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三环癸烷二甲醇组合物及其用途

文献发布时间:2023-06-19 09:29:07


三环癸烷二甲醇组合物及其用途

技术领域

本发明关于一种含有三环癸烷二甲醇的新颖组合物,其适合作为用于制造透明光学材料的原料。

背景技术

本文提及的所有出版物被并入参考的程度,与每个单独出版物或专利申请被明确地且单独地并入参考的程度相同。以下说明包括有助于理解本发明的信息。不承认本文所提供的任何信息是现有技术或与本文所述的发明有关、或明确或隐含参考的任何出版物为现有技术。

用于电子部件等的光学材料或聚合材料通常需要具有高透明度。这至少是由于处理的便利性,诸如允许用于光信号的多种光源。例如,具有低波长范围的光源(例如蓝光雷射、紫外线雷射等)需要具有高透明度的光学材料。因此,具有差的透光性或抗紫外线性的芳族聚酯难以应用于这些领域。

尽管可以将各种聚酯树脂模制成膜、片、弹性体、纤维、管、容器等并用于广泛的领域,但是重要的是在制造中包括适当的共聚单体以提高透明度,诸如聚酯树脂的抗黄化性。类似地,聚酯碳酸酯、聚碳酸酯、丙烯酸酯树脂及甲基丙烯酸酯树脂等可用作各种光学材料,并且包括适当的共聚单体以改善聚合物的透明度将是期望的。

本申请的目的是提供具有特定组分的三环烷烃二甲醇的组合物,其适合用作制造具有改善的光学性质的下游产品的原料。

发明内容

以下实施方案结合系统、制品、组合物和方法来说明及描述,为例示性和说明性的,并非用于限制范围。

提供含有三环癸烷二甲醇(TCDDM)的组合物,其具有特定的成分且可用于生产用于诸如制造光学材料的应用的聚合物或树脂。

在一些实施方案中,所述组合物包括为TCDDM的第一组分以及第二组分,其中,当组合物在气相层析(gas chromatography,GC)分析中进行表征时,第二组分在滞留时间自11.8分钟至12.4分钟被洗脱出,表示第二组分的洗脱峰(例如,滞留时间在11.8分钟至12.4分钟之间的波峰)的面积与表示TCDDM的洗脱峰(例如,滞留时间在12.4分钟至13分钟之间的波峰)的面积的比在0.001:1至0.04:1之间。在各个实施方案中,TCDDM于GC分析中在滞留时间自12.4分钟至13分钟被洗脱出。

在一些实施方案中,当组合物在气相层析-质谱(gas chromatography-massspectrometry,GC/MS)分析中进行表征时,组合物的第二组分具有的碎片模式包括在质荷比(m/z)选自以下所组成的群组的一个或多个波峰:31、41、67、79、91、93、119、149、167。在另一些实施方案中,组合物的第二组分具有的碎片模式包括至少在m/z为149及167的波峰。在又一些实施方案中,第二组分在GC/MS分析中具有的滞留时间自15.0分钟至16.5分钟,而TCDDM在GC/MS分析中具有的滞留时间自16.5分钟及17.5分钟。

在一些实施方案中,组合物包括为TCDDM的第一组分及第二组分,如上所述,以及包括第三组分,该第三组分为式(X)化合物:

在一些实施方案中,表示TCDDM的洗脱峰的曲线下的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比为0.95:1或更高。

一些实施方案所提供的第二组分为式(XI)所示化合物的一种或混合物:

其中X

若i=1,则j=v=0,R

若X

若X

若i=0,则j=v=1,X

一些实施方案中,所提供组合物中的第二组分包括下列式的一种或更多种化合物:

提供衍生自如上所述组合物的聚合物。例如,聚酯、环氧树脂(epoxy)、丙烯酸酯、聚碳酸酯或聚胺基甲酸酯可被合成或改质以含有如上所述组合物。该聚合物可被制成用于各种应用的光学材料,诸如光盘、光纤或透镜。

附图说明

图1是实施例4的TCDDM系组合物于GC分析中的滞留时间图谱。

图2A及图2B是实施例4的TCDDM系组合物于GC/MS分析中的滞留时间图谱。

图3是实施例6的TCDDM系组合物(在左侧的倒立瓶中)的照片及比较例2的TCDDM系组合物(在右侧的倒立瓶中)的照片。

具体实施方式

本文引用的所有参考文献通过全文参考而并入,如同已完全阐述一样。除非另有定义,否则本文使用的技术和科学术语具有与本申请所属领域的技术人员一般所理解的相同含义。除非另有说明或从上下文中隐含,否则以下术语和用语包括以下提供的含义。除非另有明确说明或从上下文显而易见,否则以下术语和用语不排除该术语或用语在其所属领域中获得的含义。除非另有定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属领域的技术人员一般所理解的相同含义。应当理解,本申请不限于本文描述的特定方法、方案和试剂等,并且因此可以进行变化。提供本文所使用的定义和术语以帮助描述特定实施方案,并且无意于限制所述发明。

