异氰尿酸三缩水甘油酯的合成工艺

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011339865.2(22)申请日 2020.11.25(71)申请人 湖南云科化工有限公司地址 414012 湖南省岳阳市云溪区长炼绿色化工产业园(72)发明人 刘郁东　刘良会　黄能武　(74)专利代理机构 北京卓恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11394代理人 唐曙晖(51)Int.Cl.C07D 405/14(2006.01)(54)发明名称一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法(57)摘要本发明涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，该方法包括以下步骤：使氰尿酸与二氯丙醇在碱和溶剂存在的条件下加热反应，其中氰尿酸与二氯丙醇的用量摩尔比为1:2～8，碱的加入量与二氯丙醇的加入量的摩尔比为2：1。

本方法制备异氰尿酸三缩水甘油酯的原料转化率高，达到95％以上，产品选择型好，达到95％以上，产品收率高，达到90％以上，远高于现有技术80％左右的收率。

权利要求书1页 说明书4页CN 112321576 A 2021.02.05C N 112321576A1.一种异氰尿酸三缩水甘油酯TGIC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：使氰尿酸与二氯丙醇在碱和溶剂存在的条件下加热反应。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氰尿酸与二氯丙醇的用量摩尔比为1:2～8，优选1:3～6，更优选1:3.3～3.6；优选，碱与二氯丙醇的添加摩尔比为2：1，所述的二氯丙醇为1,2-二氯丙醇、1,3-二氯-2-丙醇中的一种或两种的混合物，优选为1,3-二氯-2-丙醇。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于碱为无机碱或有机碱，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、三甲胺、吡啶中一种或多种，优选，碱以水溶液的形式使用，优选为氢氧化钠(NaOH)的水溶液，更优选为20％～52％NaOH水溶液，进一步优选40％～50％NaOH水溶液；优选地，加热温度为60-100℃，优选80-100℃，反应时间为2-10小时，优选3-8小时；优选地，溶剂选自水(优选去离子水)、醇类溶剂(如甲醇、乙醇)中的一种或多种，溶剂的添加量为氰尿酸与二氯丙醇总质量的0.5～10倍，优选1～5倍。

异氰尿酸三缩水甘油酯，英文名为１，３，５－ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ，简称ＴＧＩＣ，是一种新型的环氧树脂［１］，因ＴＧＩＣ中含有三个环氧基团，具有优良的交联固化性能，广泛用于粉末涂料固化剂，并能提高塑料的机械强度，改善其电器性能，使其能用于制作各种结构材料、印刷电路、工具、化工设备及其他机械零件等［４］。

作为卤系阻燃剂的添加剂可延缓阻燃剂的分解、提高阻燃塑料的加工性能。

因此ＴＧＩＣ有良好的发展前景。

国内外对ＴＧＩＣ的合成做过很多研究［２～８］，但目前的ＴＧＩＣ生产工艺消耗大、成本高，使其应用受到限制［８］。

作者在反应体系中加入水作为异氰尿酸的助溶剂，设计了特殊的实验装置，并对工艺中多因素作了探讨，得到了易于操作、收率高、消耗低的优化工艺。

１实验部分１．１主要试剂异氰尿酸，工业级，菏泽华意化工有限公司；环氧氯丙烷，工业级，宜兴银诚化工；四丁基溴化胺，分析纯，上海科丰化学试剂有限公司；乙醇，分析纯，上海试剂四厂；甲醇，分析纯，上海振兴化工一厂；氢氧化钠，工业级，重庆金帆化工有限公司。

１．２合成原理异氰尿酸三缩水甘油酯的合成王彦林于君张志刚（苏州科技学院化学化工系，苏州，２１５００９）摘要研究了以异氰尿酸、环氧氯丙烷为原料，以水为助溶剂合成异氰尿酸三缩水甘油酯的方法，探讨了物料配比、催化剂、反应温度和不同溶剂对收率的影响，四丁基溴化铵为催化剂，分两步反应，得到了最佳反应条件，第一步反应温度１１８℃，反应时间６０ｍｉｎ，第二步反应温度５５℃，反应时间１０ｍｉｎ，产品总收率为７７．３％。

用红外光谱表征了化合物的结构。

关键词异氰尿酸三缩水甘油酯助溶剂异氰尿酸环氧氯丙烷合成ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＴｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌＩｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅＷａｎｇＹａｎ－ｌｉｎＹｕＪｕｎＺｈａｎｇＺｈｉ－ｇａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｚｈｏｕ，２１５００９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌＩｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｃｙａｎｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎａｓｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｗａｔｅｒａｓｔｈｅｃｏｓｏｌｖｅｎｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｓｏｌｖｅｎｔｗｅｒｅｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｐｒｏｄｕｃｔｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｉ－ｅ．，ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔｅｐ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ１１８℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ６０ｍｉｎ，ｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔｅｐ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ５５℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ１０ｍｉｎ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｙｉｅｌｄｃａｎｒｅａｃｈｕｐｔｏ７７．３％．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｗａｓｄｅ－ｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＩＲｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒｉｇｌｙｃｉｄｙｌｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ；ｃｏｓｏｌｖｅｎｔ；ｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔ；ｉｓｏｃｙｎａｕｒａｔｅ；ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ收稿日期：２００７－０８－２１塑料助剂２００７年第６期（总第６６期）１７１．３合成步骤１．３．１三（３－氯－２－羟丙基）异氰尿酸酯的合成（酯化反应）在装有温度计、分水装置与回流冷凝管、机械搅拌封、滴液漏斗、电动搅拌器、恒温油浴的１００ｍＬ四口瓶中加入５．０ｇ氰尿酸（ＣＡ）、０．１５ｇ四丁基溴化铵、３．２ｍＬ水、６１ｇ环氧氯丙烷（ＥＣＨ），开动搅拌，用油浴加热使反应物回流，不断地脱出水分，并将共沸的ＥＣＨ通过分水装置。

