WO2009121607A1 - Verfahren zur herstellung einer verbindung mit mindestens einer zumindest einfach substituierten aminogruppe - Google Patents

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WO2009121607A1
WO2009121607A1 PCT/EP2009/002439 EP2009002439W WO2009121607A1 WO 2009121607 A1 WO2009121607 A1 WO 2009121607A1 EP 2009002439 W EP2009002439 W EP 2009002439W WO 2009121607 A1 WO2009121607 A1 WO 2009121607A1
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alkyl
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alkylcarboxylic acid
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PCT/EP2009/002439
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Rene Dicke
Martin Burger
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Borealis Agrolinz Melamine Gmbh
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    • C08G12/30—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with substituted triazines
    • C08G12/32—Melamines

Definitions

  • the invention relates to a process for preparing a compound having at least one at least monosubstituted amino group according to the preamble of claim 1 and the use of such a compound according to claims 24 or 26.
  • JP 2000-063369 A describes a process for the alkylation of melamine in which melamine is reacted with an alcohol at high temperatures in the presence of a metal catalyst on a microporous support. In particular, low-alkylated products are produced. In this method, on the one hand low selectivity of the alkylated products and on the other hand, the formation of Cyanurklam as by-products by hydrolysis or substitution of the amino groups observed. The reaction is carried out under a nitrogen, argon, hydrogen or carbon monoxide atmosphere.
  • EP 0 711 760 A1 describes an alkylation of melamine by reacting melamine in the presence of a catalyst and an atmosphere of argon, nitrogen, carbon monoxide or a mixture of hydrogen and carbon monoxide. There is no complete conversion of the reactants and no selectivity to individual products achieved.
  • EP 1 057 821 A1 describes the alkylation of melamine with alcohols in the presence of catalysts and a nitrogen or hydrogen atmosphere. There is no complete conversion of the reactants and no selectivity to individual products achieved.
  • Shinoda et al. (Appl. Catalysis A: General 194-195 (2000), 375-381) describe a methylation of melamine from methanol.
  • a metal with an acid support is used and the reaction is carried out under a protective gas (argon) or hydrogen atmosphere. Although the reaction reaches a complete conversion, but only after very long reaction times.
  • the product range formed contains various substituted methylmelamines.
  • the object of the invention is to provide compounds having at least one monosubstituted amino group, wherein a further reaction of the compounds formed should also be possible on the substituent.
  • a starting material carrying at least one amino group is reacted with a reagent substituted by a hydroxyl group and by at least one other functional group.
  • the further functional group is selected from the class comprising hydroxyl groups, mercapto groups, carboxylic acid groups, carboxylic acid ester groups, carboxamide groups, keto groups, carbonate groups, halogens, epoxy groups and carbamate groups. If more than one further functional group is contained in the reagent, the individual further functional groups are selected independently of one another from the cited class.
  • the starting material and the reagent are (possibly only) part of a reaction mixture.
  • the class from which the functional group is selected includes only hydroxyl groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only mercapto groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only carboxylic acid groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only carboxylic acid ester groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only carboxylic acid amide groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only keto groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only carbonate groups. In a further variant, the class comprising the functional Group is selected, only halogens.
  • the class from which the functional group is selected comprises only epoxy groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises only carbamate groups. In a further variant, the class from which the functional group is selected comprises any combination of the aforementioned groups.
  • the amino group of the starting substance has at least one hydrogen atom bonded directly to the nitrogen. That is, this amino group may be unsubstituted or monosubstituted.
  • the radical R is bonded to the nitrogen atom of the amino group instead of the original hydrogen atom.
  • the method of the present invention is a method for derivatizing an amino group.
  • the reaction takes place in the presence of a further substance which is selected from the class comprising ammonia, nitrogen, argon, hydrogen and carbon monoxide, so that in particular the gas phase of the reaction mixture, this further substance in gaseous form.
  • the further substance can also be part of the reaction mixture, for example in dissolved form.
  • the reaction mixture may be, for example, a liquid, a dispersion or a suspension.
