[发明专利]在作为溶剂的碳酸二烷基酯中制备异氰酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种通过使伯胺与光气在溶剂中反应来制备异氰酸酯的方法，所述溶剂包含碳酸二烷基酯。

本申请是申请日为2015年4月21日，申请号为201580020798.9，发明名称为“在作为溶剂的碳酸二烷基酯中制备异氰酸酯的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种通过使伯胺与光气在溶剂中反应来制备异氰酸酯的方法。

背景技术

由胺和光气制备异氰酸酯是已知的。根据胺的类型，反应在气相或液相中，分批和连续地进行(W.Siefken.Liebigs Ann.562,75(1949))。通过有机伯胺与光气的反应来连续制备有机异氰酸酯已记载多次，并在工业规模上进行(参见UllmannsderTechnischen Chemie,卷7(Polyurethane),第3修订版,Carl Hanser Verlag,Munich-Vienna,76页之后(1993))。特别地，在工业上制备芳族异氰酸酯TDI(甲苯二异氰酸酯)和MDI(亚甲基二苯基二异氰酸酯)、PMDI(多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯)和MDI与PMDI的混合物，以及脂族异氰酸酯HDI(六亚甲基二异氰酸酯)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。

如今芳族二异氰酸酯MDI和TDI以及脂族二异氰酸酯HDI和IPDI的工业合成实际上仅以连续方法来进行。在产生连续流的多个容器中进行该反应的连续方法记载于，例如DE844 896中。通常，所述方法的连续实施方案具有两个阶段。在光气化的第一阶段中，胺与光气反应以形成相应的氨基甲酰氯和氯化氢和胺盐酸盐。胺与光气的反应是非常迅速、强放热的，并且即使在很低的温度下也能进行。为了使副产物和固体形成物最少，因此，胺和光气，两者均任选地与有机溶剂一起，必须快速地混合，为此，第一光气化阶段通常在混合装置、优选在喷嘴中进行。光气化的第二阶段包括氨基甲酰氯分解成期望的异氰酸酯和氢化氯，以及胺盐酸盐光气化形成氨基甲酰氯。第二光气化阶段的温度通常高于第一光气化阶段的温度。

作为溶剂，迄今为止已使用氯化芳族烃，如二氯苯、氯苯、三氯苯或其混合物；芳族烃或脂族烃，如甲苯、二甲苯、苯、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷、联苯；酮，如2-丁酮、甲基异丁基酮；酯，如间苯二甲酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯；腈，如乙腈；以及环丁砜。然而，在此获得的异氰酸酯收率仍能够提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过使伯胺与光气在液相中反应来制备异氰酸酯的改进方法。

出人意料地已发现，碳酸二烷基酯特别适合作为伯胺光气化得到异氰酸酯的溶剂。试验已表明，在作为溶剂的碳酸二烷基酯中获得的异氰酸酯收率比在其他溶剂(例如氯代芳族化合物)中的更高。在碳酸二烷基酯和氯代芳族化合物的混合物中也获得更高的异氰酸酯收率。这是更出人意料的，因为本领域技术人员可预期到伯胺将与碳酸二烷基酯反应以形成氨基甲酸酯，结果异氰酸酯收率必然会降低。

作为获得更高异氰酸酯收率的可替代方案，还可在过量较少的光气或在较低的稀释度下进行，而获得相同的异氰酸酯收率。

因此，本发明提供一种通过使伯胺与光气在溶剂中反应来制备异氰酸酯的方法，其中所述溶剂包含碳酸二烷基酯。

合适的碳酸二烷基酯为对称的或不对称的碳酸二-C₁-C₆烷基酯。优选的碳酸二烷基酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二正丙酯和碳酸二异丙酯。

碳酸二烷基酯可以以与其他溶剂混合的形式存在。合适的其他溶剂为氯化芳族烃，如一氯苯、二氯苯、三氯苯或其混合物；芳族烃或脂族烃，如甲苯、二甲苯、苯、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷、联苯；酮，如2-丁酮、甲基异丁基酮；酯，如间苯二甲酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯；腈，如乙腈；以及环丁砜。

优选的其他溶剂为氯化芳族烃，如一氯苯、二氯苯、三氯苯或其混合物。优选一氯苯和邻二氯苯。其他溶剂可以10至90重量％、优选10至50重量％的量存在，基于溶剂的总和(碳酸二烷基酯加上其他溶剂)计。