[发明专利]一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，其特征在于以氰酸钠为原料，通过取代和缩合反应制备出异氰尿酸三缩水甘油酯，具体包括如下步骤，按比例将氰酸钠、环氧氯丙烷、苄溴类有机物催化剂、30%双氧水、极性溶剂一次性混合到反应器中，室温下搅拌10分钟后加热控温在70‑90℃，并回流反应3‑5小时后经过后处理得到异氰尿酸三缩水甘油酯。本发明采用一锅法制备工艺，工艺流程简单快捷，原料易得易存储，反应在常压下进行，在实现工业化时能减少设备投入与人工，降低生产成本，该方法制备出的TGIC产率高、纯度高。

技术领域

本发明涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，属于化工领域。

背景技术

异氰尿酸三缩水甘油酯缩写为TGIC, 是一种杂环多环氧化合物，具有良好的耐热、交联性以及抗高温性能。TGIC主要用于含羧基聚酯、羧基丙烯酸树脂粉末涂料的固化剂，高纯度的TGIC可用于制造电绝缘层压板，交联剂，塑料稳定剂等。

目前所记载的合成方法主要有：1、异氰尿酸三缩水甘油酯可以由三烯丙基异三聚氰酸酯在醇、氢氧化钠和腈存在下，以过氧化氢溶液作为催化剂反应得到（US3793321A一种异氰脲酸三缩水甘油酯的制备方法）,但该方法中的原料三烯丙基异三聚氰酸酯本身需要较复杂的工艺合成，反应条件苛刻，且此方法采用的是35％过氧化氢- 腈环氧化体系制备TGIC，采用氢氧化钠来控制pH值，导致产品中仍然存在一些双键没有完全环氧化，该方法制备的TGIC产率较低。（原文件记录收率有70％。）2、异氰尿酸三缩水甘油酯由氰尿酸与环氧氯丙烷在碱性条件下合成（Ep0822189A2），但该制备方法中的原料氰尿酸合成需要高温，且反应条件苛刻，反应过程中环氧基团易被破坏，TGIC产率较低。因此，现有的制备方法都存在原料难得，反应需强碱性条件，中间产物不稳定导致产率偏低等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种异氰尿酸三缩水甘油酯的新的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，其特征在于以氰酸钠为原料，通过取代和缩合反应制备出异氰尿酸三缩水甘油酯，具体包括如下步骤，按比例将氰酸钠、环氧氯丙烷、苄溴类有机物催化剂、30%双氧水、极性溶剂一次性混合到反应器中，室温下搅拌10分钟后加热控温在70-90℃，并回流反应3-5小时后经过后处理得到异氰尿酸三缩水甘油酯；其中，氰酸钠65重量份、环氧氯丙烷90-120重量份、苄溴类有机物催化剂3-6重量份、30%双氧水2-5重量份、极性溶剂90-120重量份。

进一步的，所述催化剂苄溴类有机物结构式为：

其中R为H或者C₁-C₄的烷基。

进一步的，所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或者二甲亚砜。

优选的，所述的环氧氯丙烷90-100重量份，催化剂苄溴类有机物4-5重量份、30%双氧水3-4重量份。

优选的，所述的室温搅拌后加热控温为70-80℃，反应时间为4-4.5小时。

本发明采用的制备方法其反应原理：苄溴类有机物与环氧氯丙烷发生置换反应，生成环氧溴丙烷；环氧溴丙烷与氰酸钠反应脱去一个溴化钠，由于溴化钠微溶于极性溶剂导致慢慢析出，整个反应化学平衡向脱去反应的产物移动，直至化学平衡 ，反应式如下：

由于脱去反应的产物异氰酸根在60℃以上环境中不稳定，容易发生三脱水缩合反应生成稳定的异氰尿酸三缩水甘油酯，由于环氧基团容易被还原开环，少量的过氧化氢在极性溶剂环境可以使得环氧基团较稳定的存在，反应式如下：