專利名稱：含有肉桂基官能團(tuán)的氧雜環(huán)丁烷化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有肉桂基官能團(tuán)的氧雜環(huán)丁烷化合物。
背景技術(shù)：
氧雜環(huán)丁烷類是高反應(yīng)活性的環(huán)醚，其既能夠進(jìn)行陽(yáng)離子也能夠進(jìn)行陰離子開(kāi)環(huán)均聚反應(yīng)。肉桂基化合物可以發(fā)生自由基聚合反應(yīng)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及含有氧雜環(huán)丁烷官能團(tuán)和肉桂基官能團(tuán)的化合物。這些化合物可以在反應(yīng)中發(fā)生均聚，其中所述氧雜環(huán)丁烷能夠進(jìn)行陽(yáng)離子或陰離子開(kāi)環(huán)，或與化合物如電子受體化合物發(fā)生聚合。雙官能團(tuán)便于雙重固化加工，既可以進(jìn)行熱固化也可以進(jìn)行輻射固化。這種性能使得其在許多方面，如膠粘劑，涂料，密封劑和復(fù)合材料方面，都具有吸引力。
發(fā)明詳述在一實(shí)施方案中，本發(fā)明化合物可用下式表示 其中R是甲基或乙基，X和Y各自獨(dú)立地為直接鍵，條件是兩者不同時(shí)為直接鍵，或醚，酯，或氨基甲酸酯基團(tuán)，和Q是二價(jià)烴基。Q部分的實(shí)際結(jié)構(gòu)取決于所述起始化合物的結(jié)構(gòu)。起始肉桂基化合物可以是小分子，如肉桂醇或肉桂酰氯，或者可以是通過(guò)將肉桂醇或肉桂酰氯與雙官能團(tuán)低聚物或聚合物上的一個(gè)官能團(tuán)反應(yīng)制得的低聚物或聚合物分子。無(wú)論所述的起始肉桂基化合物是小分子還是低聚物或聚合物材料，其都含有下式表示的肉桂基官能團(tuán)
和與所述起始氧雜環(huán)丁烷化合物上第二官能團(tuán)起反應(yīng)的第二官能團(tuán)。例如，上述的肉桂基起始物除了所述肉桂基官能團(tuán)外還含有鹵素或羥基官能團(tuán)。所述起始氧雜環(huán)丁烷化合物可以是小分子或低聚或聚合分子，例如，通過(guò)將一種下述小分子氧雜環(huán)丁烷起始化合物與雙官能團(tuán)低聚物或聚合物上的一個(gè)官能團(tuán)反應(yīng)制得。無(wú)論在哪種情況下，它都含有一個(gè)下列結(jié)構(gòu)式表示的氧雜環(huán)丁烷官能團(tuán) 和與所述肉桂基起始化合物上第二官能團(tuán)起反應(yīng)的第二官能團(tuán)。適合的起始氧雜環(huán)丁烷化合物為小分子，包括，例如，(a)醇，如3-甲基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷，3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷； (b)鹵化物，如3-甲基-3-溴甲基氧雜環(huán)丁烷，3-乙基-3-溴甲基氧雜環(huán)丁烷，其可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，用(a)中的一種醇與CBr4反應(yīng)制得； (c)烷基鹵化物，如3-甲基-3-烷基溴甲基氧雜環(huán)丁烷，3-乙基-3-烷基溴甲基氧雜環(huán)丁烷，其可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，用烷基二溴化合物與一種選自(a)中的氧雜環(huán)丁烷醇反應(yīng)制得； 和(d)甲苯磺酸鹽，如3-甲基-3-甲苯磺酰甲基氧雜環(huán)丁烷，3-乙基-3-甲苯磺酰甲基氧雜環(huán)丁烷，其可以由對(duì)甲苯磺酰氯制得 當(dāng)需要含有肉桂基和氧雜環(huán)丁烷的較長(zhǎng)鏈或分子量較高的化合物時(shí)，起始肉桂基化合物或起始氧雜環(huán)丁烷化合物，或者兩者都可以與雙官能團(tuán)低聚或聚合材料發(fā)生發(fā)應(yīng)。如果第一步反應(yīng)是在肉桂基起始化合物與雙官能團(tuán)低聚或聚合材料之間進(jìn)行，則該低聚或聚合材料上的第二團(tuán)能團(tuán)就必須和氧雜環(huán)丁烷起始化合物反應(yīng)，如果第一步反應(yīng)是在氧雜環(huán)丁烷起始化合物與雙官能團(tuán)低聚或聚合材料之間進(jìn)行，則該低聚或聚合材料上的第二團(tuán)能團(tuán)就必須和肉桂基起始化合物反應(yīng)。