專利名稱：多羥基縮酮酯加合物、其制造方法和用途的制作方法
多羥基縮酮酯加合物、其制造方法和用途
背景
本公開內(nèi)容涉及多羥基縮酮加合物、它們的制造方法以及其用途。
目前許多已知的化學產(chǎn)品例如表面活性劑、增塑劑、溶劑和聚合物是通過不可再生的、昂貴的、石油源性或天然氣源性原料化合物制造的。原材料成本高以及未來供應的不確定性需要發(fā)現(xiàn)和開發(fā)可以從廉價的可再生的生物質(zhì)源性原料以及通過簡單化學方法制備的表面活性劑、增塑劑、溶劑和聚合物。
概述
發(fā)明人于此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于制造用于聚合物制劑中以及用于生產(chǎn)聚合物的化學添加劑、尤其是縮酮多元醇加合物的方法。該方法利用生物源性原料，尤其是多元醇和氧代羧酸例如丙酮酸、乙酰乙酸和乙酰丙酸以及它們的相關(guān)衍生物。這些化合物可以來源于能夠以工業(yè)規(guī)模制備的可再生的、非石油原料。由這兩種類型的材料生產(chǎn)的化學產(chǎn)品可以滿足對不基于石油或其他不可再生資源的廉價的、可再生的消費品和工業(yè)產(chǎn)品的需求。
因此，本文公開了一種用于制造聚縮酮加合物I的方法
權(quán)利要求
1.一種用于制造多羥基縮酮加合物I的方法
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酯化催化劑是硫酸、芳基磺酸、芳基磺酸水合物、對甲苯磺酸一水合物、甲烷磺酸、樟腦磺酸、十二烷基苯磺酸、高氯酸、氫溴酸、或鹽酸酯化催化劑、或包含前述催化劑中的至少一種的混合物、或四醇鈦、三醇鋁、醇錫(II)、羧酸錫、有機錫醇鹽、有機錫羧酸鹽、或包含前述催化劑中的至少一種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的方法，其中所述酯化催化劑是多相的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的方法，其中所述多元醇II與所述酮基羧基化合物III的所述酯化是在約100至約260°C的溫度下和在大氣壓下或在約10至小于760托的真空下進行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的方法，其中所述酮基羧酸酯IV在所述縮酮化之前不被分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的方法，其中所述酮基羧酸酯IV在所述縮酮化之前被分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述分離是通過洗滌或結(jié)晶以產(chǎn)生分離的、結(jié)晶的酮基羧酸酯IV。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述分離的、結(jié)晶的酮基羧酸酯IV在縮酮化之前被重結(jié)晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的方法，其中所述縮酮化催化劑是樟腦磺酸或多相陽離子交換樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的方法，其中所述縮酮化催化劑與所述酯化催化劑相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10所述的方法，其中所述酮基羧酸酯IV與所述多元醇V的所述縮酮化是在約60至約200°C的溫度下在真空下或在惰性氣體吹掃下進行的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10所述的方法，其中通過酮基羧酸酯IV的結(jié)晶從包含縮酮加合物I的所述縮酮化混合物分離過量的酮基羧酸酯IV。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10所述的方法，包括從包含縮酮加合物I的所述縮酮化混合物傾析過量的多元醇V。
14.一種組合物，包含: 基本上沒有過渡金屬；和 多羥基縮酮加合物1