本领域技术人员将认知到许多与本文描述的方法和材料相似或等同的方法和材料,可在本申请的实践中使用。根据以下详细说明,本申请的其他特征和优点将变得显而易见。确实地,本申请决不限于所描述的方法和材料。为了方便起见,此处收集了说明书、实施例和所附申请专利范围中本文所用的某些术语。

如本文所使用的,术语“包含(comprising)”或“包含(comprises)”是指用于实施方案中的组合物、方法、工艺、制品、系统以及它们的相应组分/组件,尚可包括未指定的成分/组件,无论是否有用。本领域技术人员将理解,通常,本文中使用的术语通常旨在作为“开放式”术语(例如,术语“包括(including)”应解释为“包括但不限于”,术语“具有(having)”应解释为“至少具有”,术语“包括(includes)”应理解为“包括但不限于”,等等)。尽管在本文中使用开放式术语“包含(comprising)”作为诸如包括(including)、含有(containing)或具有(having)的术语的同义词来描述和请求本申请、本发明或本文提供的实施方案,但可选择地使用诸如如“由...组成”或“基本上由...组成”的替代术语描述。

除非另有说明,否则在描述本申请的特定实施方案的上下文中使用的术语“一”,“一个”和“该”以及类似参考(尤其是在申请专利范围的上下文中)可以解释为涵盖单数及复数形式。本文中数值范围的列举仅意图用作分别指代该范围内的每个单独数值的简写方法。除非本文另外指出,否则每个单独数值都被并入说明书中,就好像它在本文中被个别地记载一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾,否则本文描述的所有工艺可以以任何合适的顺序进行。本文的任一及所有实施例,或者某些实施方案提供的例示性语言(例如,“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本申请,并且不对以其他方式请求保护的本申请的范围构成限制。缩写“e.g.(例如)”源自拉丁文例示性词,并且在本文中用于指示非限制性例示。因此,缩写“e.g.(例如)”为“for example(例如)”一词的同义词。说明书中的任何语言都不应被解释为表示对实施本申请为不可缺少的任何未请求保护的要素。

“任选的”或“任选地”是指随后说明的情况可能发生或可能不发生,因此该说明包括情况发生的情况和情况不发生的情况。

本文中所用术语“约”表示所述数值的正/负20%。例如,约75℃涵盖60℃至90℃的范围。

本申请的各个实施方案所提供的TCDDM系组合物适合用于制备高透明度或低浑浊度的聚酯,其满足工业应用的需求。

在一些实施方案中,当具有第一组分(即,TCDDM)的TCDDM系组合物溶于用于GC分析的溶剂中(图谱示于图1),第一组分在滞留时间自12.4分钟至13分钟被洗脱出,第二组分在滞留时间自11.8分钟至12.4分钟被洗脱出,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.001:1至0.04:1之间,其中,该GC分析包括使用长度30m、内径530μm及膜厚1μm的BP-5毛细管柱洗脱TCDDM系组合物,及在以下条件进行表征:固定相为5%苯基及95%二甲基聚硅氧烷,载气为在起初11分钟的流量为5mL/分钟,接着以1mL/分钟的增率自5mL/分钟增加至10mL/分钟的氮气(及之后维持在10mL/分钟直至GC分析结束),阶段式升温条件为依序于50℃下维持1分钟,然后以15℃/分钟的升温速率自50℃上升至180℃,然后以30℃/分钟的升温速率自180℃上升至250℃,接着于250℃下维持8分钟,入口温度为250℃,该组合物的样品注入体积为2μL,以及检测器为在300℃下操作的火焰离子化检测器。在各个实施方案中,表示一组份的洗脱峰的面积定义在GC图谱中,在洗脱曲线下(例如,可为单峰、双峰、三峰等或多重峰,只要在该组分的特定滞留时间范围内)且高于基线的面积。

在一实施方案中,组合物通过GC分析进行表征,其中表示第二组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.001:1至0.04:1之间。

在另一实施方案中,组合物通过GC分析进行表征,其中表示第二组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.001:1至0.039:1之间。

在另一实施方案中,组合物通过GC分析进行表征,其中表示第二组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.0012:1至0.039:1之间。

在又一实施方案中,组合物通过GC分析进行表征,其中表示第二组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.0012:1至0.027:1之间。

在一些实施方案中,当组合物通过GC分析进行表征时,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比为0.001:1、0.002:1、0.003:1、0.004:1、0.005:1、0.006:1、0.007:1、0.008:1、0.009:1、0.01:1、0.011:1、0.012:1、0.013:1、0.014:1、0.015:1、0.016:1、0.017:1、0.018:1、0.019:1、0.02:1、0.021:1、0.022:1、0.023:1、0.024:1、0.025:1、0.026:1、0.027:1、0.028:1、0.029:1、0.03:1、0.031:1、0.032:1、0.033:1、0.034:1、0.035:1、0.036:1、0.037:1、0.038:1、0.039:1、0.04:1、或者任何两个所列数值之间的比值。

