[发明专利]羟基封端的聚异丁烯的光化学制备及相关方法和应用

说明书

相关申请的相互引用

本申请要求于2013年3月4日提交的美国临时专利申请系列号61/722,143标题为“PhotochemicalPreparationofNovelHydroxyl-TerminatedPolyisobutylenesandTheirUseforthePreparationofPolyurethanes,”的权益，其公开内容通过引用将其全部结合于此。

技术领域

本发明涉及聚异丁烯，并且更具体地涉及伯羟基封端的聚异丁烯(PIB)化合物。本发明进一步涉及制备这些伯羟基封端的PIB化合物的方法及其在聚氨酯生产中的应用。

背景技术

具有两个末端官能团的聚异丁烯(PIB)对于制备各种各样的终端产品是合乎需要的和有价值的中间体。例如，对于制备柔性区段水解-氧化抗性的PIB类聚氨酯和聚脲，二羟基远螯PIB(HO-PIB-OH)与二胺远螯PIB(NH₂-PIB-NH₂)分别是关键成分。

制备一些HO-PIB-OH化合物的方法在本领域是公知的，并且在某些情况下，已经被授予了专利权。例如，伯醇封端的PIB化合物已经由亚乙烯基基团或烯丙基基团产生。此外，还已经描述了这些具体的取得专利的HO-PIB-OH化合物用于制备聚氨酯的应用。可以理解的是，“羟基封端的”和“醇封端的”可互换使用。

然而，过去已经使用各种合成方法(退一步讲，这些方法是麻烦且不经济的)制备了这些伯醇封端的PIB化合物(如HOCH₂-PIB-CH₂OH)的产品。例如，伯醇封端的PIB产品的一个实例通过使用硼氢化/氧化工艺而需要使用昂贵的硼化学制品和相关的复合物。可替换地，烯丙基封端的PIB和亚乙烯基封端的PIB可以经由任何大量已知的技术(包括反马氏加成(anti-Markovnikovaddition))进行溴化，随后通过溴的亲核取代而被转化为羟基封端的PIB。此外，这些工艺需要昂贵的、侵蚀性的和昂贵的化学制品(如溴)，这样，在一些方面，制造伯醇封端的PIB化合物的成本对于商业生产已经太高。

考虑到上述情况，为了开发更简单和经济的工艺用于制造伯醇封端的PIB化合物HO-PIB-OH，已经作出了许多努力。单独聚氨酯工业已花费数百万美元用于研究和开发各种用于制造HO-PIB-OH的工艺。迄今为止，在降低与生产伯醇封端的PIB化合物相关的成本方面，这种努力仅已取得了有限的成功。

因此，需要一种更有效和更经济的用于生产伯醇封端的PIB的方法，该伯醇封端的PIB随后可用于生产聚氨酯和其它材料。

发明内容

本发明总体涉及新的羟基封端的聚异丁烯以及制造和使用它们的方法。羟基封端的聚异丁烯是新的，因为它们在每个末端端基内含有硫单元-S-。这些含硫、伯羟基封端的PIB被认为是新的化合物，其可以在制备和生产各种材料(包括聚氨酯)中充当中间体。认为在PIB端基内添加硫单元对于PIB组合物和/或聚氨酯或由其生产的其它材料的机械或化学性能没有或仅有微小的有害影响。

已经发现，本发明明确限定的、含硫伯羟基封端的聚异丁烯可以简单地、快速地和基本上定量地通过使不饱和远螯PIB和巯基醇(在此通常由缩写(HS-R-OH)表示)进行UV光激活(活化，activated)(即，光化学)硫醇-烯反应而获得。即，在UV光存在下，通过使PIB端基内具有不饱和度(unsaturation)的直链或支链远螯PIB与巯基醇(如巯基乙醇)反应，光化学硫醇-烯链接(点击，click)反应发生，该反应产生本发明含硫、伯羟基封端的PIB。有利地，反应物PIB和巯基醇是相对便宜的(特别是当与在生产伯羟基封端的PIB的其它方法中使用的一些其它反应物相比)，并且如上面所述，反应是快速的并且使外封端的和内封端的PIB基本上定量转化为伯羟基封端的PIB。