PROCEDIMIENTO PARA LA ALCOXILACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS EN PRESENCIA DE NUEVOS MATERIALES ESTRUCTURALES.

Procedimiento para la alcoxilación de compuestos orgánicos que comprende la reacción de al menos un compuesto orgánico,

que es capaz de ser alcoxilado, con al menos un agente alcoxilante en presencia de un sistema catalítico, en el que se obtiene un polieteralcohol, caracterizado porque el sistema catalítico comprende un material estructural metaloorgánico que comprende poros y al menos un ion metálico y al menos un compuesto orgánico al menos bidentado, que está unido coordinadamente a dicho ion metálico, y en el que el ion metálico se selecciona entre iones de elementos de los grupos Ia, IIa, IIIa, IVa a VIIIa y Ib a VIb de la tabla periódica de los elementos, y en el que el compuesto orgánico bidentado se selecciona entre ácidos policarboxílicos aromáticos sustituidos o no sustituidos que pueden comprender uno o más núcleos y ácidos policarboxílicos aromáticos sustituidos o no sustituidos que comprenden al menos un heteroátomo y que pueden tener uno o más núcleos.

Procedimiento para la alcoxilación de compuestos orgánicos en presencia de nuevos materiales estructurales La presente invención se refiere a un procedimiento para la alcoxilación de compuestos orgánicos en presencia de sistemas catalíticos que comprenden un material estructural metaloorgánico que comprende poros y un ion metálico y un compuesto orgánico al menos bidentado, estando dicho compuesto orgánico bidentado unido coordinadamente al ion metálico. La invención abarca además un procedimiento integrado para preparar poliuretanos a partir de isocianato y polieteralcohol o polieteralcoholes modificados, que se han obtenido usando el procedimiento de alcoxilación de acuerdo con la invención. Más aun, la presente invención se dirige a poliuretanos que pueden obtenerse mediante el procedimiento de acuerdo con la invención, así como a cuerpos conformados que comprenden los poliuretanos que se preparan de acuerdo con la invención.

Los poliuretanos preparados de acuerdo con la invención son particularmente útiles para la preparación de espumas de poliuretano, pieles coladas de poliuretano y elastómeros.

Las características de los poliuretanos, tales como propiedades mecánicas y olor, son particularmente muy dependientes del isocianato y los polieteralcoholes, que se usan respectivamente para su preparación, y opcionalmente de los agentes conductores usados. Particularmente, la estructura del polieteralcohol tiene una gran influencia sobre las características del poliuretano obtenido. Las propiedades de los polieteralcoholes están a su vez muy influenciadas por su método de preparación y particularmente por las características y el procedimiento para la preparación de las materias primas. Un análisis detallado de los fenómenos puede encontrarse en WO 01/7186 y DE 10143195.3 del presente solicitante. Como técnica anterior adicional para preparar polieteralcohol, han de mencionarse WO 01/16209 y WO 00/78837.

S. Hayase et ál., Journal of Polymer Science 19 (1981) , 2541-2550, describen la polimerización de óxido de ciclohexeno con catalizador de Al (AcAc) 3 - silanol soportado por zeolita y sílice porosa.

La reducción de las impurezas dentro de la preparación de polieteralcoholes y/o poliuretanos es de gran interés para diversas aplicaciones. La industria del automóvil y los muebles requiere en cantidades crecientes poliuretanos, que posiblemente están libres de emisiones y sustancias olorosas. De acuerdo con las directrices de Daimler Chr y sler denominadas PB VWL 709 del 11 de enero de 2001, se requiere que las piezas que han de usarse dentro de los coches exhiban un máximo de 100 ppm para la emisión de sustancias volátiles y 250 ppm para sustancias condensables, respectivamente.

Las impurezas que están presentes en los poliuretanos también influyen negativamente en las propiedades mecánicas de los mismos. Las impurezas y las reacciones secundarias conducen en muchos casos a productos monofuncionales. La funcionalidad de los polieteroles y las propiedades mecánicas de los poliuretanos, tales como elongación, resistencia al desgarramiento y dureza, generalmente se deterioran.