合適的市售低聚物和聚合物的例子包括二聚二醇和帶有末端羥基官能團(tuán)的聚丁二烯。當(dāng)所述氧雜環(huán)丁烷和肉桂基起始化合物都是低聚物或聚合物時(shí)，Q可以包括一種由兩種低聚或聚合起始物反應(yīng)得到的官能團(tuán)，如，醚，酯，氨基甲酸酯或脲官能團(tuán)。通常，含有氧雜環(huán)丁烷和肉桂基官能團(tuán)的具有創(chuàng)造性的化合物是通過(guò)一種含有氧雜環(huán)丁烷和第二官能團(tuán)的起始化合物與一種含有肉桂基官能團(tuán)和與所述氧雜環(huán)丁烷化合物上第二官能團(tuán)起反應(yīng)的第二官能團(tuán)的起始化合物一起反應(yīng)制備的。代表性的反應(yīng)過(guò)程包括已知的加成反應(yīng)，取代反應(yīng)和縮合反應(yīng)。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明所述的化合物包括含有多于一個(gè)氧雜環(huán)丁烷和多于一個(gè)肉桂基官能團(tuán)的聚合物。這些化合物由起始的聚合物制備而成，其取決于與起始的氧雜環(huán)丁烷化合物和起始的肉桂基化合物反應(yīng)的官能團(tuán)。所述聚合物具有如下結(jié)構(gòu) 其中聚合物表示取決于氧雜環(huán)丁烷和肉桂基官能團(tuán)的聚合骨架，m和n是隨著人們加入的氧雜環(huán)丁烷和肉桂基官能團(tuán)的程度而變化的整數(shù)，典型地每個(gè)為2-500，R是甲基或乙基，和W和Z各自獨(dú)立地為醚，酯或氨基甲酸酯基團(tuán)(由聚合物上的側(cè)官能團(tuán)與起始氧雜環(huán)丁烷化合物或起始肉桂基化合物上的相應(yīng)的反應(yīng)官能團(tuán)之間的反應(yīng)形成)。聚合物上的側(cè)官能團(tuán)可以通過(guò)例如，含有一到二十個(gè)碳原子的烴連接到聚合物骨架上，其本身是附屬于所述聚合物骨架。為此，那些側(cè)部分應(yīng)被視為聚合物骨架的一部分。市售的合適的聚合物骨架的例子是具有側(cè)羥基的聚丁二烯。所述側(cè)的羥基可以與含有甲苯磺?；x去基團(tuán)的氧雜環(huán)丁烷起始化合物和肉桂酰氯發(fā)生反應(yīng)。此時(shí)，連接基團(tuán)W和Z為醚官能團(tuán)。作為進(jìn)一步的示例，含有側(cè)羧酸官能團(tuán)的聚丁二烯可以與羥基氧雜環(huán)丁烷起始物和肉桂醇任一化合物上的羥基官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。此時(shí)，連接基團(tuán)W和Z為酯官能團(tuán)。聚合起始物可以是市售的，如，購(gòu)自Zeon Chemicals的丙烯腈-丁二烯橡膠，和購(gòu)自Johnson Polymer的苯乙烯-丙烯酸共聚物，這些聚合物上的側(cè)官能團(tuán)是羥基或羧酸官能團(tuán)。其他起始的聚合材料可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)聚合技術(shù)由丙烯酸和/或乙烯基單體合成得到。合適的丙烯酸單體包括，α，β-不飽和具有三至五個(gè)碳原子的一元或二元羧酸以及丙烯酸酯單體(丙烯酸和甲基丙烯酸烷基酯，其中所述烷基含有一至十四個(gè)碳原子)。例子是，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正壬酯和其相應(yīng)的支鏈異構(gòu)體，如，2-乙基己基丙烯酸酯。合適的乙烯基單體包括乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基鹵化物、亞乙烯基鹵化物和烯屬不飽和烴的腈。例子是醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、1-辛基丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯基乙基醚、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯腈、馬來(lái)酸酐和苯乙烯。其它聚合起始物可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)聚合技術(shù)由共軛二烯和/或乙烯基單體制備。