  • the molar ratio between the further substance and the reagent is in a variant 0.1 to 2, in particular 0.5 to 1, 5 and very particularly 0.8 to 1.3.
  • Ammonia is particularly suitable as a further substance, since it has been shown that the use of ammonia as a gas or as a solution leads to an almost complete suppression of by-products and that at the same time the selectivity of the derivatization reaction increases significantly. In particular, by-product formation by hydrolysis can be significantly reduced or suppressed.
  • the implementation takes place in one embodiment at a total pressure of about 1 to about 200 bar, especially at about 40 bar to about 180 bar and most especially at about 60 bar to about 140 bar.
  • the total pressure is composed of the partial pressures of the gases contained in the gas phase.
  • the further substance can represent at least part of the gases contained in the gas phase.
  • the reagent may at least partially account for the gases contained in the gas phase.
  • the reaction takes place under the action of a catalyst in order to increase the conversion rates, to be able to keep the reaction temperatures at a lower level, to increase the selectivity with respect to the products and / or to shorten the reaction times.
  • the catalyst comprises a metal or a metal oxide. Also mixtures of different metals and / or metal oxides are possible.
  • the catalyst comprises a metal from the 8th, 9th or 10th lUPAC group (VIII. Subgroup) of the periodic table. These include iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium and platinum.
  • the amount of catalyst used is in a variant in the range from 0.001 to 20 mol%, in particular 0.01 to 10 mol%, in particular 0.1 to 1 mol% and very particularly 0.1 to 0.5 mol%. %, in each case based on the molar amount of the compound to be reacted.
  • the catalyst has a carrier material.
  • a porous support material increases the surface area of the catalyst and decreases the amount of catalytically active metal or metal oxide.
  • Suitable support materials are, for example, zeolites, aluminosilicates, aluminophosphates, metal oxides, silicates, phyllosilicates, aluminum oxide, silicon dioxide and carbon.
  • zeolites examples include beta zeolite (BEA), Y zeolite, faujasite, mordenite, ZSM-5, zeolite X 1 zeolite A.
  • BEA beta zeolite
  • Y zeolite Y zeolite
  • mordenite mordenite
  • ZSM-5 zeolite X 1 zeolite A.
  • phyllosilicates examples include montmorillonite, mordenite, bentonite, kaolinite, muscovite, hectorite, fluorhectorite, kanemit, revdite, grumantite, ilerite, saponite, beidelite, nontronite, Stevensite, laponite, taneolite, vermiculite, halloysite, volkonskoite, magadite, rectorite, kenyaite, sauconite, borofluorophlogopites and / or synthetic smectites.
  • the catalysts can be used as powder, shaped body and monolith catalysts, the latter for example on honeycomb bodies.
  • fixed bed reactors, fluidized bed reactors, stirred tank reactors or tube reactors are used for the reaction.
  • the reactors are used in a variant for the reaction at temperatures of about 100 0 C to about 300 0 C, in particular about 150 0 C to about 250 0 C and most particularly about 180 0 C to about 240 0 C. operated.
  • the necessary reaction times are in one embodiment less than 100 hours, in particular between about 1 minute and about 50 hours, in particular between about 1 hour and about 20 hours, and especially between about 4 hours and about 12 hours.
  • the catalyst is after the reaction, that is, after the reaction is stopped or terminated, for example, separated by filtration from the reaction mixture and further processed.