Los polieteralcoholes pueden prepararse, p. ej., por medio de poliadición catalizada por bases o ácidos de óxidos alcalinos a compuestos orgánicos polifuncionales (iniciadores) . Iniciadores adecuados son, p. ej., agua, alcoholes, ácidos o aminas o mezclas de dos o más de los mismos. Estos métodos de preparación son particularmente poco ventajosos ya que son necesarias varias etapas de purificación elaboradas a fin de separar el residuo de catalizador del producto de reacción. Por otra parte, con una longitud de cadena creciente de los polieterpolioles preparados, se incrementa el contenido de productos monofuncionales y sustancias con olor intenso, que no se desean dentro de la producción de poliuretano.

La reducción de la funcionalidad es particularmente poco ventajosa para elastómeros, ya que los polieteralcoholes usados generalmente deben ser bifuncionales. Debido a las impurezas monofuncionales dentro del polieteralcohol, la funcionalidad disminuye por debajo de 2, dando como resultado un deterioro significativo de las características mecánicas de los poliuretanos, particularmente resistencia al desgarramiento y elongación.

Los productos secundarios generados por reacciones secundarias dentro de la reacción catalizada con base o ácido están por otra parte parcialmente contenidos en el poliuretano como impurezas olorosas. Particularmente, han de mencionarse aldehídos, p. ej. aldehído propiónico, cicloacetales, alcohol alílico y sus productos de reacción. La industrial del automóvil y los muebles requiere en cantidades crecientes polieteroles y poliuretanos que tengan olor reducido o ausencia de olor.

Por lo tanto, un objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de polieteralcoholes y poliuretanos, respectivamente, que dé polieteralcoholes y poliuretanos, respectivamente, que tenga una baja cantidad de impurezas, particularmente sustancias de bajo peso molecular que tienen un olor intenso, procedimiento que no comprenda etapas de purificación elaboradas de las materias primas y/o los productos intermedios.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento para la alcoxilación de compuestos orgánicos que comprende la reacción de al menos un compuesto orgánico, que sea capaz de ser alcoxilado, con al menos un agente alcoxilante en presencia de un sistema catalítico, en el que se obtiene un polieteralcohol, caracterizado porque el sistema catalítico comprende un material estructural metaloorgánico que comprende poros y al menos un ion metálico y al menos un compuesto orgánico al menos bidentado, que está unido coordinadamente a dicho ion metálico, y en el que el ion metálico se selecciona entre iones de elementos de los grupos Ia, IIa, IIIa, IVa a VIIIa y Ib a VIb de la tabla periódica de los elementos, y en el que el compuesto orgánico bidentado se selecciona entre ácidos policarboxílicos aromáticos sustituidos o no sustituidos que pueden comprender uno o más núcleos y ácidos policarboxílicos aromáticos sustituidos o no sustituidos que comprenden al menos un heteroátomo y que pueden tener uno o más núcleos.

Por otra parte, se resuelve mediante un procedimiento integrado para la preparación de un poliuretano que comprende al menos las siguientes etapas:

- hacer reaccionar al menos un compuesto orgánico, que es capaz de ser alcoxilado, con al menos un agente alcoxilante a través de un procedimiento como el descrito anteriormente, en el que se obtiene un polieteralcohol (etapa 2) ;

- hacer reaccionar el polieteralcohol de la etapa (2) con al menos un isocianato (etapa 3) .

Como el agente alcoxilante en la etapa (2) , preferiblemente se usa un epóxido mono- o multifuncional que tiene de dos a 30 átomos de carbono o poliesterpolioles mono- o multifuncionales que tienen una masa molar de más de 600 g/mol o una mezcla de dos o más de los mismos. Particularmente, se usan óxidos de alquileno sustituidos o no sustituidos que tienen de dos a 24 átomos de C, p. ej. óxidos de alquileno que tienen sustituyentes halógeno, hidroxi, éter no cíclico o amonio.

