羟甲基乙内酰脲的制备方法技术

公开了一种制备固体无水羟甲基乙内酰脲的方法，该方法包括脱水和加热一种含水可搅拌介质，得到一种基本无水的可搅拌熔体；向所述的熔体中加入一种反应混合物，得到一种熔融体系；使至少一种乙内酰脲反应物和至少一种脱水甲醛源反应物或基本无水的甲醛源反应物在所述熔融体系中反应，同时除去反应生成的水，得到无水熔融羟甲基乙内酰脲；固化所述的熔融羟甲基乙酰脲。上述方法可以间歇法或半连续法实施。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体无水。本专利技术方法避免了通常与固体混合有关的加工方面的限制，并且可使用普通的液相反应器生产固体无水乙内酰脲。羟甲基乙内酰脲是一种无色、无味、水溶性化合物，并可作为甲醛给予物质用于对微生物生长敏感的某些制品中。这些制品包括工业产品例如液体洗涤剂，水基表面活性剂，软皂，水基涂料，纤维软化剂，室内除臭剂/空气清洁剂，聚合物乳液，纺织品用保护涂料，建筑涂料，水基凝胶，密封胶和腻子，纸涂料用胶乳，水基墨水，木才防腐剂等等;也包括个人卫生用品例如化妆品，香波，脂膏，洗剂，粉状品等等。羟甲基乙内酰脲例如单羟甲基二甲基乙内酰脲(MDMH)或二羟甲基二甲基乙内酰脲(DMDMH)典型地是以含水溶液的形式制备的，通常的制法是使一摩尔DMH与一摩尔或2摩尔甲醛羟甲基化。特别地，Foelsh在US3，987，184中公开了一种制备DMDMH含水溶液的方法，其中每摩尔5，5-二甲基乙内酰脲(5，5-DMH)与1.85-2，4摩尔甲醛(水溶液)在pH约7-9，于约22℃-65℃温度下反应约20分钟。但是，由于溶剂和运输含水溶液的费用，增加了含水MDMH和DMDMH溶液的产品成本。因此，需要一种干品。制备干品的最简单的方法是将羟甲基乙内酰脲从溶剂中分离出。但是，分离过程一般都比较冗长费时并且包括一个或多个加工步骤。Farina等人在US4，908，465中公开了制备干的结晶的羟甲基乙内酰脲的方法，该方法是使乙内酰脲，甲醛源如多聚甲醛和催化剂混合，然后在升温下使各组分反应。但是，由于反应剂是干混合的然后加热至极端温度，因此所需设备复杂而不易实现。已经发现了液相制备固体无水羟甲基乙内酰脲的方法。这些方法可以在普通的液体加工反应器中实施，原因是初始填充的反应器中含有含水介质。在本专利技术方法中，反应器决不含有完全固体的中间体物质。因此，不需要承受反应热的特殊的干燥加工设备。本专利技术的第一个实施方案(含水介质/熔融体系方法)提供了一种制备固体无水羟甲基乙内酰脲的方法，包括(a)脱水和加热含水可搅拌介质，得到基本无水的可搅拌熔体，所述含水可搅拌介质包括(A)一种选自如下组的溶质(ⅰ)二羟甲基二甲基乙内酰脲，(ⅱ)乙内酰脲反应物，(ⅲ)甲醛源反应物，或(ⅳ)上述反应物的任何混合物;和(B)必要时加入的一种催化剂;(b)向上述可搅拌熔体中加入一种反应物混合物，得到一熔融体系，所述反应物混合物包括(A)(ⅰ)与上述相同或不同的乙内酰脲反应物，(ⅱ)与上述甲醛源反应物相同或不同的基本无水的甲醛源反应物，或(ⅲ)上述反应物的混合物;以及(B)必要时加入的与上述相同的或不同的催化剂;其中熔融体系包括(ⅰ)至少一种乙内酰脲反应物和(ⅱ)至少一种脱水的甲醛源反应物或基本无水的甲醛源反应物;(c)使(ⅰ)至少一种所述乙内酰脲反应物和(ⅱ)至少一种所述的脱水的甲醛源反应物或基本无水的甲醛源反应物在熔融体系中反应，同时除去反应生成的水，得到无水的熔融羟甲基乙内酰脲;和(d)固化熔融的羟甲基乙内酰脲。在第二个实施方案中(综合体系法)，固体无水如下在如上所述的含水可搅拌介质中，使由(ⅰ)与上述相同或不同的乙内酰脲反应物，(ⅱ)与上述甲醛源反应物相同或不同的基本无水的甲醛源反应物或(ⅲ)上述反应物的混合物以及(ⅳ)必要时加入的与上述相同或不同的催化剂组成的反应物混合物反应;其中(ⅰ)至少存在一种乙内酰脲反应物和(ⅱ)至少存在一种甲醛源反应物或基本无水的甲醛反应物;同时加热至至少为羟甲基乙内酰脲的熔化温度并同时除去基本全部的水;得到熔融的羟甲基乙内酰脲;并接着固化熔融的羟甲基乙内酰脲。上述方法可以间歇法或半连续法实施。DMDMH为甲醛给予物质，是DMH和甲醛的二甲酰化产物。MDMH作为中间体首先生成。MDMH本身是一种含有约19%(重量)的键合的但可游离出来的甲醛的甲醛清除剂。接下的MDMH与甲醛的反应得到DMDMH，理论上其含有31.9%的键合的但可游离出来的甲醛。在本专利技术方法中，首先提供一种含水可搅拌的反应介质。因为初始的反应介质呈液相，因此可使用普通的液相反应器例如带搅拌的箱式反应器，Pfaudlers反应器等。