  • the starting substance is a triazine derivative of the general formula (I) or a urea or urea derivative of the general formula (II):
  • R 4 and R 5 independently of one another Q 1 or one with its central nitrogen atom to the triazine ring of the structure of the formula (I) bonded radical of the formula R 6 -NR 7 or R 8 -NR 9 , wherein Q 1 is a linear or branched C 1 -C 30 -alkyl or a cyclic substituent in the form of a C 5 -C 2 o-cycloalkyl, a C 5 -C 2 o-aryl, a C 1 -C 2 o-alkyl-substituted C 5 C 2 o-aryl or an imide of cyclic saturated carboxylic acids, wherein the C 1 -C 30 -AIRyI or the cyclic substituent by one or more oxygen atoms, sulfur atoms, substituted nitrogen atoms and / or by one or more groups of the type -C ( O) O-, -OC (O) -, -C (O) - and / or -OC (O
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 independently of one another are H, linear or branched C 1 -C 20 -alkyl, C 5 -C 20 -cycloalkyl, C 5 -C 20 - Aryl, dC ⁇ alkyl-substituted C 5 -C 20 -aryl, each by one or more oxygen atoms, sulfur atoms and / or substituted nitrogen atoms and / or by one or more groups of the type -C (O) O-, -OC (O ) -, -C (O) - and / or -OC (O) O- may be interrupted and / or may be functionalized by one or more hydroxy groups and / or mercapto groups, mean and
  • a compound having the general formula R 10 -OH is used as the reagent, so that at least one hydroxyl group is contained as the first functional group in the reagent, wherein
  • R 10 is linear or branched CrC 20 alkyl, C 5 -C 20 cycloalkyl, or C 1 -C 20 - alkyl-substituted C 5 -C 20 -aryl, which in each case by one or more oxygen atoms, sulfur atoms, substituted nitrogen atoms and / or may be interrupted by one or more groups of the type -C (O) O-, -OC (O) -, -C (O) - and / or -OC (O) O- and has at least one further functional group which is selected from the class comprising hydroxyl groups, mercapto groups, carboxylic acid groups, carboxylic acid ester groups, carboxamide groups, keto groups, carbonate groups, halogens, epoxy groups and carbamate groups.
  • At least one hydroxyl group of the reagent is attached to the alkyl moiety rather than to the aryl moiety when R 10 is a C 1-20 alkyl-substituted C 5 -C 20 aryl which may be as previously interrupted or substituted. It may also be provided that all hydroxyl groups are bonded to the alkyl radical and not to the aryl radical. On In this way the formation of arylated triazine or urea derivatives can be avoided in favor of the formation of aryl-substituted alkylated derivatives.
  • Examples of possible triazine derivatives as starting material are melamine, benzoguanamine, acetoguanamine, 2,4,6-tris (2-hydroxyethyl) arnino-1, 3,5-triazine, 2-succinimido-4,6-diamino-1, 3, 5-triazine, 2,2-dimethylamino-4,6-diamino-1, 3,5-triazine, 2,2-dibutylamino-4,6-diamino-1, 3,5-triazine and 2,4,6- Tris-methylamino-1, 3,5-triazine.
  • Examples of urea derivatives as the starting material are hydroxyethyl urea and ethylene urea. Non-derivatized urea can also be used as the starting substance.
  • Suitable reagents are polyalcohols (which are also to be understood as meaning diols and oligools), thiols and other hydroxy compounds having at least one further functional group.
  • Suitable polyhydric alcohols are ethylene glycol, diethylene glycol, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, tripropylene glycol, trisopropanolamine, triethanolamine, hexanediol, butanediol and glycerol monostearate.
  • Suitable thiols are mercaptoethanol, mercaptopropanol, mercaptomethylbutanol and mercaptohexanol.
  • hydroxy compounds having at least one further functional group are hydroxyacetic acid, methyl hydroxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, methyl 2,2-dimethyl-3-hydroxypropionate, tert-butyl-3-hydroxypropionate and ⁇ /, ⁇ / diethyl 2-hydroxyacetamide.
  • solubilizers can also be used for short-chain alcohols, if they are, for example, highly branched and therefore have a higher viscosity. The use of a solubilizer is always appropriate when the mixture without solubilizer is no longer stirrable. Examples of such solubilizers are tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, diethoxymethane, diethoxyethane,
  • Ethylene glycol diethyl ether ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dioxane, benzene, toluene, xylene, mesitylene, cumene, chlorobenzene, pentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, acetonitrile, methyl acetate, ethyl acetate, methyl benzoate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 1, 3-dimethylimidazolidinone.
  • a reagent having multiple hydroxyl groups it is advisable to work in high dilution in order to avoid side reactions in which oligomeric or polymeric compounds of several triazine or urea units are formed.
