專利名稱：多氨基乙腈、其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及多氨基乙腈、制備多氨基乙腈的方法及其用途。背景通常已知氨基乙腈可通過使甲醛和氰化氫與氮源反應(yīng)來生成。例如，美國專利號 4，478，759指出在低于2的pH下通過使甲醛和氰化氫與氨氣或烷基胺反應(yīng)來制備氨基乙腈的方法。在美國專利號5，008，428中，指出氨基乙腈通過在反應(yīng)吸收器中使氰化氫和氨氣的氣態(tài)混合物、甲醛和未反應(yīng)的甲醇的氣態(tài)混合物和其它氮源在PH受控的水溶液的存在下接觸而生成。歐洲專利號0481394B1進(jìn)一步描述了其中使乙醇腈首先與烷基胺反應(yīng)以形成反應(yīng)產(chǎn)物、隨后使該反應(yīng)產(chǎn)物與甲醛和氰化氫反應(yīng)使得胺氮上的氫各自被乙腈置換的方法。 美國專利號5，817，613,5, 210，271,2, 169，736和1，972，465描述了使乙醇腈和一元胺反應(yīng)，主要使氨基乙腈上的腈基進(jìn)一步改性以制造被取代的氨基酸或亞氨基二乙酸最終產(chǎn)物的方法。最后，美國專利號3，925，389,3, 067，255,2, 519，803,2, 429，876和英國專利號 798，075指出使乙醇腈與乙撐胺反應(yīng)作為得到更高級乙撐胺的替代路徑的方法。因而，仍然需要尋找能夠充當(dāng)增鏈劑和/或固化劑的新型氨基乙腈化合物。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，多氨基乙腈通過以下方法生產(chǎn)，該方法包括通過使包含至少兩個(gè)伯胺基的胺與氰醇接觸來反應(yīng)。該反應(yīng)可在高于8的pH、約20°C -約70°C的溫度范圍和大氣壓力下進(jìn)行。在另一實(shí)施方案中，制備聚合物的方法包括通過使包含至少一種異氰酸酯的第一組分與包含根據(jù)本發(fā)明生成的多氨基乙腈的第二組分接觸來反應(yīng)。在又一實(shí)施方案中，固化可固化組合物的方法包括將環(huán)氧樹脂與根據(jù)本發(fā)明生成的多氨基乙腈混合并對所述可固化組合物進(jìn)行加熱。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供通過上述方法獲得的多氨基乙腈、聚合物和固化產(chǎn)物。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明教導(dǎo)了新型的多氨基乙腈。優(yōu)選實(shí)施方案的描述提供術(shù)語和方法的以下解釋以更好地描述本發(fā)明的化合物、組合物和方法并在本發(fā)明的實(shí)踐中引導(dǎo)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。還應(yīng)該理解本發(fā)明所用的術(shù)語僅是用于描述特定實(shí)施方案和實(shí)施例的目的，并不是想要加以限制。
在本說明書中和在隨后的權(quán)利要求書中，將提到許多術(shù)語，應(yīng)該將這些術(shù)語理解為具有以下含義。術(shù)語“烷基”是指碳原子的分枝或不分枝的飽和烴基，諸如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基等。術(shù)語“烯基”是指含有至少一個(gè)碳-碳雙鍵的碳原子的分枝或不分枝的烴基。術(shù)語“炔基”是指含有至少一個(gè)碳-碳三鍵的碳原子的分枝或不分枝的烴基。術(shù)語“鹵代烷基”或“鹵烷基”是指在這些基團(tuán)上存在的一個(gè)或多個(gè)氫原子被鹵素取代的如上定義的烷基。術(shù)語“環(huán)烷基”是指由至少3個(gè)碳原子構(gòu)成的非芳族碳基環(huán)。該術(shù)語可包括具有一個(gè)或多個(gè)環(huán)的物質(zhì)，不管這些環(huán)是通過共用側(cè)邊還是通過橋聯(lián)原子連接。環(huán)烷基的實(shí)例包括但不限于環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。術(shù)語“雜環(huán)烷基”為其中環(huán)的碳原子中的至少一個(gè)被諸如但不限于氮、氧、硫或磷的雜原子取代的如上定義的環(huán)烷基。術(shù)語“芳基”是指包括但不限于苯、萘等的任何碳基芳族基團(tuán)。術(shù)語“芳族”也包括“雜芳基”，“雜芳基”定義為具有并入芳族基團(tuán)的環(huán)內(nèi)的至少一個(gè)雜原子的芳族基團(tuán)。