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14所述的方法或組合物，其中 G是C2-32亞烷基、C2-32亞烯基、C4-8環(huán)亞烷基、C5-8環(huán)亞烯基、C6-12亞芳基或C2-32-(R12O)uR12-，其中每個R12是亞甲基、亞乙基、1，3-亞丙基或1，2-亞丙基，且u=l_31，每個R2獨立地是C1-3烷基， 每個R3、R4和R6各自獨立地是氫或C1-3烷基， 每個R7獨立地是C1-6亞烷基， 每個a獨立地=0-3， 每個b獨立地=0-1， 每個m獨立地=1-40，P=O-1l,q-n=0-10,且 n=l-12,條件是 p+n ≥ 2, q ≥ η,且 p+(q_n)+n=t。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15所述的方法或組合物，其中 G是C2-8亞烷基、C2-8亞烯基、C6-12亞芳基或C4-16-(R12O)uR12-，其中每個R12獨立地是亞乙基、1,3-亞丙基或1,2-亞丙基，且u=l-7， 每個R2獨立地是C1-3烷基， 每個R3、R4和R6獨立地是氫或C1-3烷基， 每個R7獨立地是C1-6亞烷基， 每個a獨立地=0-3， 每個b獨立地=0-1， 每個m獨立地是1-30，P=O-1l,q-n=0-10,且 n=l-12,條件是 p+n ≥ 2, q ≥ η,且 p+(q_n)+n=t。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16所述的方法或組合物，其中 p=0-9, q-n=l-8,且 n=l_10,條件是 p+n ≥ 2, q ≥ η,且 p+(q_n)+n=t。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17所述的方法或組合物，其中 p=0-7, q_n=l_6,且 n=l_8,條件是 p+n ≥ 2, q ≥ η,且 p+(q_n)+n=t。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18所述的方法或組合物，其中 G 是 C2-6 亞烷基或-(CH2CH2OCH2CH2)-， m=l至5,且 或者n=l且p=l,或者n=2且p=0。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-16所述的方法或組合物，其中 G是C2-8亞烷基或C4-9-(R12O)uR12-，其中每個R12獨立地是亞乙基、1，3-亞丙基或I, 2-亞丙基，且u=l_2, 每個R2獨立地是C1-3烷基， 每個R4獨立地是氫或C1-3烷基， 每個R7獨立地是C1-6亞烷基， 每個a獨立地是1-2， 每個b獨立地=0-1， 每個m獨立地=1-20，P=O-1l,q-n=0-10,且 n=l-12,條件是 p+n 彡 2,且 p+n=t。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20所述的方法或組合物，其中多羥基縮酮加合物I是
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法或組合物，其中 G是C2-16亞烷基、C2-16亞烯基、C6-12亞芳基或C2-16-(R12O)uR12-，其中R12是亞乙基或1，3-亞丙基，且u=l-15， 每個m獨立地=1-40， p=0-4,且 n=l-5,條件是 p+n=2-5。
23.根據(jù)權(quán)利要求21-22所述的方法或組合物，其中 G是C2-6亞烷基或C4-12- (R12O)UR12-，其中R12是亞乙基或1，3-亞丙基，且u=l_5，每個m獨立地=1-30,p=0-3，且n=l-4,條件是 n+p=2-4。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23所述的方法或組合物，其中G是C2-6亞烷基或C4-10- (R12O) UR12-，其中R12是亞乙基，且u=l_4，每個m獨立地是1-20，p=0-2，且n=l-3,條件是 n+p=2-3。
25.根據(jù)權(quán)利要求21-24所述的方法或組合物，其中G是C2-6亞烷基或C4-10- (R12O) UR12-，其中R12是亞乙基，且u=l_4，每個m獨立地=1-10,P=O,且n=l-3o
26.根據(jù)權(quán)利要求1-19所述的方法或組合物，其中多羥基縮酮加合物I是
27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法或組合物，其中多羥基縮酮加合物I是
28.根據(jù)權(quán)利要求1-27所述的方法或組合物，還包括酮基羧酸酯(IV)，
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法或組合物，其中酮基羧酸酯IV、羥基酮基酯VII或羥基縮酮酯VIII中的至少一種以基于所述組合物的總重量的0-10wt%的量存在。
