Proceso para producir un compuesto de hidroxialquiltrietilendiamina, y composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano usando el compuesto de hidroxialquiltrietilendiamina.

Una composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano,

que comprende:

una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina (A), en la que la hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina (A) es una o más seleccionadas entre el grupo que consiste en

una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina representada por la siguiente fórmula (2a):

donde en la fórmula (2a) anterior, R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C

Proceso para producir un compuesto de hidroxialquiltrietilendiamina, y composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano usando el compuesto de hidroxialquiltrietilendiamina.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano, que comprende una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina, y un proceso para producir una resina de poliuretano, que usa la composición de catalizador. 10

TÉCNICA ANTECEDENTE

La hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina es un compuesto útil, por ejemplo, para intermedios para medicinas o productos químicos agrícolas, catalizadores para síntesis orgánicas, adsorbentes químicos o agentes 15 fungicidas.

Mientras que las hidroxialquilpiperazinas son compuestos útiles, por ejemplo, para intermedios para medicinas o productos químicos agrícolas, catalizadores para síntesis orgánicas, adsorbentes químicos agentes fungicidas.

Además, una composición de catalizador que contiene una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina es muy útil como un catalizador para la producción de una resina de poliuretano, que no tiene sustancialmente catalizador de amina volátil o catalizador de metal peligroso en el momento de producir una resina de poliuretano.

Como un proceso para producir una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina representada por la 25 siguiente fórmula (2a) :

(en la que R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C<1-4< lineal o ramificado, y n es un número entero de 0 a 6) , se ha conocido un proceso, por ejemplo, en el que piperazina y 2, 3-dibromopropanoato de etilo se hacen reaccionar para preparar éster etílico del ácido 1, 4-diazabiciclo[2.2.2]octano-2-carboxílico, y después, el éster 30 obtenido se reduce para obtener 1, 4-diazabiciclo[2.2.2]octano-2-metanol (es decir hidroximetiltrietilendiamina) (por ejemplo, Documento de Patente 1) .

Sin embargo, tal proceso es industrialmente desventajoso, ya que requiere etapas de reacción multifase.

Además, en el proceso anterior, se forma una sal de subproducto en una gran cantidad en la primera etapa, por lo que la purificación se hace complicada, y se requiere una baja concentración de sustrato, por lo que la productividad tiende a ser deficiente. Además, en la segunda etapa, se emplea como un agente reductor hidruro de litio y aluminio que tiene un elevado riesgo de arder, siendo indeseable desde el punto de vista de seguridad. Además, se requiere que un fuerte agente reductor, tal como hidruro de litio y aluminio se trate posteriormente con cuidado después de la 40 finalización de la reacción, siendo industrialmente desventajoso. Además, se usa un sustrato de reacción costoso, lo que es prácticamente desventajoso.

Por otro lado, como un proceso para producir una hidroxialquilpiperazina, se ha conocido un proceso en el que la etilendiamina y la dihidroxiacetona se hacen reaccionar seguido de reducción por hidrógeno en presencia de un 45 catalizador para obtener 2-hidroximetilpiperazina (2-piperazina metanol) (por ejemplo, Documento de Patente 2) .

Sin embargo, este proceso no puede considerarse como un proceso industrial, ya que requiere una reacción a alta presión, y el rendimiento de la reacción es tan bajo como a lo sumo el 40 %.

Además, se ha conocido un proceso en el que la dibenciletilendiamina y ácido dietilbromomalónico se hacen reaccionar en acetonitrilo seguido de reducción por hidrógeno en presencia de un catalizador de metal, y el éster se reduce por medio de hidruro de litio y aluminio para obtener 4-bencil-2-hidroximetilpiperazina (por ejemplo, Documento No Perteneciente a Patente 1) .

Sin embargo, este proceso requiere una reacción multifase, y cuando la reacción se realiza en tres fases, el rendimiento total es tal como del 44 %, y tal proceso no puede considerarse como un proceso industrial.

Mientras que una resina de poliuretano se produce haciendo reaccionar un poliol con un poliisocianato en presencia de un catalizador y, si es necesario, un agente de soplado, un tensioactivo, un retardador de llama, un agente de reticulación, etc. Para la producción de resinas de poliuretano, se conoce el uso de muchos compuestos de tipo metal o compuestos de amina terciaria, como catalizadores. Dichos catalizadores también se usan industrialmente de forma común en solitario o en combinación.

En la producción de una espuma de poliuretano usando agua y/o un compuesto orgánico de bajo punto de ebullición como un agente de soplado, entre los catalizadores anteriores, especialmente se usa ampliamente un compuesto de amina terciaria, ya que es excelente en cuanto a productividad y moldeabilidad. Tal compuesto de amina terciaria puede ser, por ejemplo, trietilendiamina convencional, N, N, N', N'-tetrametil-1, 6-hexanodiamina, bis (2-dimetilaminoetil) éter, N, N, N', N'', N''-pentametildietilentriamina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina o N, N-10 dimetiletanolamina (por ejemplo, Documento No Perteneciente a Patente 1) .

