[发明专利]用于聚酯醇合成的催化剂

说明书

本发明涉及用于聚酯醇合成的催化剂，以及二硫代化合物作为制备聚酯多元醇的催化剂的用途。

本发明涉及用于聚酯醇合成的催化剂，以及二硫代化合物作为制备聚酯多元醇的催化剂的用途。

原则上，用于制备酯的催化剂是本领域众所周知的。例如，FR1359112记载了使用锡催化剂来制备基于锡催化剂的二酯，其中使用例如二硫代丙酸作为酯化小化合物的离析物。

在本发明中，术语“催化剂”是指提高化学反应的反应速率的化合物。与术语“催化剂”的通常定义不同，本发明的化合物可通过(化学)掺入产物中而被(至少部分)消耗。因此，聚酯醇产物可含有微量的催化剂化合物。

聚酯醇(也称为“聚酯多元醇”或简称“PESOL”)是一类众所周知的化合物，其可例如用于合成聚氨酯(PU)。

聚酯醇通过二羧酸(或衍生物，如酯或酸酐)与二醇(或多元醇)之间的缩聚反应，或通过环状酯(例如内酯、环状碳酸酯)的开环聚合而获得；这记载在例如M.Ionescu,“Chemistry and technology of polyols for polyurethanes”,Rapra TechnologyLtd.,2005,第8.1章中。

聚酯醇通常使用金属络合物作为催化剂来制备。最常见的催化剂基于钛或锡(例如钛酸四丁酯或辛酸亚锡)。TTB和SDO显示出高的反应活性，并能够缩短循环时间；这些催化剂通常不与产物分离。

然而，对于聚酯醇的许多应用，例如食品或医学相关的应用，如果产物中含有微量的来自催化剂的金属，这是很大的缺点。如果金属催化剂保留在多元醇中，则它们仍具有催化活性并且负面地影响聚氨酯反应的反应性(它们实际上增加了不希望的反应性)。金属催化剂确实同时引起多元醇向二酸和二醇的逆反应，因此降低了聚酯醇的耐水解性。

同样从生态学和可持续性的角度考虑，非常希望避免使用含金属的催化剂。然而，遗憾的是，用于制备聚酯醇的具有足够高的反应性的无金属催化剂体系在本领域中是未知的。

US 2 698 340公开了在制备酯——其可用作多种树脂的增塑剂——的方法中使用含硫催化剂，优选月桂基硫醇、正庚基硫醇或异辛基硫醇。但是，需要大量的催化活性化合物。此外，已知硫醇具有难闻的气味，这对于大多数应用是不可接受的。

还已经记载了使用对甲苯磺酸作为制备PESOL的催化剂，但是在这种情况下，也需要非常大量的酸化合物，这使得该方法不经济且不生态。因此，在本领域中需要可在聚酯醇的制备中有效地用作催化剂并且不含金属的化合物。

其他催化体系的缺点在于，它们基于例如卤代有机化合物，考虑到环境友好地制备，应避免使用卤代有机化合物。例如，US 4,996,178记载了基于磷化合物、酸受体和至少一种卤代化合物的催化剂体系。

现已出人意料地发现，特定的二硫代结构物(如3,3’-二硫代丙酸或二苄基二硫化物)是合成聚酯醇的高活性催化剂。

此外，当使用本发明的催化结构物时，所得产物在例如TPU形成中没有显示出增加的反应性。

此外，由于本发明的催化剂化合物的无金属结构，产物不含微量金属，且几乎没有气味。

因此，本发明的目的是含有结构要素-CH₂-S-S-CH₂-的化合物作为制备聚酯醇的催化剂的用途。

本发明的另一个目的是通过使至少一种二羧酸与至少一种二醇或多元醇反应来制备聚酯醇的方法，其中将至少一种含有结构要素-CH₂-S-S-CH₂-的化合物用作催化剂，以及可由本发明的方法获得的聚酯醇用于制备聚氨酯的用途。

在本发明的一个实施方案中，含有结构要素-CH₂-S-S-CH₂-的化合物为式I的化合物