另外的实施方案的组合物,当通过GC分析进行表征时,第二组分的洗脱峰的面积相对于组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积在0.001:1至0.04:1之间;或者,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比在0.001:1至0.04:1之间。组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积一般包括表示第一组分的洗脱峰的面积以及表示第二组分的洗脱峰的面积。

在组合物的另一实施方案中,当通过GC分析进行表征时,第二组分的洗脱峰的面积相对于排除溶剂洗脱峰的洗脱峰的总面积为0.001:1至0.039:1之间;或换言之,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比在0.001:1至0.039:1之间。

在组合物的另一实施方案中,当通过GC分析进行表征时,第二组分的洗脱峰的面积相对于排除溶剂洗脱峰的洗脱峰的总面积为0.001:1至0.038:1之间;或者换言之,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比为0.001:1至0.038:1之间。

在组合物的另一实施方案中,当通过GC分析进行表征时,第二组分的洗脱峰的面积相对于排除溶剂洗脱峰的洗脱峰的总面积在0.0012:1至0.038:1之间;或者换言之,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比为0.0012:1至0.038:1之间。

在组合物的又一实施方案中,当通过GC分析进行表征时,第二组分的洗脱峰的面积相对于排除溶剂洗脱峰的洗脱峰的总面积为0.0012:1至0.027:1之间;或者换言之,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比在0.0012:1至0.027:1之间。

组合物的又一实施方案,当通过GC分析进行表征时,表示第二组分的洗脱峰的面积相对于组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积为0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.016、0.017、0.018、0.019、0.02、0.021、0.022、0.023、0.024、0.025、0.026、0.027、0.028、0.029、0.03、0.031、0.032、0.033、0.034、0.035、0.036、0.037、0.038、0.039、0.04、或者任何两个所列数值之间的数值。组合物的另一实施方案,当通过GC分析进行表征时,表示第二组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比为0.001:1、0.002:1、0.003:1、0.004:1、0.005:1、0.006:1、0.007:1、0.008:1、0.009:1、0.01:1、0.011:1、0.012:1、0.013:1、0.014:1、0.015:1、0.016:1、0.017:1、0.018:1、0.019:1、0.02:1、0.021:1、0.022:1、0.023:1、0.024:1、0.025:1、0.026:1、0.027:1、0.028:1、0.029:1、0.03:1、0.031:1、0.032:1、0.033:1、0.034:1、0.035:1、0.036:1、0.037:1、0.038:1、0.039:1、0.04:1、或者任何两个所列数值之间的比值。

本申请的组合物,在一些实施方案中,具有第三组分,其在GC分析中于滞留时间自10.8分钟及11.2分钟被洗脱出,其中表示第三组分的洗脱峰(例如,在滞留时间在10.8分钟至11.2分钟之间的波峰)的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.00005:1至0.005:1之间。

在组合物的一实施方案中,当通过GC分析进行表征时,表示第三组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.00005:1至0.0018:1之间。

在组合物的一实施方案中,当通过GC分析进行表征时,表示第三组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比在0.0001:1至0.0018:1之间。

在组合物的其他实施方案中,表示第三组分的洗脱峰的面积与表示第一组分的洗脱峰的面积的比为0.00005:1、0.00006:1、0.00007:1、0.00008:1、0.00009:1、0.0001:1、0.0002:1、0.0003:1、0.0004:1、0.0005:1、0.0006:1、0.0007:1、0.0008:1、0.0009:1、0.001:1、0.0011:1、0.0012:1、0.0013:1、0.0014:1、0.0015:1、0.0016:1、0.0017:1、0.0018:1、0.0019:1、0.002:1、0.0021:1、0.0022:1、0.0023:1、0.0024:1、0.0025:1、0.0026:1、0.0027:1、0.0028:1、0.0029:1、0.003:1、0.0031:1、0.0032:1、0.0033:1、0.0034:1、0.0035:1、0.0036:1、0.0037:1、0.0038:1、0.0039:1、0.004:1、0.0041:1、0.0042:1、0.0043:1、0.0044:1、0.0045:1、0.0046:1、0.0047:1、0.0048:1、0.0049:1、0.005:1、或者任何两个所列数值之间的比值。