Además, como el compuesto de tipo metal, puede usarse con frecuencia, por ejemplo, un compuesto de metal orgánico, tal como un compuesto de estaño orgánico. Sin embargo, como la productividad o moldeabilidad tiende a deteriorarse, en la mayor parte de los casos, se usa junto con un catalizador de amina terciaria, y es raro que un 15 compuesto de metal orgánico de este tipo se use en solitario.

El compuesto de amina terciaria que se ha mencionado anteriormente se descarga gradualmente como una amina volátil de un producto de poliuretano y, por consiguiente, causa, por ejemplo, un problema de olores debido a la amina volátil en el caso de, por ejemplo, un material interior para automóviles, decoloración de PVC (resina de 20 cloruro de vinilo) de un panel de instrumentos para automóviles o un fenómeno de empañamiento de un cristal de ventana por la migración de un componente volátil de un producto de poliuretano (espuma) . Además, un compuesto de amina terciaria como catalizador tiene normalmente un fuerte olor repugnante y, por lo tanto, deteriora mucho el entorno de trabajo durante la producción de una resina de poliuretano.

Como un procedimiento para resolver dichos problemas, se ha propuesto usar, en lugar del compuesto de amina terciaria volátil que se ha descrito anteriormente, una catalizador de amina (en lo sucesivo en el presente documento denominado a veces como un catalizador reactivo) que tiene un grupo hidroxi o grupo amino primario o secundario reactivo con un poliisocianato, en su molécula, o un agente de reticulación bifuncional que tiene un grupo amino terciario en su molécula (por ejemplo, Documentos de Patente 3 a 7) . 30

Se considera que el procedimiento de uso de tal catalizador reactivo evita los problemas anteriores, puesto que el catalizador se fija en la estructura de la resina de poliuretano ya que reacciona con el poliisocianato. Este procedimiento es ciertamente eficaz para reducir el olor del producto de resina final, pero tal catalizador reactivo tiene una actividad inferior para la reacción gelificante (la reacción de un poliol con un isocianato) , y tiene el 35 problema de que la propiedad de endurecimiento tiende a ser baja.

Mientras que el procedimiento de uso del agente de reticulación que se ha mencionado anteriormente es eficaz para reducir el olor del producto de resina final y para mejorar el entorno de trabajo durante la producción de una resina de poliuretano, pero la propiedad física, tal como la dureza de la resina de poliuretano tiende a ser inadecuada. 40

Además, se ha propuesto un procedimiento en el que un compuesto de amina que tiene un grupo hidroxi, un grupo amino primario y un grupo amino segundario en su molécula, se usa como un catalizador para la producción de una espuma de poliuretano rígida (por ejemplo, Documentos de Patente 8 y 9) , pero tal procedimiento pretende mejorar la fluidez y la conductividad térmica de una espuma, y no se ha hecho ningún estudio para superar el problema del 45 olor.

Por otro lado, un compuesto de tipo metal no causará un problema de olor o un problema de deterioro de otros materiales, como el compuesto de amina terciaria que se ha descrito anteriormente, pero cuando tal compuesto de tipo metal se usa en solitario, la productividad, propiedades físicas y la moldeabilidad tienden a deteriorarse como se 50 ha mencionado anteriormente, y adicionalmente, se ha señalado un problema medioambiental debido a un metal pesado que permanece en el producto.

DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE

Documento de Patente 1: JP-A-2001-504855 5

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1. Una composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano, que comprende:

una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina (A) , en la que la hidroxialquiltrietilendiamina o 5 hidroxitrietilendiamina (A) es una o más seleccionadas entre el grupo que consiste en una hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina representada por la siguiente fórmula (2a) :

donde en la fórmula (2a) anterior, R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C<1-4< lineal o ramificado, y n es un número entero de 0 a 6, 10

una hidroxialquiltrietilendiamina representada por la siguiente fórmula (2b) :

donde en la fórmula (2b) anterior, cada uno de R<1> a R4 que son independientes entre sí, es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C<1-4< lineal o ramificado, y cada uno de m y n que son independientes entre sí, es un número entero de 0 a 2, siempre que m + n < 4, y/o 15

una hidroxialquiltrietilendiamina representada por la siguiente fórmula (2c) :

donde en la fórmula (2c) anterior, cada uno de R<1> a R4 que son independientes entre sí, es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C<1-4< lineal o ramificado, y cada uno de m y n que son independientes entre sí, es un número entero de 0 a 2, siempre que m + n < 4, y 20

una hidroximetiltrietilendiamina representada por la siguiente fórmula (2d) :

donde en la fórmula (2d) anterior, cada uno de R1 y R2 que son independientes entre sí, es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C<1-4<; y un compuesto de amina (B) que tiene, en su molécula, uno o más sustituyentes seleccionados entre el 25 grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario y un grupo amino segundario, o un compuesto de amina terciaria (C) que tiene un valor de la constante de velocidad de reacción de soplado/constante de velocidad de la reacción gelificante de al menos 0, 5, cuando se determina de acuerdo con la descripción.

