[发明专利]包括二烷基氧化锡的组合物和其作为用于合成(甲基)丙烯酸酯的酯交换催化剂的用途

说明书

本发明涉及包含二烷基氧化锡的组合物，其可以用作为用于合成(甲基)丙烯酸酯的酯交换催化剂。本发明还涉及用于在这种组合物存在时通过酯交换合成(甲基)丙烯酸酯的方法。

锡的有机衍生物，特别地二烷基氧化锡，如二丁基氧化锡(Bu₂Sn=O，在下文称为DBTO)，广泛地作为用于合成(甲基)丙烯酸酯的酯交换催化剂而描述在文献中。

DBTO以不溶于水并且几乎不溶于醇(如甲醇或者乙醇，或者氨基醇)、烃溶剂和(甲基)丙烯酸酯(如丙烯酸甲酯或者丙烯酸二甲基氨基乙酯)中的白色粉末形式存在。它慢慢地溶解在碱性溶液中；它溶于羧酸，与羧酸形成羧酸衍生物。

固体形式的DBTO广泛用于“间歇”类型酯交换方法中。虽然其使用在这种情况下是相对简单的，然而由于它的粉末状态(可能引起吸入显示出与锡的毒性有关的毒性的产品的风险)，它必须小心处理。

在连续的酯交换方法的情况下或者当需要连续引入DBTO时使用固体形式的DBTO被证明是更困难的。存在解决方案，例如使用经由蜗杆引入粉末的系统，但是这种技术方案是非常繁重的并且没有避免吸入锡基化合物的微粒的风险。

本申请人已经发现使用浓溶液形式的DBTO的简单并独创的方法。因此，变成易于使用单级泵以溶液形式连续地引入它，具有表现在容易加工和健康方面的所有优点。

锡有机衍生物，特别地DBTO和它的同系物用于合成(甲基)丙烯酸酯的用途，被广泛地描述在文献中。

可以提到专利申请JP56-104851，其描述了氧化锡，特别地DBTO用作在从甲基丙烯酸甲酯和叔丁基氨基乙醇合成甲基丙烯酸叔丁基氨基乙基酯的酯交换催化剂的用途。

专利US3642877描述了DBTO作为用于通过甲基丙烯酸甲酯和N,N-二甲基氨基乙醇之间的酯交换合成甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的催化剂的用途。DBTO以固体形式使用并且它只在已经进行水与甲基丙烯酸甲酯的共沸蒸馏以后被引入反应介质中以避免DBTO由于存在于反应剂中的水而引起的任何失活。

专利申请JP-A1-3-118352描述了通过在溶剂中在1.5-3个大气压下在作为催化剂的粉末状DBTO存在时的酯交换来合成(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯的方法，该溶剂对该反应是惰性的，如己烷。

在专利申请US2006/0173191中，已经提出以多个进料形式将酯交换催化剂(如DBTO)引入到反应器中，该催化剂以固体形式，或者作为与从反应器取出的反应粗产物的混合物形式，或以在甲基丙烯酸甲酯中的悬浮液形式被引入。在这些条件下，不建议以浓缩均匀溶液形式使用DBTO。

在专利申请JP2001-187763中，对应于目标(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯酸用于溶解二烷基氧化锡(在其以溶液形式被引入作为酯交换催化剂之前)，这可以避免当反应温度降低时任何固体的再沉淀或者沉积问题。

专利US7078560要求保护呈二锡氧烷形式的锡有机衍生物作为在合成(甲基)丙烯酸氨基醇酯中的酯交换催化剂的用途，以克服DBTO在N,N-二甲基氨基乙醇中，更通常在氨基醇中的不溶性问题。二锡氧烷通过有机氧化锡与它的相应的锡卤化物的反应获得。举例来说，八丁基四氯二锡氧烷(octabutyl tétrachlorodistannoxane)由DBTO和二丁基二氯化锡(Bu₂SnCl₂)进行制备。这种二锡氧烷可以以10质量%或更高浓度被溶解在N,N-二甲基氨基乙醇中。根据这种方法，DBTO，为了溶于N,N-二甲基氨基乙醇中，必须预先转化为另一种化学物质，即二锡氧烷，这引起该催化剂的复杂制备。

本申请人已经发现用于以相对浓的含量溶解二丁基氧化锡的更简单的方法，以便产生能够直接地用在酯交换反应中的催化溶液。

令人惊讶地，虽然DBTO不溶于醇和酯中，已经发现二丁基氧化锡溶于醇/(甲基)丙烯酸酯混合物中。这是例如单独存在的或在重酯存在时的醇和(甲基)丙烯酸甲酯或者(甲基)丙烯酸乙酯的混合物的情况，该重酯产生自(甲基)丙烯酸甲酯或者(甲基)丙烯酸乙酯和醇的酯交换反应。

由此本发明的目的是提供二烷基氧化锡的浓溶液，更特别地DBTO的浓溶液，其在环境温度下随着时间是均匀的和稳定的并且其满足工业车间法规的健康和安全要求。

本发明的目的还是提供可以用于通过酯交换合成(甲基)丙烯酸酯的包含DBTO或者同系物的催化组合物，该组合物预先使用可以用在这种合成中的纯化合物进行制备，其显示出在连续类型方法中或者当需要连续地引入催化剂时使用容易性，并且产生相对于固体DBTO或者它的同系物改善的选择性。