组合物的另外的实施方案,当通过GC分析进行表征时,表示第三组分的洗脱峰的面积与表示组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积的比在0.00005:1至0.005:1之间,在0.00005:1至0.0018:1之间,或者在0.0001:1至0.0018:1之间。各个实施方案所提供组合物(不包括溶剂)的洗脱峰的总面积包括表示第一组分的洗脱峰的面积、表示第二组分的洗脱峰的面积以及表示第三组分的洗脱峰的面积。在另外的实施方案中,表示第三组分的洗脱峰的面积与表示组合物的洗脱峰(不包括溶剂的洗脱峰)的总面积的比为0.00005:1、0.00006:1、0.00007:1、0.00008:1、0.00009:1、0.0001:1、0.0002:1、0.0003:1、0.0004:1、0.0005:1、0.0006:1、0.0007:1、0.0008:1、0.0009:1、0.001:1、0.0011:1、0.0012:1、0.0013:1、0.0014:1、0.0015:1、0.0016:1、0.0017:1、0.0018:1、0.0019:1、0.002:1、0.0021:1、0.0022:1、0.0023:1、0.0024:1、0.0025:1、0.0026:1、0.0027:1、0.0028:1、0.0029:1、0.003:1、0.0031:1、0.0032:1、0.0033:1、0.0034:1、0.0035:1、0.0036:1、0.0037:1、0.0038:1、0.0039:1、0.004:1、0.0041:1、0.0042:1、0.0043:1、0.0044:1、0.0045:1、0.0046:1、0.0047:1、0.0048:1、0.0049:1、0.005:1、或者任何两个所列数值之间的比值。

组合物的更多的实施方案中,当通过GC分析进行表征时,表示第一组分的洗脱峰的面积与表示组合物的洗脱峰(不包括溶剂的洗脱峰)的总面积的比为至少0.95:1。

在一实施方案中,表示第一组分的洗脱峰的面积与表示组合物的洗脱峰(不包括溶剂的洗脱峰)的总面积的比为0.95:1、0.951:1、0.952:1、0.953:1、0.954:1、0.955:1、0.956:1、0.957:1、0.958:1、0.959:1、0.96:1、0.961:1、0.962:1、0.963:1、0.964:1、0.965:1、0.966:1、0.967:1、0.968:1、0.969:1、0.97:1、0.971:1、0.972:1、0.973:1、0.974:1、0.975:1、0.976:1、0.977:1、0.978:1、0.979:1、0.98:1、0.981:1、0.982:1、0.983:1、0.984:1、0.985:1、0.986:1、0.987:1、0.988:1、0.989:1、0.99:1、0.991:1、0.992:1、0.993:1、0.994:1、0.995:1、0.996:1、0.997:1、0.998:1、0.999:1、或者任何两个所列数值之间的比值。

在GC分析中用于本申请的组合物的适当溶剂为不会不利地影响(例如,降解)组合物、GC管柱、或GC设备的溶剂。在GC分析中用于组合物的例示性溶剂包括但不限于甲醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、或其混合物。

组合物的另外实施方案通过GC/MS分析进行表征(例示性图谱示于图2A及图2B),其中,组合物的第二组分具有的滞留时间自15.0分钟及16.5分钟,及碎片模式包括在质荷比(m/z)选自以下所组成的群组的一个或多个波峰:31、41、67、79、91、93、119、149及167,其中,该GC/MS分析包括使用长度60m、内径320μm及膜厚1μm的BP-1毛细管柱洗脱组合物,以100%二甲基聚硅氧烷为固定相,以流量2mL/分钟的氦气为载气,在依序于50℃下维持2分钟,然后以15℃/分钟的升温速率自50℃上升至180℃,然后以30℃/分钟的升温速率自180℃上升至250℃,接着在250℃下维持6分钟的阶段式升温操作的250℃的入口温度下,以如下条件操作:电子能量70eV(电子伏特)、电子源温度230℃、四极柱(quadrupole)质量过滤器温度150℃、质谱扫描范围20.0m/z至230.0m/z之间、及溶剂延迟0分钟。

组合物的一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分的碎片模式包括在m/z为31、41、67、79、91、93及119的波峰。

组合物的另一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分具有的滞留时间自15.8分钟至16.0分钟,及碎片模式包括在m/z为149及167的波峰。

组合物的又一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分具有的滞留时间自15.8分钟至16.0分钟,及碎片模式进一步包括在m/z选自以下所组成的群组的一个或多个波峰:31、41、67、79、91、93及119。

组合物的又一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分具有的滞留时间自15.8分钟至16.0分钟,碎片模式包括在m/z为至少31、41、67、79、91、93、119、149及167的波峰。

组合物的一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分具有的滞留时间自16.2分钟至16.4分钟,碎片模式包括在m/z为149及167的波峰。

组合物的另一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分具有的滞留时间自16.2分钟至16.4分钟,碎片模式进一步包括在m/z选自以下所组成的群组的一个或多个波峰:31、41、67、79、91、93及119。

组合物的又一实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第二组分具有的滞留时间自16.2分钟至16.4分钟,碎片模式包括在m/z为31、41、67、79、91、93、119、149及167的波峰。