Como compuestos adecuados, han de mencionarse ejemplarmente los siguientes: óxido de etileno, 1, 2epoxipropano, 1, 2-metil-2-metilpropano, 1, 2-epoxibutano, 2, 3-epoxibutano, 1, 2-metil-3-metilbutano, 1, 2epoxipentano, 1, 2-metil-3-metilpentano, 1, 2-epoxihexano, 1, 2-epoxiheptano, 1, 2-epoxioctano, 1, 2-epoxinonano, 1, 2epoxidecano, 1, 2-epoxiundecano, 1, 2-epoxidodecano, 1, 2-epoxiciclopentano, 1, 2-epoxiciclohexano, (2, 3epoxipropil) benceno, viniloxirano, 3-fenoxi-1, 2-epoxipropano, éter 2, 3-epoximetílico, éter 2, 3-epoxiletílico, 2, 3-epoxilisopropil-éter, 2, 3-epoxil-1-propanol, estearato de (3, 4-epoxibutilo) , acetato de 4, 5-epoxipentilo, metacrilato de 2, 3epoxipropano, acrilato de 2, 3-epoxipropano, butirato de glicidilo, glicidato de metilo, 2, 3-epoxibutanoato de etilo, 1, 2epóxido de 4- (trimetilsilil) butano, 1, 2-epóxido de 4- (trietilsilil) butano, óxido de 3- (perfluorometil) propano, óxido de 3 (perfluoroetil) propano, óxido de 3- (perfluorobutil) propano, 4- (2, 3-epoxipropil) morfolina, 1- (oxiran-2-ilmetil) pirrolidin-2ºna, y mezclas de dos o más de los mismos.

Han de mencionarse particularmente: óxido de 1, 2-alquileno alifático que tiene de 2 a 4 átomos de C, tal como óxido de etileno, óxido de 1, 2-butileno, óxido de 2, 3-butileno u óxido de isobutileno, óxidos de 1, 2-alquileno alifáticos que tienen de 5 a 24 átomos de C, un óxido... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la alcoxilación de compuestos orgánicos que comprende la reacción de al menos un compuesto orgánico, que es capaz de ser alcoxilado, con al menos un agente alcoxilante en presencia de un sistema catalítico, en el que se obtiene un polieteralcohol, caracterizado porque el sistema catalítico comprende un 5 material estructural metaloorgánico que comprende poros y al menos un ion metálico y al menos un compuesto orgánico al menos bidentado, que está unido coordinadamente a dicho ion metálico, y en el que el ion metálico se selecciona entre iones de elementos de los grupos Ia, IIa, IIIa, IVa a VIIIa y Ib a VIb de la tabla periódica de los elementos, y en el que el compuesto orgánico bidentado se selecciona entre ácidos policarboxílicos aromáticos sustituidos o no sustituidos que pueden comprender uno o más núcleos y ácidos policarboxílicos aromáticos sustituidos o no sustituidos que comprenden al menos un heteroátomo y que pueden tener uno o más núcleos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material estructural metaloorgánico que comprende poros exhibe una superficie específica, según se determina a través de adsorción (BET de acuerdo con DIN 66131) , de más de 20 m2/g.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el agente de alcoxilación se

selecciona entre epóxidos mono- o multifuncionales que tienen de 2 a 30 átomos de carbono y polieterpolioles mono- o multi-funcionales que tienen una masa molar de más de 600 g/mol y una mezcla de dos o más de los mismos.

4. Procedimiento integrado para la preparación de un poliuretano que comprende al menos las siguientes etapas:

- hacer reaccionar al menos un compuesto orgánico, que es capaz de ser alcoxilado, con al menos un agente

alcoxilante a través de un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se obtiene un polieteralcohol;

- hacer reaccionar el polieteralcohol de la etapa previa con al menos un isocianato.

5. Procedimiento integrado de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el agente alcoxilante es óxido de propileno, que se ha obtenido en una etapa (1) al hacer reaccionar propileno con oxígeno, hidrógeno y oxígeno;

peróxido de hidrógeno; hidroperóxidos orgánicos; o halohidrinas; preferiblemente al hacer reaccionar propileno con peróxido de hidrógeno; más preferiblemente al hacer reaccionar propileno con peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador que comprende un material zeolítico; particularmente al hacer reaccionar propileno con peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador que comprende un material zeolítico que contiene titanio, que tiene estructura TS-1.