不需要为同时混合和加热干反应物或混合物而设计的特殊反应器。含水可搅拌的反应介质可以是悬浮、溶解或载于一含水介质或溶剂中的包括羟甲基乙内酰脲或羟甲基乙内酰脲前体(在此称之为“溶质”)的溶液，混合物，尤其是悬浮液或混合形式。合适的介质溶质是DMDMH;乙内酰脲反应物，包括但不限于DMH和/或MDMH;甲醛源反应物，或上述物质的任何混合物，必要时，也可加入下述的催化剂。适宜的DMDMH溶质包括，但并不限于，DMDMH如1，3-二羟甲基-5，5-二甲基乙内酰脲，MDMH如1-或3-羟甲基-5，5-二甲基乙内酰脲。适于在含水可搅拌介质中用作乙内酰脲反应物溶质的DMH包括，但并不限于，二甲基乙内酰脲如5，5-二甲基乙内酰脲，单羟甲基-5，5-二甲基乙内酰脲，5-乙基-5-甲基乙内酰脲，或上述化合物的混合物。适宜的MDMH乙内酰脲反应物溶质包括，但并不限于，1-或3-羟甲基-5-乙基-5-甲基乙内酰脲，或上述化合物的混合物。适于用作含水可搅拌介质的溶质的甲醛源反应物包括任何可溶于水的甲醛，优选多聚甲醛、福尔马林等。多聚甲醛为具有化学式HO(CH2O)2-H(其中n约为8-100)的甲醛聚合物。适于加到可搅拌熔体或可搅抖介质中的反应混合物中的乙内酰脲反应物包括任何本领域已知的乙内酰脲反应物，这些乙内酰脲反应物在有或没有催化剂存在下，在基本无水的体系中，特别是本专利技术的熔融体系中，与基本无水的甲醛反应。可同时使用一种以上乙内酰脲反应物的混合物。这些乙内酰脲反应物包括，但并不限于，DMH如5，5-二甲基乙内酰脲，MDMH如1-单羟甲基-5，5-二甲基乙内酰脲，5-乙基-5-甲基乙内酰脲或其混合物。基本无水的甲醛源反应物的水含量不大于1%(重量)。优选的基本无水的甲醛源反应物为多聚甲醛。用于可搅拌介质中或加到乙内酰脲和/或甲醛反应物中的催化剂通常包括，但并不限于，碱金属或碱土金属盐，如碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠。含水可搅拌介质或反应混合物可以提供最终用来生成固体无水羟甲基乙内酰脲的乙内酰脲反应物或甲醛源反应物，但条件是在可搅拌介质或反应混合物中有至少一种乙内酰脲反应物和至少一种甲醛源反应物用于反应。在熔融体系中反应的乙内酰脲反应物与无水甲醛源反应物或基本无水甲醛源反应物的摩尔比最好在约1∶1至约1∶2的范围内。含水可搅拌介质或可搅拌熔体与乙内酰脲反应剂的摩尔比根据反应器的设计而改变，且可在很宽的范围内变化，只要有足够的物料在反应器中受到例如，搅拌器的搅拌。这种反应器的设计对于本领域的普通技术人员来说是已知的。该摩尔比最好在约1至约0.1的范围内。用本专利技术方法制备的羟甲基乙内酰脲的组成取决于在可搅拌介质中所加的羟甲基乙内酰脲或乙内酰脲，和/或在熔融体系中所加乙内酰脲反应物，以及反应物的摩尔比。例如，如果DMH(优选5，5-二甲基乙内酰脲)在可搅拌介质中或作为乙内酰脲反应物，且DMH与甲醛源反应物的摩尔比约为1∶1，则会得到固体无水MDMH，特别是1-或3-羟甲基乙内酰脲。如上述摩尔比在约1∶1至约1∶2之间，会得到上述MDMH和DMDMH，特别是1，3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备固体无水羟甲基乙内酰脲的方法，包括：（ａ）脱水和加热一种含水可搅拌介质，得到一种基本无水的可搅拌熔体，所述含水可搅拌介质包括：（Ａ）一种选自如下组的溶质：（ｉ）二羟甲基二甲基乙内酰脲，（ｉｉ）乙内酰脲反应物，（ｉｉｉ）甲醛源反应物，或（ｉｖ）上述反应物的任何混合物；以及（Ｂ）必要时加入的一种催化剂；（ｂ）向上述可搅拌熔体中加入一种反应物混合物，得到一种熔融体系，该反应物混合物包括：（Ａ）（ｉ）与上述相同的或不同的乙内酰脲反应物，（ｉｉ）与上述甲醛源反应物相同或不同的基本无水的甲醛源反应物，或（ｉｉｉ）上述反应物的混合物；以及（Ｂ）必要时加入的与上述相同的或不同的催化剂；其中所述的熔融体系包括（ｉ）至少一种乙内酰脲反应物和（ｉｉ）至少一种脱水的甲醛源反应物或基本无水的甲醛源反应物；（ｃ）使（ｉ）至少一种所述的乙内酰脲反应物和（ｉｉ）至少一种所述的脱水的甲醛源反应物或基本无水的甲醛源反应物在所述的熔融体系中反应，同时除去反应生成的水，得到无水的熔融羟甲基乙内酰脲；以及（ｄ）固化所述的熔融羟甲基乙内酰脲。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：TE法瑞纳，DA伯格，
申请(专利权)人：伦萨公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]