组合物的另外的实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,组合物的第一组分具有滞留时间自16.5分钟至17.5分钟,及在一些实施方案中,碎片模式包括在m/z为31、41、67、79、91、93、119、147、165及178中的一个或多个的波峰。

在一实施方案中,组合物的第一组分在GC/MS分析中具有的碎片模式包括在m/z为31、41、67、79、91、93及119的波峰。

在另一实施方案中,组合物的第一组分在GC/MS分析中具有的碎片模式包括在147、165及178的波峰。在又一实施方案中,组合物的第一组分在GC/MS分析中具有的碎片模式包括在m/z为31、41、67、79、91、93、119、147、165及178的波峰。

组合物的另外的实施方案中,当通过GC/MS分析进行表征时,所包括的第三组分在滞留时间14.0分钟及14.5分钟被洗脱。在另一实施方案中,第三组分在GC/MS分析中具有的碎片模式包括在m/z为135的波峰。

本申请的组合物所包括的第一组分为TCDDM。在组合物的一些实施方案中,TCDDM具有下式(II)的化学结构:

在组合物的一些实施方案中,TCDDM选自如下的至少一种:3,8-双(羟甲基)三环[5.2.1.0

一些实施方案的组合物提供的第二组分为脂族二醇。在一实施方案中,第二组分为C12(12-碳,或C

其中(1)X

一些实施方案的组合物提供第三组分,该第三组分为三环癸烷单甲醇(TCDM)。在一些实施方案中,TCDM具有下式(X)所示的化学结构:

在其他实施方案中,组合物的第三组分为具有一个羟基的饱和C11(11-碳)环脂族化合物。

在另外的实施方案中,组合物的第三组分选自4-羟甲基三环[5.2.1.0

本申请的组合物除了如上所述的第一、第二及/或第三组分外,可具有一个或更多个另外的组分,该另外的组分不会不利地影响组合物用于所欲应用中的性质。例示性的另外的组分包括但不限于:含缩醛化合物;含胺化合物,诸如三级胺(三甲基胺、三乙基胺、三正丁基胺、三正辛基胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺及N,N-二甲基乙醇胺)、芳族三级胺(N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺及三苯基苯胺)、及杂环三级胺(吡啶及喹啉);含醇化合物,诸如乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,7-更二醇、1,8-辛二醇、丙三醇、季戊四醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、及三羟甲基丙烷;或含醛化合物,诸如三环癸烷二甲醛及五环十五烷二甲醛。

本申请的组合物还可包括一种或多种添加剂。不会对用于预期应用的组合物产生不利影响的例示性添加剂包括但不限于:稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂、碳黑、着色剂、消泡剂、分散剂、黏度调节剂、触变剂、流平剂、偶合剂、脱模剂、防霉剂、抗菌剂等。

一些实施方案所提供本发明TCDDM系组合物可用作光学材料。在一些实施方案中,本发明TCDDM系组合物与聚酯、环氧树脂、丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯二元醇、及/或聚胺基甲酸酯树脂或由其制成的光学产品一起添加。在一些实施方案中,本发明TCDDM系组合物用于制备聚酯、环氧树脂、丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯二元醇、及/或聚胺基甲酸酯,以及含有TCDDM残余物的聚合物可加工成光盘、光纤或透镜。

在一些实施方案中,聚酯可用TCDDM系组合物及含羧酸化合物(诸如苯二甲酸、苯三甲酸、或两者)以及任选地与烷二醇进一步混合而加以制备。例示性苯二甲酸包括邻苯二甲酸(1,2-苯二甲酸)、间苯二甲酸(1,3-苯二甲酸)、或对苯二甲酸(1,4-苯二甲酸)。例示性苯三甲酸包括对称苯三甲酸(苯-1,3,5-三甲酸)或偏苯三甲酸(苯-1,2,4-三甲酸)。烷二醇可为具有两个羟基的C

在一实施方案中,聚酯衍生自TCDDM系组合物、对苯二甲酸、偏苯三甲酸、及乙二醇。在CIELAB色彩空间中,标度b*表示黄化。衍生自本申请TCDDM系组合物的聚酯具有改善的抗黄化性。

本申请的组合物可通过一种或多种方法制备。例如,组合物以如下方式制备:二环戊二烯(DCPD)进行氢甲酰化,接着相分离及萃取,其随后氢化。在另一实施方案中,该氢化产物可通过任何已方法进行蒸馏,例如,熟悉此项技术人员可调整蒸馏管柱高度或理想板数。在又一实施方案中,熟悉此项技术人员可调整蒸馏过程中的回流比或蒸馏压力、或添加金属化合物。上述所提供的各种制备方法并非表示本申请的组合物仅可用这些方法制备。