30.一種聚合物組合物，包含: 聚合物；和 權(quán)利要求1-32所述的多羥基縮酮酯加合物I或組合物。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的聚合物組合物，其中所述聚合物是熱塑性的。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的聚合物組合物，其中所述聚合物是聚乳酸、聚氯乙烯、聚縮醛、聚烯烴、聚硅氧烷、聚丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、多芳基化合物、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚苯酞、聚縮醛、聚酐、聚乙烯醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚鹵乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、多磺酸鹽、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、或包括前述有機聚合物中的至少一種的組合。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的聚合物組合物，還包括添加劑，其中所述添加劑是抗氧化齊 、抗臭氧劑、熱穩(wěn)定劑、脫模劑、染料、顏料、抗菌劑、食用香料、香料分子、芳香族化合物、堿化劑、PH緩沖液、調(diào)節(jié)劑、螯合劑、溶劑、表面活性劑、乳化劑、泡沫促進劑、助水溶物、增溶齊U、懸浮劑、濕潤劑、促進劑、紫外線吸收劑、或包括前述添加劑中的至少一種的組合。
34.一種聚酯，包括衍生自羧二酸與權(quán)利要求1-29的所述多羥基縮酮加合物I或組合物的聚合的酯單元。
35.一種聚碳酸酯，包括衍生自碳酸酯前體與權(quán)利要求1-29的所述多羥基縮酮加合物I或組合物的聚合的碳酸酯單元。
36.一種組合物，包含氨基樹脂與權(quán)利要求1-29的所述多羥基縮酮加合物I或所述組合物的反應產(chǎn)物。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的組合物，其中所述氨基樹脂是三聚氰胺-甲醛樹脂、脲-甲醛樹脂、苯并胍胺-甲醛樹脂、甘脲-甲醛樹脂、甲基化三聚氰胺-甲醛樹脂、丁基化三聚氰胺-甲醛樹脂、甲基化脲-甲醛樹脂、或其組合。
38.一種聚氨酯或聚脲，包括衍生自聚異氰酸酯與權(quán)利要求1-32的所述多羥基縮酮加合物I或所述組合物的聚合的氨基甲酸乙酯單元，且任選地還包括脲單元。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是剛性固體。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是柔性固體。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是剛性泡沫。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是半剛性泡沫。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是柔性泡沫。
44.根據(jù)權(quán)利要求38所述的聚氨酯或聚脲，其中所述聚氨酯或聚脲是粘彈性泡沫。
45.一種多元醇制劑，包含: 權(quán)利要求1-29的所述多羥基縮酮加合物I或所述組合物； 水；和 添加劑。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的多元醇制劑，其中所述添加劑是催化劑、發(fā)泡劑、阻燃劑和表面活性劑中的至少一種。
47.一種包覆基材，包括: 具有表面的基材；和 涂層，其布置在所述表面上，其中所述涂層包含: 聚合物粘合劑，其包含權(quán)利要求1-29的多羥基縮酮加合物I的反應產(chǎn)物；和 任選的顏料或染料。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的包覆基材，其中所述涂層是干膜。
49.一種包覆基材的方法，包括: 使包含以下的涂層組合物: 聚合物粘合劑，其包含權(quán)利要求1-29的多羥基縮酮加合物I的反應產(chǎn)物， 載體相，和 任選的顏料或染料， 與所述基材的表面進行接觸以形成涂層；和干燥所述涂層。`
全文摘要
本文公開了通過在烴多元醇和至少1.5當量的酮基羧基之間形成酯以生產(chǎn)中間體酮基羧酸酯而獲得的多羥基縮酮加合物。然后，中間體聚酮基羧酸酯被縮酮化以生產(chǎn)多羥基縮酮加合物，該多羥基縮酮加合物可以用于提供聚合物組合物。
文檔編號C07D319/06GK103189372SQ201180052755
公開日2013年7月3日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者B·D·馬倫, M·D·斯考特, C·M·雷畢格, M·J·特喬沙, D·J·揚特茲 申請人:賽格提斯公司