[发明专利]一种三（2-羟乙基）异氰尿酸酯的制备方法

说明书

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种三(2‑羟乙基)异氰尿酸酯的制备方法，包括如下步骤：将氰尿酸和环氧乙烷在催化剂I、催化剂II、溶剂的存在下进行反应，得到所述三(2‑羟乙基)异氰尿酸酯；所述其中一种关键的催化剂是一种“硬酸”(软硬酸碱理论)，加入量为氰尿酸质量的0‑3％。本发明提供的制备方法能极大地减弱EO参与的聚合副反应，大大提升产品收率和纯度。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的制备方法。

背景技术

三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(商品名：赛克)是一种三官能团的活性有机小分子，其可作为中间体用于涂料、增塑剂、阻燃剂、固化剂、医药农药中间体的合成。

以氰尿酸与环氧乙烷(EO)为原料合成赛克最早由美国Allid公司报道，其反应方程式如下所示，氰尿酸在碱性催化剂作用下失去质子后形成N负离子，进攻环氧乙烷得到产物。伴随的副反应为产物赛克在碱性高温体系下的分解产物2-噁唑啉酮、EO自聚、产物进一步和EO聚合形成的低聚物、溶剂与EO的低聚物(醇醚类溶剂为反应溶剂时)。因此，反应溶剂种类和催化剂的选择对产物收率和纯度影响较大。

现有赛克合成工艺中多采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应溶剂，不加催化剂或额外加无机强碱如NaOH作为催化剂，纯品收率(高效液相色谱定量分析收率)约70-80％。由于DMF自身分解产生的碱性物质也可以引发EO自聚，导致收率不稳定，工艺批次稳定性差，操作窗口窄。也有研究者采用乙二醇单甲醚等醇醚系列溶剂，纯品收率在70-85％、丙酮-水溶剂体系，收率在82％，经检测分析采用醇醚类溶剂如乙二醇单甲醚、乙二醇、甲醇、乙醇等为反应溶剂时，体系中检测到醇醚本身和EO开环形成的低聚物，导致此类体系收率普遍低于DMF体系，且此类体系中大量的聚醚副产物影响产物的纯度，为得到高纯赛克需经过细致地纯化过程。

因此如何控制副反应尤其是EO参与的聚合过程，提高产物收率和纯度成为一大难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的合成方法，该反应体系能极大地减弱EO参与的聚合副反应，使得反应收率提升至90％，粗产品纯度90％(高效液相HPLC纯度)。高的粗品收率和纯度极大地简化了后续的纯化工艺，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的制备方法，包括如下步骤：

将氰尿酸和环氧乙烷在催化剂I、催化剂II、溶剂的存在下进行反应，得到所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯。

优选的，所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的制备方法包括如下步骤：

将氰尿酸、催化剂I、催化剂II、溶剂进行混合加热，然后向混合液中通入环氧乙烷进行反应，得到所述三(2-羟乙基)异氰尿酸酯。

所述催化剂I选自吡啶、三乙胺、二甲胺、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(缩写DBU)、Na₂CO₃、NaHCO₃、Li₂CO₃、LiCl、Cs₂CO₃、CsF、NaF、KF中的一种或多种；

所述催化剂II为一种“硬酸”(DOI：10.1021/ja00905a001)，选自三氟化硼、三甲基氯硅烷、四氯化钛中的一种或多种；

所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇单甲醚、水中的一种或多种。