  • molecules can form two triazine units in which the two triazine units are linked together via an ethylene bridge. This is undesirable and can be avoided by working at low dilution.
  • the compound formed is a triazine derivative of the general formula (III) or urea derivative of the general formula (IV):
  • R 4> and R 5 ' independently of one another Q 1 or a with its central nitrogen atom to the triazine ring of the structure of the formula (III) bonded radical of the formula R 6' is -NR 7 ' or R 8' is -NR 9 ' , where
  • Q 1 is a linear or branched CrCso alkyl or a cyclic substituent in the form of a C 5 -C 2 o-cycloalkyl, a C 5 -C 2 o-aryl, a C 1 -C 20 - alkyl-substituted C 5 -C 2 o Aryls or an imide of cyclic saturated carboxylic acids, wherein the Ci-C 30 alkyl or the cyclic substituent by one or more oxygen atoms, sulfur atoms, substituted nitrogen atoms and / or may be interrupted by one or more groups of the type -C (O) O-, -OC (O) -, -C (O) - and / or -OC (O) O-,
  • R 10 a covalent bond attached to a R 10 bound to the same nitrogen atom of the triazine derivative or urea derivative, such that a cyclic structure is formed of the nitrogen atom and the R 10 radical,
  • C 1 -C 8 -alkyl C 5 -C 2 0-cycloalkyl, C 5 -C 2 o-aryl, C 1 -C 20 -alkyl-substituted C 5 -C 20 -aryl, each represented by one or more oxygen atoms, sulfur atoms and / or substituted nitrogen atoms and / or may be interrupted by one or more groups of the type -C (O) O-, -OC (O) -, -C (O) - and / or -OC (O) O- and or can be functionalized by one or more hydroxy groups and / or mercapto groups,
  • R 10 is linear or branched CrC ⁇ alkyl, C 5 -C 20 -cycloalkyl or C 1 -C 20 - alkyl-substituted C 5 -C 20 -aryl, which in each case by one or more oxygen atoms, sulfur atoms, substituted nitrogen atoms and / or by one or more groups of the type -C (O) O-, -OC (O) -, -C (O) - and / or -OC (O) O- may be interrupted, and
  • a) has at least one further functional group selected from the class comprising hydroxyl groups, mercapto groups, carboxylic acid groups, carboxylic acid ester groups, carboxamide groups, keto groups, carbonate groups, halogens, epoxy groups and carbamate groups, or
  • a cyclic structure according to variant b) is formed, for example, when a reagent is used which carries at least two hydroxyl groups which each react with the same nitrogen atom of the starting compound.
  • At least one radical in particular at least two radicals, in particular at least three radicals, in particular at least four radicals, in particular at least five radicals of the radicals R 1 ' , R 2' , R 3 ' , R 6' , R 7 ' , R 8 ' and R 9' only the meaning of the radical R 10 and in particular not the meaning H to.
  • different numbers of amino groups of the compound formed can be substituted independently of one another with different amounts (for example once or twice) with the radical R 10 .
  • N 1 N 1 -dihydroxyalkyl compounds N, N ', N "-trihydroxyalkyl compounds, N, N', N" -trihydroxyalkyl-N, N ', N "-trialkyl compounds, N, N, N' may be used.
  • N 1 N'-dicarbonylalkyl compounds, N, N ', N "-tricarbonylalkyl compounds, N, N', N" can also be obtained by suitable experimental parameters.
  • the compound formed is selected from the group comprising melamine-N-monoalkylcarboxylic acid, melamine-N, N'-dialkylcarboxylic acid, melamine-N, N ', N "-trialkylcarboxylic acid, melamine-N, N, N', N" tetra-alkylcarboxylic acid, melamine-N, N, N ', N 1 , N "-penta- alkylcarboxylic acid and melamine-N, N, N', N ', N", N "-hexa-alkylcarboxylic acid.
  • the compound formed is selected from the group comprising urea-N-mono (alkylcarboxylic acid), urea-N, N'-di (alkylcarboxylic acid), urea-N, N, N'-tri (alkylcarboxylic acid), urea N, N, N ', N'-tetra (alkylcarboxylic acid).
