[发明专利]制备烷基咪唑啉酮(甲基)丙烯酸酯的方法

说明书

本发明涉及由式(II)的至少一种(甲基)丙烯酸酯与式(III)的杂环醇反应制备式(I)化合物的方法，式中R¹表示氢或甲基；以及

A和B各独立地表示具有2-5个碳原子的直链或支链烃链，式中R¹具有上述意义；

R²表示C₁-C₄烷基，式中A和B具有上述意义。

已知式(I)化合物可用于制备用作涂料和粘合剂的聚合物、用于处理纸张和纺织品，具体参见美国专利US-A-2,871,223，以及用作皮革处理剂和用于生产乳胶漆。乙基咪唑啉酮甲基丙烯酸酯(EIOM)主要用作油漆涂料和湿粘合促进剂。

在上述限定的方法中，由欧洲专利申请EP-A-0,236,994已知，催化剂选自醇钛如钛酸四烷基酯和Ti、Zr、Fe或Zn与1，3-二羰基化合物的螯合物如Ti、Zr、Fe或Zn的乙酰丙酮酸盐。

另外，在该欧洲专利申请EP-A-0,236,994中，也报道了碱性KOH、K₂CO₃和NaOMe催化剂和衍生于嘧啶的碱性催化剂的已知应用，其中建议应该不使用这些催化剂，因为它们具有很强的促进副反应的倾向。

从欧洲专利申请EP-A-0,433,135也已知道，可用二烃基氧化锡、二烃基二烃氧基锡和二烃基锡二酯作为该相同反应的催化剂，其中提到了二正丁基氧化锡(DBTO)。

然而，在合成EIOM时，人们设法实现最大可能的羟基乙基咪唑啉酮(HEIO)的转化，而在用DBTO催化时这要求高温条件。

因此，人们已开始寻求一种不同类型的催化剂，该催化剂具体讲能够使得在较低的温度下获得良好的生产效率和良好的选择性。现已令人惊奇地发现，使用醇镁可以在低于100℃(具体讲95℃-96℃)的温度下进行反应，同时就EIOM的产率和HEIO的转化率而言可以获得良好的结果。

因此，本发明的目的是在作为催化剂的至少一种醇镁存在下按如上所述制备式(I)化合物的方法。

可提及的醇镁Mg(OR)₂的实例有其中R表示直链C₁-C₄烷基如甲基、乙基、正丙基和正丁基的那些醇镁。特别可提及的是其中R表示乙基或正丙基的那些醇镁。

优选使用二乙醇镁。

具体可提及的式(II)反应物的实例有丙烯酸和甲基丙烯酸的甲酯、乙酯、正丙酯、正丁酯和异丁酯。

作为式(III)杂环醇的实例，可特别提及的是1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉酮(HEIO)。

用于实施本发明方法的催化剂的量相对于式(III)的杂环醇而言一般为大约0.5-4％摩尔，优选为大约1-2.5％摩尔。

本发明方法中的反应可以在过量的一种或另一种反应物存在下进行。然而，可取的是式(II)的(甲基)丙烯酸酯/式(III)的杂环醇的摩尔比为大约1.1-7.0之间，优选2.0-6.0之间。相对于所述杂环醇而言使用摩尔数大大过量的(甲基)丙烯酸酯，在反应结束时得到了式(I)化合物在(甲基)丙烯酸酯中的溶液，该溶液可直接用于某些应用例如用于获得油漆和涂料或用于处理皮革。

本发明的方法中的反应优选在至少一种聚合抑制剂存在下进行，其中聚合抑制剂的用量基于式(III)的杂环醇重量为例如0.05-0.5％重量。作为可用的聚合抑制剂的实例，具体可提及的有吩噻嗪、氢醌甲基醚、二叔丁基儿茶酚、氢醌、对苯氨基苯酚、对苯二胺以及它们各种比例的混合物。

本发明方法中的反应优选在不超过大气压的压力例如0.03-0.1MPa的压力下进行。在鼓入空气泡以改进稳定剂的效率的情况下进行反应比较有利。所述反应如下进行，即将式(II)的(甲基)丙烯酸酯与式(III)的杂环醇混合，并将反应混合物加热至回流，一般在85-105℃之间的温度下进行，该温度显然取决于所述醇和(甲基)丙烯酸酯的具体性质以及所用的催化体系。

在实施本发明方法时，可取的是在加入催化剂之前实现最大的脱水以避免水使催化剂失活。最大脱水可以例如通过加热式(II)的(甲基)丙烯酸酯、式(III)的杂环醇和聚合抑制剂的初始混合物使之回流，同时在形成(甲基)丙烯酸酯和水的共沸物时蒸馏(甲基)丙烯醇酯和水的共沸物而进行分离的方法来实现。在该阶段，分出流出物之后，将催化剂引入到热的反应混合物中。

本发明方法中的反应持续时间显然取决于反应条件如温度、压力和所用催化剂的量，但通常为大约3-15小时。反应持续时间显然也取决于所用反应物的性质。