[发明专利]生产热塑性聚噁唑烷酮聚合物的方法

说明书

生产热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)存在下在溶剂(E)中的共聚，其中双环氧化合物(B)包含异山梨醇二缩水甘油醚，其中催化剂(C)选自碱金属卤化物和碱土金属卤化物和过渡金属卤化物，化合物(D)选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物，并且其中所述方法包括步骤(α)：将溶剂(E)和催化剂(C)置于反应器中以提供混合物，和在步骤(β)中将二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)添加到获自步骤(α)的混合物中。本发明还涉及所得热塑性聚噁唑烷酮。

生产热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括二异氰酸酯化合物(A)与双环氧化合物(B)在催化剂(C)和化合物(D)存在下在溶剂(E)中的共聚，其中双环氧化合物(B)包含异山梨醇二缩水甘油醚，其中催化剂(C)选自碱金属卤化物和碱土金属卤化物和过渡金属卤化物，化合物(D)选自单官能异氰酸酯、单官能环氧化物，并且其中所述方法包含步骤(α) 将溶剂(E)和催化剂(C)置于反应器中以提供混合物，和在步骤(β)中将二异氰酸酯化合物(A)、双环氧化合物(B)和化合物(D)添加到获自步骤(α)的混合物中。本发明还涉及所得热塑性聚噁唑烷酮。

噁唑烷酮是制药应用中广泛使用的结构基元并且环氧化物和异氰酸酯的环加成看起来是其方便的一锅法合成路线。昂贵的催化剂、反应性极性溶剂、长反应时间和低化学选择性在关于噁唑烷酮合成的早期报告中常见（M. E. Dyen和D. Swern, Chem. Rev.,67, 197, 1967）。由于这些缺点，需要用于生产噁唑烷酮的替代性方法，尤其是对于噁唑烷酮作为聚合物应用中的结构基元的应用。

EP 16703330.7公开了具有热稳定性的热塑性聚噁唑烷酮、生产热塑性聚噁唑烷酮的方法，其包括在单氨基甲酸酯、单异氰酸酯和/或单环氧化合物作为链调节剂和具有≤9的pKb值的合适碱作为催化剂存在下使双氨基甲酸酯或二异氰酸酯化合物与双环氧化合物反应的步骤。聚噁唑烷酮通过缩聚路线获得，其中双氨基甲酸酯和双环氧化物在分批模式或半分批模式中在胺催化剂存在下反应。在第二步骤中加入链基团调节剂。

此外，一个实施例公开了通过加聚路线形成聚噁唑烷酮，其中在半分批法中将二异氰酸酯化合物添加到双环氧化合物和催化剂的混合物中。在16小时后，将单官能异氰酸酯化合物添加到聚噁唑烷酮混合物中。总反应时间为22小时。

专利申请WO 2018/141743 A1公开了通过控制5-噁唑烷酮和4-噁唑烷酮区域异构体的区域选择性来生产具有略微提高的动力粘度和提高的热稳定性的热塑性聚噁唑烷酮的方法。聚噁唑烷酮通过缩聚路线获得，其包括至少一种双氨基甲酸酯化合物与至少一种双环氧化合物在至少一种碱、至少一种路易斯酸催化剂和任选至少一种链基团调节剂存在下，其中链基团调节剂包含单氨基甲酸酯基团、单异氰酸酯基团和/或单环氧基团，且其中所述碱具有≤ 9的pKb值。在第一步骤中，使双氨基甲酸酯化合物与双环氧化合物在分批法中在碱和路易斯酸催化剂存在下反应，接着在第二步骤中加入单官能链基团调节剂。

科学出版物J. Polym. Sci. 8 (1970) 2759-2773公开了由各种双环氧化物和各种二异氰酸酯在碱金属卤化物催化剂存在下制备的聚噁唑烷酮。将等摩尔量双环氧化物和二异氰酸酯的溶液在回流条件下在1小时内逐滴添加到含有溶解在DMF中的LiCl催化剂的反应器中，随后在回流条件下进行12至23小时的后反应以完成该反应。没有公开单官能链基团调节剂的加入。

本发明的目的因此是找出用于制备与通过加聚路线制成的已知热塑性聚噁唑烷酮相比具有改进的热稳定性的热塑性聚噁唑烷酮的优化和简单的方法，尤其是开发合适的工艺条件。合成的热塑性聚噁唑烷酮在高达240℃至260℃的温度下几分钟的高热稳定性对需要在高于热塑性聚噁唑烷酮材料的玻璃化转变温度下进行的后续挤出和注射成型工艺至关重要。