合適的共軛二烯單體包括1，3-丁二烯、2-氯-1，3-丁二烯、異戌二烯、1，3-戊二烯和共軛己二烯。合適的乙烯基單體包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯、氯乙烯、醋酸乙烯酯、偏二氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、乙烯基吡啶、丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、衣康酸和丙烯酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員有足夠的經(jīng)驗(yàn)去選擇這些單體的合適組合以及隨后的能夠增加如羥基和羧基官能團(tuán)的側(cè)官能團(tuán)反應(yīng)，用以增加說(shuō)明書中所述的氧雜環(huán)丁烷和肉桂基官能團(tuán)。實(shí)施例1肉桂基乙基氧雜環(huán)丁烷的制備 將3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇(27.03克，0.2326摩爾)，甲苯(100毫升)，四丁基銨硫酸氫鹽(17.38克，0.0512摩爾)和50％氫氧化鈉溶液(300毫升)一起加入到一個(gè)配有冷凝管，機(jī)械攪拌器和油浴的1升四口圓底燒瓶中。劇烈攪拌所述混合物，將油浴加熱到90℃，在該溫度下固體全部溶解。經(jīng)過(guò)約35分鐘加入肉桂酰氯(35.50克，0.2326摩爾)。將反應(yīng)加熱到90℃，同時(shí)另外攪拌1.25小時(shí)，然后冷卻至室溫。用分液漏斗分離有機(jī)相，并用20％的氯化鈉溶液洗滌四次(每次200毫升)。結(jié)果，洗滌液由渾濁的黃色變?yōu)闇啙岬臒o(wú)色，pH值由12降為6。使用蒸鎦水多于四次的洗滌(200毫升)中最后一次洗滌液為乳液，過(guò)夜后分離。將乳液進(jìn)行分離后，收集到澄清的橙色有機(jī)部分，用硅膠(60克)攪拌一小時(shí)。然后過(guò)濾固體，反應(yīng)液真空除去甲苯，得到澄清的橙色液體，25℃時(shí)粘度小于100cPs，通過(guò)熱重分析(TGA)測(cè)得200℃時(shí)揮發(fā)度為93％。H1-NMRδ7.15-7.51(m，5H)，6.12-6.25(d，1H)，6.30-6.42(m，1H)，4.51-4.71(d，2H)，4.41-4.51(d，2H)，4.15-4.25(d，2H)，3.65(s，2H)，1.85-1.90(m，2H)，1.85-1.95(t，3H).
權(quán)利要求
1.一種含有氧雜環(huán)丁烷和肉桂基官能團(tuán)的化合物，結(jié)構(gòu)如下 其中，R是甲基或乙基，X和Y各自獨(dú)立地為直接鍵，醚，酯或氨基甲酸酯基團(tuán)，Q是二價(jià)烴基，條件是X和Y不同時(shí)為直接鍵。
2.權(quán)利要求1所述的化合物，結(jié)構(gòu)如下
3.一種含有肉桂基和氧雜環(huán)丁烷官能團(tuán)的化合物，結(jié)構(gòu)如下 其中聚合物表示聚合物骨架，m和n是2-500的整數(shù)，R是甲基或乙基，和W和Z各自獨(dú)立地為醚，酯或氨基甲酸酯基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有一個(gè)氧雜環(huán)丁烷官能團(tuán)和一個(gè)肉桂基官能團(tuán)的化合物。其中所述氧雜環(huán)丁烷官能團(tuán)在反應(yīng)中是可均聚的，能夠進(jìn)行陽(yáng)離子或陰離子開(kāi)環(huán)，所述肉桂基官能團(tuán)可以與化合物如電子受體化合物發(fā)生聚合。雙官能團(tuán)便于雙重固化加工。這類化合物的通式結(jié)構(gòu)為上(Ⅰ)式，其中R是甲基或乙基，X和Y各自獨(dú)立地為直接鍵，或醚，酯，或氨基甲酸酯基團(tuán)，和Q是二價(jià)烴基(可以含有N，O或S雜原子)，條件是X和Y在同一分子中不同時(shí)為直接鍵。
文檔編號(hào)C07D305/06GK1791589SQ200480012027
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者O·M·穆薩 申請(qǐng)人:國(guó)家淀粉及化學(xué)投資控股公司