支链仲醇烷氧基化表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了式I的烷氧基化物：其中AO、EO、m、n、R、R1和R2如下定义。还提供了制备式I的烷氧基化物的方法。所述方法提供的烷氧基化物表现出窄分子量分布和低量的未反应的残余醇。所述烷氧基化物可以用在各种各样的应用中，如用作表面活性剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请交叉引用此申请要求2010年6月29日提交的美国临时申请系列号61/359,437的优选权，所述文献以其全部内容通过引用并入本文。专利
本专利技术涉及烷氧基化组合物及制备和使用它们的方法。所述烷氧基化组合物表现出窄的分子量分布和包含低水平的残余醇。专利技术背景醇乙氧基化物是工业上重要的一类材料，发现其用于各种各样的应用中，例如，作为表面活性剂和洗涤剂。伯醇乙氧基化物通常通过碱催化伯醇的乙氧基化来制备。该制备方法的简单性和其能够提供优质产品(即，窄分子量分布和含低水平的残余醇)的能力允许其制备各种各样这些类型的材料。与伯醇相反，高度支化的仲醇是相当不活泼，并因此更难于通过碱催化的方法乙氧基化。因此，已经开发了用于制备高度支化的仲醇乙氧基化物的可选程序。常用的可选方案是基于两步方法。在步骤1中，在路易斯酸催化剂(常用BF3)存在下用环氧乙烷(EO)处理醇或醇混合物，以将少量EO加成到醇上。通过彻底的洗涤以去除催化剂和副产物并然后经受蒸馏以从未反应的醇和低级加合物中分离期望的产物，来纯化低EO加合物。将纯化的低EO产物(平均2-4摩尔EO)引入步骤2，其中进行碱催化的常规烷氧基化以产生最终的表面活性剂产品。两步方法具有很多缺点。例如，来自于第一步的产戊通常包含相当量的需要去除的副产物1，4-二噁烷。此外，乙氧基化产物典型地表现出不利的宽分子量分布和大量未反应的醇起始材料。结果，如果要制备可接受质量的最终产品，中间体的分离和纯化是需要的。然而，这种分离和纯化，以及另外的第二次烷氧基化过程显著地增加了方法的成本和导致产生大量的废物。表现出窄分子量分布和低含量残余醇的新的高度支化的仲醇烷氧基化物，以及用于制备它们的低成本和低废物产生的方法，在本领域中将是显著的进步。专利技术概要在一个方面中，本专利技术提供了烷氧基化组合物，其表现出窄分子量分布，还包含低水平的未反应的残余醇。所述组合物包含一种或多种式I的烷氧基化物：其中AO、EO、m、n、R、R1和R2如下定义。在另一方面中，本专利技术提供了制备式I的烷氧基化物的方法。该方法包括：在烷氧基化条件下，使具有7-16个碳原子和支化度为3或更多的仲醇与含3个或更多碳原子的烯化氧化合物反应，随后与环氧乙烷反应。所述烷氧基化是在双金属氰化物催化剂存在下进行的。专利技术详述如上所述，在第一方面中，本专利技术提供包含一种或多种式I的烷氧基化物的组合物：其中AO是含至少3个碳原子的亚烷基氧基；EO是亚乙基氧基；m为1-6；n为1-40；R和R1独立地为C1-C14烷基；和R2为H或C1-C13烷基，其中由R、R1、R2和它们所连接的碳形成的基团含7-16个碳原子并具有至少3的支化度，条件是当R1是CH3(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH(CH3)-，和R2是H时，则R不是CH3。已经令人惊奇地发现，根据本文描述的方法制备的式I的烷氧基化物表现出窄分子量分布，由材料的多分散指数(通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量/数均分子量(Mw/Mn))所表示。窄分子量分布通常导致更好的表面活性剂性能。在某些实施方式中，烷氧基化物多分散指数(PDI)为1.15或更小，可选地为1.1或更小。除了表现出低的PDI外，如本文所述制备的式I的烷氧基化物还令人惊奇地含有低水平的未反应的残余醇。具有低水平的醇的优点包括增强的表面活性、低的气味、和改善的水性制剂的透明度。在某些实施方式中，组合物含有3wt％或更少、可选地为2wt％或更少、可选地为1wt％或更少、或可选地为0.5wt％或更少的残余醇。