制备本申请组合物的例示性方法提供于下文。

各个实施方案所提供的本申请组合物通过三环癸烷二醛进行氢化反应而制得。另外实施方案提供的组合物通过如下方式制得:二环戊二烯的氢甲酰化产物的水相萃取层中所制得的三环癸烷二醛或该水相萃取层的一组分进行氢化反应而制得。在一些实施方案中,氢化反应包括在加压下(诸如在约2MPa至10MPa之间)将氢气引入至三环癸烷二醛或二环戊二烯的氢甲酰化产物,且该二环戊二烯的氢甲酰化产物包括至少三环癸烷二醛。在另外的实施方案中,氢化反应在温度在40℃至200℃之间、或约60℃至150℃之间进行。在又一实施方案中,氢化反应在催化剂存在下或者催化剂加至反应物而进行,该催化剂诸如镍、铝或其组合。进行氢化反应的其他方法公开于美国专利号6,365,782,其内容并入本文参考。

通过以下实施例进一步说明本发明,这些实施例不应解释为限制性的。所述实施例仅是说明性的,并非旨在限制本文所述的任何实施方案。以下实施例绝非用于限制本发明。

实施例

以下实施例并非旨在限制申请专利范围,而是旨在成为某些实施方案的例示性说明。本领域技术人员可以想到的例示方法中的任何变化都将落入本发明的范围内。

通过以下实施例进一步解释本发明,这些实施例仅是本发明的例示,而不应以任何方式被认为是对本发明的限制。提供以下实施例以更好地阐述所述发明,不应将其解释为限制本发明的范围。就提及特定材料而言,其仅出于说明的目的,并不旨在限制本发明。本领域技术人员可以在无需行使创造力且不脱离本发明的范围下,发展出等效的手段或反应物。

TCDDM系组合物

制备例

在氢气与一氧化碳的比为1:1的气氛下进行氢甲酰化,以制得为TCDDM系组合物的前驱物的醛化合物。明确地,100g甲基环己烷、0.015g的二羰基(乙酰丙酮基)铑(Rh(acac)(CO)

实施例1

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)、甲醇及水且重量比为1:7:2(MPO:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在25℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物(非水性氢甲酰化溶剂层(即,非极性相)及水性萃取溶剂层(即,极性相)。萃取温度保持在25℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例2

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷二甲醇、甲醇及水且重量比1:7:2(三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷二甲醇:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在35℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在35℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例3

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有MPO、甲醇及水且重量比7:1:2(MPO:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在70℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在70℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例4

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有环己烷二甲醇(CHDM)、甲醇及水且重量比1:6:3(CHDM:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在30℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在30℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例5

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有MPO、甲醇及水且重量比3:5:2(MPO:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在20℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在20℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例6

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有MPO、乙醇(EtOH)及水且重量比1:6:3(MPO:EtOH:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在40℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在40℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例7

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷二甲醇、甲醇及水且重量比1:6:3(三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷二甲醇:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在55℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在55℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例8

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有MPO、甲醇及水且重量比8:1.5:0.5(MPO:甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在30℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在30℃。之后,0.5g的镍/Al

实施例9

非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有MPO及水且重量比8:2的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在40℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在40℃。之后,0.5g的镍/Al

比较例1

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有丙二醇及水且重量比8:2(丙二醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在35℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在35℃。之后,0.5g的镍/Al

比较例2

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与含有甲醇及水且重量比8:2(甲醇:水)的水性萃取溶剂以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:水性萃取溶剂)进行混合,并在温度保持在25℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在25℃。之后,0.5g的镍/Al

比较例3

得自制备例的非水性氢甲酰化产物溶液(174.5g)与水性萃取溶剂丙二醇以质量比1:1(非水性氢甲酰化产物溶液:丙二醇)进行混合,并在温度保持在30℃的混合器中搅拌。搅拌1小时后,混合物倒至玻璃萃取器内并静置2小时,制得双相混合物。萃取温度保持在30℃。之后,0.5g的镍/Al

气相层析(GC)分析

TCDDM系组合物以气相层析(GC)进行分析。GC使用Agilent 6890系统进行,该Agilent 6890系统包括:BP-5管柱(由SGE Analytical Science制造)30m×530μm×1μm(长度×内径×膜厚),使用固定相为5%苯基95%二甲基聚硅氧烷,载气为氮气,该氮气在起初11分钟的流量为5mL/分钟,接着以1mL/分钟的增率自5mL/分钟增加至10mL/分钟,之后维持在10mL/分钟直到GC结束。样品入口温度为250℃,火焰离子化检测器温度为300℃,样品注入体积为2μL,以及温度的升温模式为依序于50℃下维持1分钟,接着以15℃/分钟的升温速率自50℃上升至180℃,然后以30℃/分钟的升温速率自180℃上升至250℃,之后于250℃维持8分钟。