雜原子的實(shí)例包括但不限于氮、氧、硫和磷。芳基可被包括但不限于烷基、炔基、烯基、芳基、鹵素、硝基、酯、酮、羥基、羧酸或烷氧基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán)取代，或者芳基可未被取代。術(shù)語“芳烷基”是指具有連接到芳基的如上定義的烷基的芳基。芳烷基的實(shí)例為卞基。術(shù)語“羥基”由式-OH表示。術(shù)語“烷氧基”由式_0R°表示，其中R°可為任選被如上所述的烯基、炔基、芳基、芳烷基、環(huán)烷基、商代烷基或雜環(huán)烷基取代的烷基。術(shù)語“羥基烷基”是指至少一個(gè)氫原子被羥基取代的烷基。術(shù)語“烷氧基烷基”定義為至少一個(gè)氫原子被上述烷氧基取代的烷基。在適用的情況下，羥基烷基或烷氧基烷基的烷基部分可具有芳基、芳烷基、鹵素、羥基或烷氧基。術(shù)語“酯”可由式-OC(O)R1表示，其中R1可為上述烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、 環(huán)烷基、商代烷基或雜環(huán)烷基。術(shù)語“羧酸”由式-C (O)OH表示。術(shù)語“酮基”由式-C(O)R2表示，其中R2為上述烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、環(huán)烷基、商代烷基或雜環(huán)烷基。術(shù)語“羰基”由式C = 0表示。術(shù)語“鹵素”定義為F、Cl、Br或I。術(shù)語“硝基”由式NO2表示。如本文使用的術(shù)語“烷酰氧基”是指基團(tuán)R3-C ( = 0)-0，其中R3為具有1-5個(gè)碳原子的烷基。術(shù)語“被取代的”是指指定原子或基團(tuán)上的任一個(gè)或多個(gè)氫被置換為選自指定基團(tuán)的基團(tuán)，條件是不超過所指定原子的正常價(jià)態(tài)。本發(fā)明的二氨基乙腈可以以一步法制備，其包括通過使包含兩個(gè)伯胺基的胺與氰醇接觸來反應(yīng)。已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)隨后結(jié)合聚氨酯、聚脲和聚氨酯-脲聚合物和固化的環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)使用時(shí)，這類二氨基乙腈產(chǎn)生緩慢的反應(yīng)速率和固化速率。緩慢的反應(yīng)速率和固化速率非常適宜，因?yàn)槠涫沟媚軌蛐纬删哂休^高結(jié)構(gòu)完整性的模制品和涂層。另外，緩慢的反應(yīng)速率允許生產(chǎn)適于實(shí)用的具有足夠凝膠時(shí)間的填縫膠和密封膠制劑。此外， 通過緩慢的固化速率增加工作時(shí)間允許形成更光滑且更有光澤的涂層，這種涂層更具美感。最后，較久的工作時(shí)間在需要更多時(shí)間來使兩個(gè)表面接觸是成功的關(guān)鍵的粘著劑和密封膠應(yīng)用中也提供了益處。與氰醇反應(yīng)的包含至少兩個(gè)伯胺基的胺為下式的胺化合物NH2-R-NH2 (1)，其中R選自(i)取代的或未取代的C3_2Q環(huán)烷基；(ii)取代的或未取代的C6_14芳基；(iii)下式的聚醚化合物
權(quán)利要求
1.由如下方法生產(chǎn)的多氨基乙腈，所述方法包括通過使下式的胺化合物 NH2-R-NH2 (1) 其中R選自(i)取代的或未取代的C3_2(l環(huán)烷基； ( )取代的或未取代的C6_14芳基； (iii)下式的聚醚化合物其中χ為約2-約70且所述式O)的聚醚化合物的分子量為約230g/mol-約4000g/mol ；(iv)式(3)的聚醚化合物其中b為約2-約40，a+c為約1-6且所述式(3)的聚醚化合物的分子量為約220g/ mol-約2000g/mol且其中J和M各自獨(dú)立地為氫、甲基或乙基； (ν)下式的聚醚化合物其中d為2或3; (vi)下式的聚醚化合物
2.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中Rb和Re為氫。
3.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中R為所述式O)的聚醚化合物。
4.權(quán)利要求3的多氨基乙腈，其中χ為約6.1。
5.權(quán)利要求3的多氨基乙腈，其中χ為約33。
