[发明专利]制备烷基咪唑啉酮(甲基)丙烯酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种方法用以制造下式化合物：其中：-R¹表示氢或甲基；-A及B各表示直链或支链的C₂-C₅亚烷基，该方法由至少一种下式的(甲基)丙烯酸酯：其中：-R¹具上述定义；及-R²表示C₁-C₄烷基，与下式的杂环醇反应：其中A及B具上述定义。

此类式(I)化合物在聚合物结构中的地位已为已知，它们可用于涂覆和粘合剂，尤其在美国专利US-A-2,871,223的处理纸张和织物，同时其可用为处理皮革的试剂，及制造乳液涂料。乙基咪唑啉酮甲基丙烯酸酯(EIOM)主要用为湿式粘合促进剂。

上述方法可由欧洲专利申请EP-A_0,236,994得知，其催化剂是选自醇钛如钛酸四烷基酯，及Ti，Zr，Fe或Zn与1，3-二羰基化合物的螯合物。

由欧洲专利申请EP-A-0,433,135亦可知，对此一相同反应使用的催化剂有氧化二烷基锡，二烷基二烷醇锡及二烷基锡二酯。氧化二正丁基锡(DBTO)亦可能在其他文献中被提及。此反应利用此类催化剂进行具选择性并且可转到工厂规模施行。

但是，在合成EIOM之具体例中，寻求对羟乙基咪唑啉酮(HEIO)达到可能的最完全转化，其中以DBTO为催化剂且需要至低103℃的温度，这是难与反应介质的低热稳定性相容的。

因此，人们在寻求一种可容许较低温度，不同于DBTO及其类似物的催化剂。至今已发现使用钙与一种1，3-羰基化合物的螯合物，尤其是乙酰丙酮化钙(Ca(ac-ac)₂)，或此类螯合物与锡的二烷基氧化物，二烷基二烷醇盐及二烷基二酯的至少其中一种混合，可能使反应在温度低于100℃施行(尤其是95℃-96℃)，且同时由EIOM的收率及HEIO的转化率观点而言具有可比较性的结果。

本发明的主题是制造如上述定义的式(I)化合物的方法，在至少一种选自钙与1，3-二羰基化合物的螯合物存在下进行。

在二羰基化合物的实例中可提及一种β-酮酸的酯类，如乙酰乙酸酯，或一种1，3-二酮如乙酰丙酮、3-甲基乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、二苯甲酰甲烷、2，4-己二酮、3，5-庚二酮、3-苯基乙酰丙酮、4，4，4-三氟-1-苯基-1，3-丁二酮、2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮、1，1，1-三氟-5，5-二甲基-2，4-己二酮及1，1，1-三氟-2，4-戊二酮。根据本发明，尤其是乙酰丙酮化钙可视为一种有效的催化剂。

如式(II)反应物的实例中，可特别地被提及者有丙烯酸和甲基丙烯酸的甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和异丁基酯。

如式(III)的杂环醇之一实例中，特别地被提及者为1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉酮(HEIO)。

根据本发明，施行本方法所使用的催化剂量一般为每摩尔式(III)杂环醇约0.05％和2％摩尔之间，较佳约为0.1和1摩尔％之间。

更甚者，其可更优异地使用至少一种附加的催化剂，选自锡的二烷基氧化物，二烷基二烷醇盐及二烷基二酯，尤其是氧化二正丁基锡(DBTO)。附加的催化剂量与钙螯合物型的催化剂相同。

根据本发明，此反应可施行于存在有过量的一种或其他反应物的情况下。但是，建议的式(II)(甲基)丙烯酸酯/式(III)杂环醇的摩尔比为约1.1至7.0之间，较佳在2.0至6.0之间。总而言之，当本方法是于(甲基)丙烯酸酯相对于杂环醇摩尔倍数极大过量时，可得到式(I)化合物于(甲基)丙烯酸酯中的溶液，其可直接用于某些应用中，如得到涂料和涂覆层或可用于处理皮革。

根据本发明，此方法较佳于存在有至少一种聚合作用抑制剂时进行反应，其所使用的量为基于式(III)杂环醇重量的例如0.05至0.5％重量。可使用的聚合作用抑制剂实例中，特别被提及者为吩噻嗪、对苯二酚甲基醚、二叔丁基邻苯二酚、对苯二酚、对苯胺基酚、对亚苯基二胺及其按各种比例的混合物。

根据本发明，此方法较佳于不高于常压的压力进行反应，例如介于0.3及1巴之间。此反应较有利的是于空气气泡中进行。其进行是混合式(II)的(甲基)丙烯酸酯与式(III)的杂环醇，加热此反应混合物至回流，一般于约85至100℃的温度，此温度取决于醇和(甲基)丙烯酸酯的具体性质及所使用的催化剂体系。