  • the compound formed is selected from the group comprising benzoguanamine-N-mono (alkylcarboxylic acid), benzoguanamine-N, N'-di (alkylcarboxylic acid), benzoguanamine-N, N, N'-tri (alkylcarboxylic acid), benzoguanamine N, N, N ', N'-tetra (alkylcarboxylic acid).
  • the compound formed is selected from the group acetoguanamine-N-mono (alkylcarboxylic acid), acetoguanamine-N, N'-di (alkylcarboxylic acid), acetoguanamine-N, N, N'-tri (alkylcarboxylic acid), acetoguanamine N, N, N ', N'-tetra (alkylcarboxylic acid).
  • the compound formed is selected from the group comprising N- (hydroxyalkyl) -melamine, N, N'-di- (hydroxyalkyl) -melamine, N, N ', N "-tris- (hydroxyalkyl) -melamine, N, N, N ', N "-tetra- (hydroxyalkyl) -melamine, N, N, N'N', N" -penta- (hydroxyalkyl) -melamine and N, N, N ', N', N " , N "hexa- (hydroxyalkyl) melamine.
  • the compound formed is selected from the group comprising melamine-N-mono (alkylcarboxylic acid alkyl ester), melamine-N, N'-di (alkylcarboxylic acid alkyl ester), melamine-N, N ', N "-tri (alkylcarboxylic acid alkyl ester), melamine-N, N, N ', N "-tetra (alkylcarboxylic acid alkyl ester), melamine-N, N, N', N ', N" -penta (alkylcarboxylic acid alkyl ester) and melamine-N, N , N ', N' 1 N ", N" -hexa (alkylcarboxylic acid alkyl ester).
  • Suitable alkyl radicals are in particular methyl, ethyl, butyl and / or hexyl radicals (or mixtures thereof), but also all other meanings given above for the radical R 10 .
  • Suitable hydroxyalkyl radicals are all hydroxyl-carrying radicals R 10 , for example 2-hydroxyethyl, hydroxypropyl and / or hydroxyethoxyethyl radicals.
  • T denotes a temperature which is elevated in relation to the room temperature
  • p denotes a pressure which is higher than the standard air pressure (special parameter configurations or reaction conditions and meanings of the radicals R n are explained above):
  • a hydrogen atom bound to the nitrogen of an amino group is replaced by the radical R 10 from the reagent used; there is a derivatization of the amino group.
  • the derivatized amino group has at least one substituent other than a hydrogen atom, R 10 .
  • further radicals R n which previously represented a hydrogen atom, can also be replaced by the radical R 10 . In this way, compounds with different strong substituted amino groups can be prepared.
  • formaldehyde resin is understood here to mean a resin of formaldehyde and the corresponding compound formed. These formaldehyde resins have special properties with regard to rheology, hydrophilicity or lipophilicity and surface properties are particularly suitable for use in the field of laminate coating the woodworking industry.
  • alkylated compounds such as, for example, the trihydroxyalkylmelamine (N, N ', N "-trihydroxyalkylmelamine) or other hydroxymelamines having at least 3 hydroxyl groups, where an alkyl radical may in principle be substituted by more than one hydroxyl group, or melamine-N, N', N" - trialkylcarboxylic acid or other Alkylcarbonklaremelamine having at least 3 carboxyl groups, wherein an alkyl radical may be substituted in principle with more than one carboxyl group, are also suitable as crosslinking agents.
  • hydroxyalkylated compounds such as, for example, the hydroxyalkylated aminotriazines and the hydroxyalkylated ureas
  • additives for plasticizing the range of flameproofing additives, the range of comonomers for a polyurethane and the field of agrochemicals.
  • the hydrophobicity of the compound formed is higher than that of the starting material.
  • the further functional group additionally has a polarity in the alkyl radicals to be introduced, the hydrophilicity of the compound formed can be increased (at least partially locally) compared to the starting compound.