2. La composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina (A) es un compuesto de amina representado por la siguiente fórmula (2e) :

donde en la fórmula (2e) anterior, X es un grupo hidroxilo, un grupo hidroximetilo o un grupo hidroxietilo.

3. La composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que el compuesto de amina (B) que tiene, en su molécula, uno o más sustituyentes 5 seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario y un grupo amino segundario, es un compuesto de amina representado por la siguiente fórmula (11) :

donde en la fórmula (11) anterior, cada uno de R<1> a R8 que son independientes entre sí, es un átomo de hidrógeno, un grupo hidroxilo, un grupo alquilo C<1-16<, un grupo arilo C<6-16<, un grupo hidroxialquilo C<1-10<, 10 un grupo aminoalquilo C<1-10<, un grupo monometilaminoalquilo C<1-10< o un grupo dimetilaminoalquilo C<1-10<, x es un número entero de 0 a 11, y es un número entero de 0 a 11, a es un número entero de 0 a 10 y b es un número entero de 0 a 10.

4. La composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano de acuerdo con la 15 reivindicación 3, en la que el compuesto de amina representado por la fórmula (11) anterior es una o más aminas seleccionadas entre el grupo que consiste en N, N-dimetiletilendiamina, N, N'-dimetiletilendiamina, N, N-dimetilpropilendiamina, N, N'-dimetilpropilendiamina, N, N-dimetilhexametilendiamina, N, N'-dimetilhexametilendiamina, trimetildietilentriamina, trimetiletilendiamina, trimetilpropilendiamina, trimetilhexametilendiamina, tetrametildietilentriamina, N, N-dimetilaminoetanol, N, N-dimetilaminoisopropanol, bis (3-dimetilaminopropil) amina, N-20 metilpiperazina, N, N-dimetilaminoetoxietanol, N, N, N'-trimetilaminoetiletanolamina, N, N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetil-N''-metilaminoisopropanol, N, N-dimetilaminoetoxietoxietanol, N, N-dimetil-N', N'-bis (2-hidroxipropil) -1, 3-propanodiamina, N, N, N'-trimetil-N'- (2-hidroxietil) bis (2-aminoetil) éter, N, N-bis (3-dimetilaminopropil) -N-isopropanolamina, N, N-dimetilaminohexanol y N, N, N'-trimetil-N'- (2-hidroxietil) propilendiamina.

5. La composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la relación de mezcla de la hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina (A) , con respecto al compuesto de amina (B) que tiene, en su molécula, uno o más sustituyentes seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario y un grupo amino segundario, es compuesto de amina (A) ]/compuesto de amina (B) = 1/99 a 99/1 en relación en peso. 30

6. La composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que el compuesto de amina terciaria (C) que tiene un valor de la constante de velocidad de reacción de soplado/constante de velocidad de la reacción gelificante de al menos 0, 5, es uno o más compuestos seleccionados entre el grupo que consiste en trietanolamina, bis (2-dimetilaminoetil) éter, N, N, N', N'', N''-35 pentametildietilentriamina, hexametiltrietilentetramina, N, N-dimetilaminoetoxietanol, N, N, N'-trimetilaminoetiletanolamina, N, N-dimetilaminoetil-N'-metilaminoetil-N''-metilaminoisopropanol y N, N, N'-trimetil-N'- (2-hidroxietil) bis (2-aminoetil) éter.

7. La composición de catalizador para la producción de una resina de poliuretano de acuerdo con una 40 cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 6, en la que la relación de mezcla de la hidroxialquiltrietilendiamina o hidroxitrietilendiamina (A) , con respecto al compuesto de amina terciaria (C) que tiene un valor de la constante de velocidad de reacción de soplado/constante de velocidad de la reacción gelificante de al menos 0, 5, es compuesto de amina (A) /compuesto de amina terciaria (C) = 1/30 a 30/1 en relación en peso.

8. Un proceso para producir una resina de poliuretano, que comprende hacer reaccionar un poliol con un poliisocianato en presencia de la composición de catalizador como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. El proceso para producir una resina de poliuretano de acuerdo con la reivindicación 8, 50

en el que la composición de catalizador como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, se usa en una cantidad dentro de un intervalo de 0, 01 a 30 partes en peso por 100 partes en peso del poliol.