方法包括步骤a)和b)：

a)提供包含至少一种组分(A)的组合物(Z)，所述组分(A)具有至少一个含有至少4个环碳的环烷烃环，其中环烷烃环具有两个相对于彼此在β或γ位上的NH₂基团作为取代基，且在大于50摩尔％的组分(A)的总量中，两个相对于彼此在β或γ位上的NH₂基团相对于彼此呈反式构型，且

b)使组合物(Z)与光气反应以得到包含至少一种具有两个异氰酸酯基团的环状异氰酸酯(B)的组合物(ZP)。

令人惊讶地发现，当大于50摩尔％的其中NH₂基团相对于彼此在β位或γ位，优选γ位上的环脂族二胺具有相对于彼此呈反式构型的NH₂基团时，形成异氰酸酯的这些胺与光气的直接反应中的副产物的形成可以显著降低。

与上述现有技术中描述的已知方法相比，形成异氰酸酯且副产物形成减少的胺的直接光气化现在不仅必须在气相中进行，而且还在显著较低的温度下进行。

以下将详细描述本发明。

本发明提供了一种用于制备环状异氰酸酯(B)的方法。对本发明而言，环状异氰酸酯(B)是具有至少一个环烷烃环和至少两个异氰酸酯基团的化合物。该类化合物是本领域技术人员已知的。

所述方法包括步骤a)和b)。

步骤a)包括提供组合物(Z)，所述组合物(Z)包含至少一种具有至少一个含有至少4个环碳的环烷烃环的组分(A)，其中环烷烃环具有两个相对于彼此在β或γ位上的NH₂基团作为取代基，并且在大于50摩尔％的组分(A)的总量中，两个相对于彼此在β或γ位上的NH₂基团呈反式构型。

组合物(Z)包含至少一种组分(A)。

组分(A)优选包含多个结构上不同的子组分，其分别对应于组分(A)的定义。

组分(A)具有至少一个含有至少4个环碳的环烷烃环。环烷烃环具有两个相对于彼此在β或γ位，优选γ位上的NH₂基团作为取代基。