6.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中所述式(1)的胺化合物選自由以下各物組成的集合 苯二胺、間二甲苯二胺、雙(氨基甲基)環(huán)己胺、1，2_ 二氨基環(huán)己烷、1，4_ 二氨基環(huán)己烷和對氨基環(huán)己基甲烷。
7.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，所述式(1)的胺化合物為雙(氨基環(huán)己基)甲烷或其衍生物。
8.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中所述式(1)的胺化合物為異氟爾酮二胺或其衍生物。
9.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中R為胺取代的衍生物。
10.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中R為二胺取代的衍生物。
11.一種制備多氨基乙腈的方法，包括 通過使下式的胺化合物NH2-R-NH2 (1) 其中R選自(i)取代的或未取代的C3_2(l環(huán)烷基； ( )取代的或未取代的C6_14芳基； (iii)下式的聚醚化合物
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述反應(yīng)在約8-14的pH下進(jìn)行。
13.權(quán)利要求11的方法，其中所述反應(yīng)在約20°C-約70°C的溫度下且在大氣壓力下進(jìn)行。
14.權(quán)利要求11的方法，其中所述反應(yīng)通過使所述式(1)的胺化合物與所述式(7)的氰醇化合物以1 1. 0-2. 0的胺氰醇摩爾比混合來進(jìn)行。
15.制備聚合物的方法，包括通過使包含至少一種異氰酸酯的第一組分與包含權(quán)利要求1的多氨基乙腈的第二組分接觸來反應(yīng)。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述第一組分和所述第二組分通過共混、混合、高壓碰撞混合噴霧、低壓靜態(tài)-混合噴霧或低壓靜態(tài)混合分配來接觸。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求15的方法生成的聚合物。
18.—種系統(tǒng)，其包含含有第一組分的第一容器和含有第二組分的第二容器，其中所述第一組分包括至少一種異氰酸酯且其中所述第二組分包括至少一種權(quán)利要求1的二氨基乙腈。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述第一容器或所述第二容器或兩者進(jìn)一步包含多元
20.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述第一容器或所述第二容器或兩者進(jìn)一步包含添加劑。
21.可固化組合物，其包含每分子平均具有多于一個(gè)1，2-環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂和權(quán)利要求1的二氨基乙腈。
22.固化可固化組合物的方法，包括將每分子平均具有多于一個(gè)1，2_環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂與權(quán)利要求1的二氨基乙腈混合以形成所述可固化組合物并對所述可固化組合物進(jìn)行加熱以固化所述可固化組合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法生成的交聯(lián)產(chǎn)物。
24.包含式(9)的多氨基乙腈
25.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中所述式(1)的胺化合物為三氨基乙腈。
26.權(quán)利要求1的多氨基乙腈，其中所述式(1)的胺化合物為四氨基乙腈。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備二氨基乙腈的方法，其包括通過使包含兩個(gè)伯胺基的胺與氰醇接觸來反應(yīng)。所制備的二氨基乙腈隨后可用于制備聚合物和/或用作環(huán)氧樹脂的固化劑。
文檔編號C09D5/02GK102209758SQ200980144191
公開日2011年10月5日 申請日期2009年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者C-K·李, M·W·?？思{, R·M·迪吉利奧 申請人:亨斯邁石油化學(xué)有限責(zé)任公司