[发明专利]2-辛基-3,4-二(7-异氰酸酯庚基)-1-己基环己烷及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及2-辛基-3，4-二(7-异氰酸酯庚基)-1-己基环己烷(以下简称PRO1400)及其制备方法，和用于生产各种助剂的用途。本发明也涉及脂肪族异氰酸酯的制备方法。

背景技术

在已经检索的文献中，主要有由低分子量的脂肪酸或胺制备相应的异氰酸酯或2-庚基-3，4-二(9-异氰酸酯壬基)-1-戊基环己烷(DDI1410)的制法，但一般都采用光气法，用叠氮化钠法也仅见到低分子量脂肪族异氰酸酯。光气法的缺点是工艺条件苛刻、毒性大、不易工业化、收率低、易发生副反应、给后处理带来不便，如易发生生成的异氰酸酯与原料胺之间的反应。用叠氮化钠法文献报道可制低分子量脂肪族异氰酸酯，但未见到用于PRO1400的制备。

发明内容

本发明发明人对异氰酸酯类化合物进行了广泛深入的研究，结果令人惊奇地发现一种新的脂肪族异氰酸酯，即2-辛基-3，4-二(7-异氰酸酯庚基)-1-己基环己烷，它具有和另一个脂肪族异氰酸酯DDI1410一样优异的性能，是生产聚氨酯清漆，涂料，弹性体，胶粘剂，纺织整理剂，火箭推进剂等的重要组分。

另一方面，本发明提供了一种制备脂肪族异氰酸酯的方法，特别是制备PRO1400的方法，该方法包括由下式二聚酸

其中m为6-9的整数，优选为7，

n为3-6的整数，优选为5，

经催化加氢得到饱和二聚酸，接着与酰氯化剂如氯化亚砜反应得到相应的酰氯，然后再与叠氮化钠反应得到相应的叠氮化物，再经异构化分解得目标产物。

根据本发明，可以在同一溶剂中完成加氢、酰氯化、叠氮化、异构化四步反应。

在本发明的一个实施方案中，该方法包括从二聚酸经催化加氢得到饱和二聚酸，接着在同一溶剂中酰氯化，再接着在同一溶剂中叠氮化，再异构化成异氰酸酯，其特征在于：

①在第一步中，于室温至280℃催化氢化二聚酸得饱和二聚酸

②在第二步中，由①得到的饱和二聚酸在同一溶剂中与氯化亚砜反应生成相应的酰氯；

③在第三步中，由②得到的酰氯在同一溶剂中与叠氮化钠反应生成相应的叠氮化物；

④在第四步中，由③得到的叠氮化物不经分离，进行异物化分解，生成粗产品，再经减压分子蒸馏得成品。

在本发明中步骤①可以下列途径进行：

将二聚酸(或含二聚酸的混合物)加到耐压反应釜中，再加入催化剂和惰性溶剂，于室温到280℃反应4-20小时，氢压为0.1至3.0MPa，优选的条件为温度150～210℃，压力1.5～2.5MPa，时间4-10小时，最优选的条件为温度180～200℃，压力1.8～2.2MPa，时间6～8小时。

本步反应所用惰性溶剂为对二聚酸溶解性较好的惰性溶剂，该溶剂不能与氯化亚砜等酰氯化剂、叠氮化钠反应，可选用的溶剂是脂肪烃、芳烃或烷芳烃，醚类。这些溶剂的例子为：戊烷、已烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷和高级直链或支链脂肪烃和其混合物，如石油英或石油醚、醚，苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯、乙苯、二乙苯，也可使用它们的混合物，优选的溶剂为二甲苯、三甲苯或沸点在100℃-180℃的上述溶剂。

本步反应所用催化剂为载于合适载体的铂族金属，如钯、铂、铑或钌，优选钯或铂。合适的载体为活性炭、SiO₂、Al₂O₃和其它载体。最优选使用钯/活性炭催化剂。以原料计，铂族金属/载体催化剂的使用量为铂族金属0.1至10wt％，优选1～2wt％。

本步方法得到的混合物经过滤、干燥后直接用于下一步反应。

本发明步骤②中，步骤①得到的产物可直接使用，溶剂不变，用2～10摩尔量的氯化亚砜与之反应，温度为室温至90℃，时间2-10小时，优选2.1～5摩尔量，温度60～80℃，时间6～8小时。

本发明步骤③中，步骤②得到的产物脱除过量的氯化亚砜后可直接与2～3摩尔量的叠氮化钠反应，溶剂不变，温度为室温至150℃，时间1～24小时，优选2.1～2.4摩尔量，温度80～140℃，时间10～16小时。

本发明步骤④中，步骤③得到的产物脱除氯化钠后可直接加热直至无气体产生，温度为50～150℃，优选100～140℃，时间5～80小时，优选10～50小时，所得混合物脱除溶剂后，再减压蒸馏，优选分子蒸馏。

上述各步反应中的惰性溶剂可以相同，也可以不同；优选上面所述的溶剂相同。