用于GC分析的详细参数示于表1以供参考。

表1

图1标出实施例4的TCDDM系组合物的GC滞留时间图谱,其中,括号1指滞留时间在12.4分钟至13分钟之间的波峰(“波峰1”),表示组合物的第一组分;括号2指滞留时间在11.8分钟至12.4分钟之间的波峰(“波峰2”),表示组合物的第二组分;及标示“3”的波峰指滞留时间约10.8分钟至11.2分钟的波峰(“波峰3”),表示组合物的第三组分。

GC图谱的进一步分析显示至少实施例与比较例间第二组分含量的差异。表2及表3总结波峰1(标示为“1”)、波峰2(标示为“2”)及波峰3(标示为“3”)的曲线下的相对面积、以及“总和”为测量时间期间所有曲线下面积的总和(不包括溶剂)。实施例1-9与比较例1-3的差异至少在于波峰2曲线下面积相对于波峰1曲线下面积,以“波峰2/波峰1”表示。明确地,实施例1-9具有波峰2/波峰1的数值范围在0.001至0.04之间,然而比较例1-3的波峰2/波峰1的数值在此范围之外。如图3所示,比较例2(右瓶)的波峰2/波峰1的数值为0.000801,其比实施例6(左瓶)更像固态且更坚硬,(比较例2并没有通过流动性的评估,其中,通过将瓶倒立并静待两分钟以查看组合物是否流动来确定流动性),因此不适合进一步混合或进行其他处理。

表2

表3

气相层析/质谱分析

TCDDM系组合物进一步在气相层析/质谱(GC/MS)中进行分析。GC/MS使用Agilent6890GC系统及Agilent 5975惰性质谱选择检测器(inert MSD)(G3171A)进行。GC部分包括BP-1管柱(由SGE Analytical Science制造)60m×320μm×1μm(长度×内径×膜厚)、固定相为100%二甲基聚硅氧烷、载气为流量2mL/分钟的氦气。样品入口温度为250℃,及升温条件如下:起始两分钟50℃,接着以15℃/分钟的升温速率自50℃上升至180℃,然后以30℃/分钟的升温速率自180℃上升至250℃,之后在250℃维持6分钟。然后开始MS分析。MS部分的操作条件如下:电子游离能70eV,电子源温度230℃,四极柱质量过滤器温度150℃及扫瞄范围自20m/z至230m/z。

GC/MS分析的详细参数示于表4供参考。

表4

图2A显示实施例4的TCDDM系组合物的GC/MS分析的滞留时间图谱,其中括号1’指滞留时间在16.5分钟至17.5分钟之间的波峰(“波峰1’”),表示组合物的第一组分;括号2’指滞留时间在15.0分钟至16.5分钟之间的波峰(“波峰2’”),表示组合物的第二组分;标示“3’”的波峰指滞留时间自14.0分钟至14.5分钟的波峰(“波峰3’”),表示组合物的第三组分。

图2B显示图2A的括号2’中图谱的详细部分,其中,滞留时间大约15.8分钟至16.0分钟的波峰标示“2-1”(“波峰2-1”),及滞留时间大约16.2分钟至16.4分钟的波峰标示“2-2”(“波峰2-2”)。

波峰1’、波峰2’、波峰2-1、波峰2-2、及波峰3’的m/z值示于表5。

表5

衍生自TCDDM系组合物的聚酯

实施例1-9及比较例1和3的TCDDM系组合物分别用于制备实施例10-18及比较例4-5的聚酯。明确地,偏苯三甲酸(TMA)(东京化成工业股份有限公司)、个别的实施例1-9及比较例1和3的TCDDM系组合物、乙二醇(EG)(东联化学股份有限公司)、及纯化的对苯二甲酸(PTA)(中美和石油化学股份有限公司)以莫耳比0.5:40:20:50于高压釜中混合。之后,加入100ppm钛酸四丁酯(titanium butoxide),并在室温下以搅拌速度150rpm均匀地混合。酯化反应在4atm及220℃的条件下进行。在酯化反应所产生的水量达到理论值的90%后,温度上升至250℃,且混合物置于真空下30分钟。之后,温度上升至280℃以进行聚缩合反应。当组合物固有黏度达到约0.6至0.7dL/g,各混合物冷却至室温且收集聚酯。

衍生自各TCDDM系组合物的聚酯进一步进行颜色测定。

固有黏度根据ASTM D4603标准测定。简言之,约0.25g的聚酯在烧瓶内秤重及以约25mL溶剂溶解(苯酚:1,1,2,2-四氯乙烷=60:40(重量%)),溶液冷却至约室温。然后溶液通过漏斗并过滤至更大的黏度计管的顶部而倒至干净且干燥的CANNON-Ubbelohde黏度计。记录流动时间。重复测量总共至少三次,并将结果平均。固有黏度以如下式子确定:

