[发明专利]由磷酸钠钡或磷酸钾钡催化的烷氧基化方法

说明书

本发明涉及一种烷氧基化方法，在该方法中，一种或多种烯化氧，在催化有效量的磷酸钠钡或磷酸钾钡存在下，与一种或多种有活性氢原子的化合物反应。在某些优选的实施方案中，本发明涉及用作非离子表面活性剂的烷氧基化产品的制备方法。

许多种产品，例如用作非离子表面活性剂、润湿和乳化剂、溶剂、润滑剂和化学中间体，是通过烯化氧(环氧衍生物)与有一种或多种活性氢原子的有机物加成反应制备的。例如，可特别提到链烷醇乙氧基化物和烷基取代酚乙氧基化物是通过环氧乙烷与链烷醇或有6-30个碳原子的取代酚反应制备的。这些乙氧基化物和较小程度上对应的丙氧基化物以及含有混合氧乙烯基和氧丙烯基的化合物被广泛地用作为工业和民用洗涤配方中的非离子洗涤组份。又例如，氧化丙烯与多元醇的加成反应可提供制备聚氨酯产品的中间体。

通过加成一定数量(n)环氧乙烷分子(分子式II)到单一链烷醇分子(分子式I)来制备链烷醇乙氧基化物(由下面分子式III表示)的一个具体说明由下列方程式表示：在上述具体说明中，一种典型的烷氧基化方法生成具有不同数目烯化氧分子的烷氧基化分子(例如，在分子式III中有不同的加成数n)混合物。

本发明特别涉及一种采用磷酸钠钡或磷酸钾钡来催化烯化氧加成反应的烷氧基化方法。

钡和其它碱土元素的多种化合物被认为是烷氧基化催化剂。例如，已报道某些钡、锶、钙的化合物作为烷氧基化反应的催化剂(例如，美国专利3,752,857号，4,134,854号，4,223,164号，4,306,093号，4,239,917号和已公布的欧洲专利申请0026544,0026546,0026547)。美国专利4,210,764号描述了在钡化合物催化作用下，利用甲酚进一步促进烷氧基化反应。美国专利4,302,613号描述了钡和锶的化合物与助催化剂(如氧化钙，碳化钙，氢氧化钙，金属镁，氢氧化镁，氧化锌和金属铝)相结合的催化剂体系。

因此，本发明的目的是含有活性氢原子有机化合物的烯化氧加合物的制备方法，即在催化有效量的磷酸钠钡或磷酸钾钡存在下使烯化氧反应物(含有一种或多种邻位烯化氧)与活性氢反应物(含有一种或多种活性氢的有机化合物)接触并反应。

已发现，采用磷酸钠钡催化剂的烷氧基化方法在一个或许多方面优于采用其它钡化合物催化剂的常规烷氧基化方法。

一个重要方面是本发明的方法提供的产品，其烯化氧加合物的分布与使用含钡和/或磷催化剂的先有技术方法的产品加合物分布不同。任何烯化氧加成反应都生成多种含有不同数量加合物的烷氧基化分子混合物(例如，上例中分子式III提供的烯化氧加成数n)。在本领域周知，产品混合物中不同烯化氧加合物的分布是一个在许多方面决定烷氧基化产品性质的因素，而且人们努力使产品加成数分布适合产品的预定功能。

在某些优选的实施方案中，本发明涉及到具有增强选择性特点的制备特定烷氧基化混合物(包括有价值的链烷醇烷氧基化混合)的方法，在该特定烷氧基化混合物中，很大比例烷氧基化分子的烯化氧加成数在比较小的数值范围内。例如，在一个实施方案中，本发明制备链烷醇反应物的乙氧基化物的方法是在含有催化有效量的磷酸钠钡烷氧基化催化剂存在下，使链烷醇反应物与乙氧基化反应物相接触。该方法的链烷醇乙氧基化产品具有极窄的氧化乙烯加合物分布。

本发明以发现烷氧基化方法使用的特定种类的催化剂为中心。除了使用这类催化剂，通常本发明的方法可适应采用众所周知的烷氧基化反应工艺中相同反应物，在相同的工艺过程和反应条件下进行。然而，某些优先选择可以表示为特定的反应物、过程和条件。

因此，举例来说，本发明可较好地应用于采用含有一种或多种邻位烯化氧的烯化氧(环氧衍生物)为反应物的过程，特别是该反应物含有低级烯化氧，更加特别是在碳2到碳4的范围内。通常，烯化氧由下式表示：式中，各个R¹，R²，R³和R⁴可单独选自氢和烷基。更好是采用含有环氧乙烷，氧化丙烯或两者混和物为反应物，特别是采用基本上由环氧乙烷或氧化丙烯或两者混合物组成的反应物。烷氧基化方法的实施，从工业上成功的可能性和从使用本发明制备具有独特的烯化氧加合分布的产品而获经济效益来看，最好是采用基本上由环氧乙烷组成的烯化氧反应物。