异氰尿酸三缩水甘油酯生产工艺
异氰尿酸三缩水甘油酯（TPT）是一种用于聚氨酯泡沫制品中的交联剂，具有优异的物理性能和低毒性特性，在工业、建筑、汽车等领域有着广泛的应用。

本文介绍了TPT的生
产工艺。

1. 原料准备
TPT的制备原料主要包括异氰酸酯（TDI）、甘油、三乙醇胺（TEOA）和醋酸等。

其中，TDI是关键原料，必须保证其纯度和质量稳定性，否则会影响TPT的质量和产量。

2. 反应工艺
TPT的制备一般采用“醇胺法”或“醇酸法”，其中“醇胺法”制备出的产品质量较好，具有更广泛的应用前景。

（1）醇胺法
将甘油和TEOA按一定比例混合后，加入反应釜中，开始搅拌。

同时，将TDI加入配死中并缓慢滴加到反应釜中，反应温度控制在70-80℃，反应时间为3-4小时。

反应后，加
入醋酸催化剂和过滤剂，过滤后即可得到TPT产品。

3. 产品检测
TPT产品的检测主要包括含量测定、酸值测定、水分测定、外观检查、发泡性能测试等。

其中，发泡性能测试是重要的指标，可以通过各种设备进行测试，如加热发泡测试机、气动发泡测试机等。

4. 环保措施
在TPT生产过程中，需要注意环保问题，如加强原料储存和管理，合理使用化学品，
严格控制废水、废气和废弃物的排放等。

同时，建立完善的环保管理制度，定期开展环境
监测和安全培训，确保生产过程安全可靠。

总之，TPT作为聚氨酯泡沫制品的重要原料，具有良好的应用前景。

其生产工艺需要
严格控制反应条件和检测指标，同时注重环保措施，才能生产出符合要求的产品，为各个
领域的应用提供有力保障。

异氰尿酸三缩水甘油酯是一种重要的有机化合物，广泛用于涂料、塑料、橡胶等工业领域。

其制备方法对于其工业化生产具有重要意义。

本文将就异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法进行深入探讨。

一、制备原理异氰尿酸三缩水甘油酯的制备主要基于异氰酸酯和甘油醚化反应。

具体反应方程式如下所示：R(-NCO)3 + 3HOCH2CH(OH)CH2OH → R(-NCO)3(OC3H5)其中，R为有机基。

该反应是一种酯化反应，通过控制反应条件和原料比例可以合成所需产物。

二、制备方法1. 原料准备要准备好反应所需的原料，包括异氰酸酯和甘油。

其中，异氰酸酯是反应的重要原料之一，其纯度和质量直接影响到最终产物的质量。

2. 反应条件控制在反应过程中，需要控制好反应的温度、压力和反应时间。

通常情况下，反应温度在60-80摄氏度之间，反应压力在常压下进行，反应时间根据原料比例和反应速度而定。

3. 反应过程将异氰酸酯和甘油按照一定的比例加入反应釜中，然后开始加热并搅拌反应。

在反应过程中，要不断监控反应物的消耗情况和产物的生成情况，确保反应进行顺利。

4. 产物提取反应结束后，需要对产物进行提取和纯化工作。

通常可采用萃取、结晶、蒸馏等方法对产物进行分离和提纯，得到所需的异氰尿酸三缩水甘油酯。

三、优化改进为了提高异氰尿酸三缩水甘油酯的产率和降低成本，可以通过优化反应条件、改进原料纯度、改进反应工艺等手段进行改进。

还可以采用催化剂、改进反应器设备等方式提高反应效率。

四、应用领域异氰尿酸三缩水甘油酯广泛应用于涂料、塑料、橡胶等工业领域。

其优良的物理化学性质使其成为这些领域中重要的中间体和添加剂，具有重要的经济意义。

异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法是一个复杂而又重要的过程，对于其工业化生产具有重要意义。

通过对制备方法的深入了解和优化改进，可以为其工业化生产提供有力支持，推动相关领域的发展和进步。

5.安全生产在异氰尿酸三缩水甘油酯的制备过程中，安全生产是至关重要的。

异氰尿酸三缩水甘油酯的合成工艺
徐红玲
【期刊名称】《辽宁科技大学学报》
【年(卷),期】2011(034)002
【摘要】研究了异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)的合成工艺,讨论了不同的反应条件、环化温度及后处理工艺对TGIC质量和收率的影响,并提出了适宜的工艺条件.实践
表明,反应结束的最佳温度在110℃,适宜的环化温度范围是40～45℃,蒸馏温度控
制在95℃所得TGIC的收率最高.
【总页数】4页(P149-152)
【作者】徐红玲
【作者单位】鞍山润德精细化工有限公司,辽宁,鞍山,114225
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.493
【相关文献】
1.季铵碱催化体系下异氰尿酸三缩水甘油酯的合成及性能 [J], 艾武全;杨志萍;王永垒;方向宏;商永嘉;方红霞
2.HPLC测定异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)的方法研究 [J], 刘国辉;李影
3.异氰尿酸三缩水甘油酯 [J], 张亨;张汉宇
4.异氰尿酸三缩水甘油酯对聚对苯二甲酸乙二醇结构和性能的影响 [J], 耿加露;陶国良;夏艳平;顾艺;戴舒天
5.异氰尿酸三缩水甘油酯/六亚甲基二异氰酸酯联用对聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构与性能的影响 [J], 刘少峰;夏艳平;顾艺;李强;马文中;曹峥;陶国良
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。