根据ASTM D6290标准并使用NIPPON Denshoku NE 4000色度计(带有D65/10光源(标准照明体D65))确认聚酯粒的颜色,并以CIELAB色彩空间(由国际照明委员会定义)L*、a*及b*表示。

表6及7总结衍生自实施例1-9及比较例1和3的TCDDM系组合物与EG、PTA及TMA的组合的聚酯的CIELAB色彩空间。在CIELAB色彩空间,标度b*表示黄化。相对于衍生自比较例的TCDDM系组合物的聚酯,衍生自实施例1-9的TCDDM系组合物的聚酯具有改善的抗黄化性。因此,本申请所述TCDDM系组合物适合作为用于制造具有改善光学性质的下游产品的原料。

表6

表7

上述各种方法和技术提供了多种执行应用的方式。当然,应当理解,根据本文所述的任何特定的实施方案,不一定可以实现所描述的所有目的或优点。因此,例如,本领域技术人员将认知到,可以以实现或最适化本文所教导的一个优点或一组优点的方式进行所述方法,但不必然实现本文所教导或建议的其他目的或优点。本文提到了多种替代方案。应当理解,一些实施方案具体包括一个、另一个或几个特征,而另一些实施方案具体地排除一个、另一个或几个特征,而还有另外一些通过包括一个、另一个或几个有利特征来缓和(mitigate)特定的特征。

此外,本领域技术人员将认知到来自不同实施方案的各种特征的适用性。类似地,本领域技术人员可以以各种组合采用上述的各成分/组件、特征和步骤以及每个此类成分/组件、特征或步骤的其他已知等效物,以根据所描述的原理进行处理。在各种成分/组件、特征和步骤中,一些将被具体包括在内,而其他一些将被具体排除在各种实施方案中。

尽管已经在某些实施方案和实施例的上下文中揭示了本申请,但是本领域技术人员将理解,本申请的实施方案超出了具体公开的实施方案而延伸到其他替代形式的实施方案及/或用途,及其修改和等同形式。

本文描述了本申请的各种实施方案,包括发明人已知的用于实施本申请的最佳方式。通过阅读前述说明,那些实施方案的变化对本领域通技术人员将变得显而易见。可以预期,熟悉本领域的技术人员可以适当地采用这样的变化,并且可以以与本文具体描述不同的方式来实践本申请。因此,本申请的许多实施方案包括适用法律允许的所附申请专利范围中记载的目标的所有修改和等同形式。而且,除非本文另外指出或与上下文明显矛盾,否则本申请涵盖上述成分/组件在其所有可能的变化中的任何组合。

出于所有目的,在说明书和实施例中提出的所有专利和其他出版物均通过参考明确地并入本文,但以下所述除外:与前述所有专利和其他出版物相关的任何起诉文件历史记录,前述所有专利和其他出版物与本申请文件不一致或与的冲突的任何起诉文件历史记录,或前述所有专利和其他出版物对现在或以后与本申请文件有关的申请专利范围的最广泛范围具有限制作用的部分。举例来说,与任何并入材料及与本申请文件相关的术语的描述、定义、及/或使用之间若存在任何矛盾或冲突,以本申请文件中该术语的描述、定义、及/或使用为准。提供这些专利和其他出版物仅在于提供在本申请于申请日之前的公开内容。在这方面,任何内容都不应被解释为承认发明人由于在先发明或任何其他原因而无权早于此公开。关于这些文件的日期或内容的所有陈述均基于申请人可获得的信息,并不构成对这些文件的日期或内容的正确性的承认。

以上在详细说明中描述了本申请的各种实施方案。尽管这些说明直接描述了上述实施方案,但是应当理解,本领域技术人员可以想到对本文所示和所述的特定实施方案进行修改及/或变更。落入本说明书范围内的任何这样的修改或变更也意图被包括在内。除非特别指出,否则发明人的意图是将说明书和申请专利范围中的语词和用语赋予适用本领域的技术人员通常和习惯的含义。

在提出申请时申请人所知的本申请的各种实施方案已在前文提供,并且其目的是为了说明和描述。本说明书不旨在详尽地描述,也不旨在将本发明限制于所公开的精确形式,并且根据以上教导,许多修改和变更是可能的。所描述的实施方案用于解释本申请的原理及其实际应用,并使本领域的其他技术人员能够在各种实施方案中以适合的特定用途的各种修改来利用本申请。因此,本发明并不限于为实现本发明而被公开的特定实施方案。

尽管本文已经详细描述和说明特定的实施方案,但是对于相关领域的技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以进行各种修改、增加、替换等,因此这些修改、增加、替换等被认为在所附申请专利范围所限定的本发明的范围内。此外,在尚未指示的程度上,本领域通常技术人员将理解,本文所说明和描述的各种实施方案中的任一个可进一步修改以结合在任何其他本文所公开实施方案中所示的特征。

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