[发明专利]制备TPO系化合物并联产3-羟烷基取代的氧杂环丁烷系化合物的方法

说明书

本发明涉及一种制备式(I)化合物并联产式(II)化合物的方法，包括如下步骤：1)使式(III)化合物与式(IV)化合物在有机或无机碱存在下反应，得到式(V)化合物，2)使式(V)化合物与式(VI)化合物反应，得到式(I)化合物并联产式(II)化合物，其中R¹、R²、R³、R⁴、m、n、p、M、X和X’如说明书中所定义。该方法既避免了TPO系化合物生产中涉及的大量有机废气氯甲烷和氯乙烷的回收问题，又避免了3‑羟烷基取代的氧杂环丁烷系化合物生产中涉及的大量有机废水的回收处理问题。而且，整个工艺制备成本低、操作过程简单、反应过程安全、易于控制、环境友好、易于实现大规模生产、具有工业生产价值。

技术领域

本发明涉及可用作自由基型紫外光引发剂的TPO系化合物的制备方法，该方法还联产可用作可阳离子聚合单体的取代氧杂环丁烷。

背景技术

紫外光固化引发剂TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基.二苯基氧化膦)为浅黄色粉末，熔点90-95℃，在活性稀释剂中有足够的溶解度；光解产物为三甲基苯甲酰基和二苯基膦酰自由基，都是引发活性很高的自由基，特别适合于有色体系、厚涂层、透光性较差的光固化，其热稳定性优良，加热至180℃无化学反应发生，贮存稳定性好，不发生黄变，广泛应用于UV固化涂料、UV印刷油墨、UV粘合剂等领域。

3-乙基-3-氯甲基氧杂环丁烷适用于紫外光固化领域作为光固化单体，同时作为氧杂环丁烷系列产品的中间合成原料，也用于生物农药、粘合剂、推进剂、炸药等领域。

在BASF公司专利US 4710523中，披露了在反应瓶中加入1000g甲苯、100g甲醇和421g DMF，启动搅拌，冷却到0℃以下，缓慢滴加214g二苯基氯化膦。滴加完毕后，缓慢升温到室温，继续反应2小时。反应结束后，过滤出铵盐盐酸盐，滤液在常压下蒸出过量的甲醇和溶剂甲苯，然后在45-50℃和0.2-0.3mmHg下蒸出中间产物二苯基甲氧基膦。二苯基甲氧基膦和182.5g的2,4,6-三甲基苯甲酰氯在50-55℃反应4-5小时，得到产品TPO。副产物氯甲烷气体通过两级冷凝器冷却后加压液化收集。

在南通泰通化学公司的中国专利申请201310280911.X中，披露了以由二苯基氯化膦、乙醇和三乙胺合成的二苯基乙氧基膦为主要原料，与甲苯、2,4,6-三甲基苯甲酰氯共同反应后经升温熔融、冷却结晶、过滤、干燥后得产品。反应生成的氯乙烷未提及如何回收处理。

在已有的合成TPO的过程中，始终存在氯甲烷和氯乙烷的回收问题，由于其沸点太低，难于在常温下液化，因此需要冷冻及加压液化。同时需要精馏去除杂质后才能使用，给TPO合成的工业化带来环保压力和额外成本。

关于3-乙基-3-氯甲基氧杂环丁烷的应用及制备方法，WO 2013096918(2013年6月27日公开)、WO 2009054197(2009年4月30日公开)、WO 2007142236(2007年12月13日公开)披露介绍，采用3-乙基-3-环氧丙烷甲醇与甲基磺酰氯反应生成3-乙基-3-环氧丙烷甲醇甲磺酸酯，然后3-乙基-3-环氧丙烷甲醇甲磺酸酯与氯化锂反应，生成3-乙基-3-氯甲基氧杂环丁烷，总收率约70％。在此过程中，产生大量的有机废水，难于处理回收。

由此可见，在现有技术中，TPO的生产过程中始终存在大量有机废气氯甲烷和氯乙烷的回收问题，而3-乙基-3-氯甲基氧杂环丁烷的生产又涉及大量有机废水的回收处理问题。

发明内容