[发明专利]制备二甲酰胺或多甲酰胺的方法

说明书

本发明涉及通过使至少一种伯二胺或多胺与二氧化碳在氢气和至少一种选自非均相催化剂和均相催化剂或其混合物的催化剂的存在下反应来制备至少一种包含至少两个–NHCHO基团的二甲酰胺或多甲酰胺的方法。本发明进一步涉及二甲酰胺或多甲酰胺和它们用于不同目的的用途，以及包含所述二甲酰胺或多甲酰胺的双组分体系。

本发明涉及通过相应的胺与二氧化碳（CO₂）在氢气（H₂）存在下的反应制备二甲酰胺或多甲酰胺的方法。

聚氨酯聚合物是公知的，并用于从结构制品和发泡制品到涂料的广泛应用。这些聚合物通过多异氰酸酯与含有具有至少两个Zerewitinoff活性氢原子的化合物的组合物反应来制备。聚氨酯聚合物的物理性质在很大程度上由这些组合物来限定。通常，使用胺扩链剂以便将脲基团引入聚合物中，这导致所谓的硬链段，所述硬链段对聚合物的物理性质具有有益效果。

通过多异氰酸酯与多胺的反应形成的纯聚脲聚合物也是已知的。

胺扩链剂的主要缺点是胺的高亲核性导致其具有高反应性。存在许多市售的反应性较低的胺。但是，由于与脂族胺相比芳族胺的亲核性较低，因此它们中的大多数是芳族胺。为了实现甚至更低的反应性，它们中的大多数是取代的芳族胺，如4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)、二乙基甲苯二胺或二甲硫基甲苯二胺。遗憾的是，此类芳族二胺导致聚合物变色，这在许多应用中是不期望的，并且它们还会与异氰酸酯，尤其是与芳族异氰酸酯快速反应。

还已知一些含有Zerewitinoff活性氢原子的脂族胺具有较低的反应性，例如可以通过二胺和马来酸的加成反应获得的聚天冬氨酸类（polyaspartics）。此类胺特别可用于其中不期望变色的涂料应用。

另一类反应性较低的含有至少两个Zerewitinoff活性氢原子的脂族胺是甲酰胺封端化合物类别。在WO 2011/006607 A2中描述了基料（binder）体系，其含有此类含甲酰胺化合物。特别地，公开了以相应的二胺和/或多胺开始制备甲酰胺封端化合物的各种途径。所提及的反应物包括甲酸或甲酸衍生物，如甲酸酯、酰胺、酸酐或一氧化碳。形成甲酰胺封端化合物的一种替代的公开途径经由甲酰胺在强碱存在下的烷基化来进行，所述强碱导致形成甲酰胺阴离子。但是，形成甲酰胺封端化合物的优选途径是二胺和过量的甲酸烷基酯的反应，同时移除所形成的烷基醇。

Thanh等人，Angew. Chem. Int. Ed.2015, 54, 9209-9212，描述了通过使用Ph₂SiH₂用二氧化碳（CO₂）将胺甲酰化的方法，由于氢气要求苛刻的反应条件，如气体混合物的高压以及高反应温度，阻碍了氢气作为还原剂的广泛应用。

EP 3 260 441 A1描述了使用二氧化碳（CO₂）和氢气制备甲酰胺化合物的通用方法。实施例均未公开有机伯二胺，其可以用作扩链剂以便在聚氨酯结构中引入脲基团。

EP 2 275 467 A1描述了衍生自甲酰胺封端化合物和异氰酸酯的NCO-封端预聚物。所公开的用于形成甲酰胺封端化合物的途径经由甲酸乙酯与过量的酯和所形成的乙醇的去除来进行。

有趣的是，反应物甲酸和甲酸衍生物可以获自可再生原材料二氧化碳（CO₂）。实际上，在化学工业中强烈期望使用CO₂作为可再生的C1-构建单元。

但是，在经由反应物甲酸或甲酸衍生物的二甲酰胺合成中并入CO₂作为原材料需要附加的合成和提纯步骤。此类步骤使整个工艺变得复杂。因此，合意的是寻找在含有Zerewitinoff活性氢原子的二甲酰胺或多甲酰胺的合成中直接使用CO₂作为反应物的途径。

因此，本发明的目的是提供制备含有Zerewitinoff活性氢原子的二甲酰胺或多甲酰胺的直接方法，该方法从伯二胺或多胺开始，并使用CO₂作为反应物。