值得注意的是，无需使用大量的环氧乙烷(EO)就可以实现本专利技术的低残余醇含量。虽然已知在常规表面活性中增加EO水平可以导致更大的起始醇的消耗，但是增加的EO也可以造成难于实现期望的表面活性剂的浊点。在式I的烷氧基化物中，AO表示含至少3个碳原子的亚烷基氧基。在某些实施方式中，AO为亚丁基氧基(BO)。在某些实施方式中，AO为亚丙基氧基(PO)。式I包括变量“m”和“n”，其描述所加注的试剂的摩尔比。在醇和含有至少3个碳原子的烯化氧反应生成的反应产物，或其加合物与环氧乙烷反应生成的反应产物是具有平均加注的试剂的摩尔比的低聚物的分布。单独地，“m”和“n”分别表示利用含至少3个碳原子的烯化氧的烷氧基化和乙氧基化的摩尔比。在本专利技术的某些实施方式中，m至少为1、可选地至少为2。在某些实施方式中，m为5或更小、可选地为4或更小、或可选地为3或更小。在某些实施方式中，m落入1-5的范围、可选地为2-5。在某些实施方式中，n为至少2、可选地为至少3、可选地为至少4、或可选地为至少5。在某些实施方式中，n为30或更小、可选地为20或更小、可选地为10或更小、或可选地为9或更小。在某些实施方式中，n落入2-10的范围、可选地为3-9、或可选地为5-9。在式I的烷氧基化物中，R、R1、R2和它们所连接的碳原子形成其是用于制备烷氧基化物的高度支化的仲醇的有机残基的基团。一般情况下，该基团含7-16个碳原子。在某些实施方式中，该基团含9-12个碳原子。该基团也具有3或更大的支化度。在本专利技术的某些实施方式中，支化度为4或更大。用于本文的术语“支化度”意为甲基(-CH3)的总数减1。例如，如果有4个甲基，则支化度为3。其中同时地，R1是CH3(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH(CH3)-、R2是H、和R是CH3的化合物被排除在本专利技术的烷氧基化物之外(即由(3-甲基-6-乙基)-2-壬醇作为仲醇制备的化合物)。在本专利技术的某些实施方式中，R为C3-C12烷基、可选地为C3-C8烷基、或可选地为C4-C6烷基。在某些实施方式中，R含至少2个甲基。在本专利技术的某些实施方式中，R1为C3-C12烷基、可选地为C4-C10烷基、或可选地为C6-C8烷基。在某些实施方式中，R1含至少2个甲基。在本专利技术的某些实施方式中，R2为C1-C3烷基。在某些实施方式中，R2为H。在本专利技术的某些实施方式中，烷氧基化物具有式II：其中R3为H或异丙基和R4为CH3或CH2CH3，及m和n如上所定义。在本专利技术的某些实施方式中，烷氧基化物具有式：其中m和n如上所定义。在某些实施方式中，烷氧基化物具有式：其中m和n如上所定义。在另一方面，本专利技术提供了制备式I的烷氧基化物的方法。根据该方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.29 US 61/359,4371.一种组合物，其包含一种或多种式I的烷氧基化物：
其中AO是包含至少3个碳原子的亚烷基氧基；EO是亚乙基氧基；
m为1-6；n为1-40；R和R1独立地为C1-C14烷基；和R2为H或C1-C13烷基，其中由R、R1、R2和它们所连接的碳形成的基团含7-16个碳原子
并且具有至少为3的支化度，条件是当R1是
CH3(CH2)2CH(C2H5)(CH2)2CH(CH3)-，和R2是H时，则R不是CH3，其
中烷氧基化物的多分散指数为1.15或更少，并且其中所述组合物包含不
超过2wt％的残余醇。
2.根据权利要求1的组合物，其中AO为亚丙基氧基或亚丁基氧基。
3.根据权利要求1-2的任一项的组合物，其中由R、R1、R2和它们
所连接的碳形成的基团含9-12个碳原子。
4.根据权利要求1-3的任一项的组合物，其中所述烷氧基化物具有
式II：
其中R3为H或异丙基和R4为CH3或CH2CH3。
5.用于制备权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：于旺林，S·J·梅纳德，D·A·阿吉拉尔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：