  • the compounds prepared by the claimed process are particularly advantageous to be used in a mixture with a polyolefin, in particular a polyethylene (polyethene) or polypropylene (polypropene), since they have a more favorable interaction of the polyolefin with surfaces to be contacted or other Enable substances.
  • the flame retardancy or surface properties (in terms of improved adhesion to a coating to be applied) of an article consisting of the mixture of the polyolefin and the compound formed can be improved over that of an article consisting of an unmodified polyolefin.
  • a determination of the composition of the product by quantitative HPLC showed 8% melamine-N-monoacetic acid, 12% melamine-N, N'-diacetic acid, 30% melamine-N, N ', N "-triacetic acid, 26% melamine-N, N , N ', N "-tetra-acetic acid, 14% melamine-N, N, N', N ', N" -penta-acetic acid and 10% melamine-N, N, N', N ', N ", N "hexa-acetic acid.
  • a determination of the composition of the product by quantitative HPLC gave 20% melamine N-mono (acetic acid methyl ester), 25% melamine-N, N'-di (methyl acetate), 30% melamine-N, N ', N " -tri (methyl acetate), 15% melamine-N, N, N ', N "-tetra (methyl acetoacetate), 8% melamine-N, N, N', N ', N" -penta (acetic acid) methyl ester) and 2% melamine-N, N, N ', N', N ", N" -hexa (acetic acid methyl ester).
  • N- (2,3-dihydroxypropyl) -melamine 25% N, N'-di- (2,3-dihydroxypropyl) -melamine, 58% N, N ', N "-tris- (2,3-dihydroxypropyl) -melamine and 5% N, N, N ', N" -tetra- (2,3-dihydroxyalkyl) -melamine.
  • the structural formula of N, N'-di- (2,3-dihydroxypropyl) -melamine is shown below:
  • a determination of the composition of the product by HPLC gave 22 area% melamine-N-mono- ( ⁇ /, ⁇ / - diethyl-2-hydroxyacetamide), 31 area% melamine-N, N'-di ( ⁇ /, ⁇ / diethyl-2-hydroxyacetamide), 45 area% melamine-N, N ', N "-tri ( ⁇ /, ⁇ / -diethyl-2-hydroxyacetamide), and 2 area% melamine-N, N, N ', N' tetra ( ⁇ /, ⁇ / diethyl-2-hydroxyacetamide).
  • Area percent reflect the relative proportion of the peak area of a single HPLC peak over the total area of all detected HPLC peaks.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit mindestens einer zumindest einfach substituierten Aminogruppe. Erfindungsgemäß wird dazu eine mindestens eine Aminogruppe tragende Ausgangssubstanz mit einem eine erste funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere funktionelle Gruppe tragenden Reagens in einer Reaktionsmischung umgesetzt. Die erste funktionelle Gruppe ist dabei eine Hydroxylgruppe und die mindestens eine weitere funktionelle Gruppe ist ausgewählt aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, wobei bei Vorhandensein mehrerer weiterer funktioneller Gruppen diese unabhängig voneinander aus der genannten Klasse ausgewählt sind. Insbesondere werden Melamin, Harnstoff und Guanamine mit Glykol, Glycerin und Hydroxyessigsäurederivaten umgesetzt.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit mindestens einer zumindest einfach substituierten Aminogruppe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit mindestens einer zumindest einfach substituierten Aminogruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und die Verwendung einer solchen Verbindung nach den Ansprüchen 24 oder 26.
Die JP 2000-063369 A beschreibt ein Verfahren zur Alkylierung von Melamin, in dem Melamin mit einem Alkohol bei hohen Temperaturen in Gegenwart eines Metallkatalysators auf einem mikroporösen Träger umgesetzt wird. Dabei werden vor allem niedrig alkylierte Produkte hergestellt. Bei diesem Verfahren wird einerseits eine niedrige Selektivität der alkylierten Produkte und andererseits die Bildung von Cyanursäureestem als Nebenprodukten durch Hydrolyse bzw. Substitution der Aminogruppen beobachtet. Die Reaktion erfolgt unter einer Stickstoff-, Argon-, Wasserstoff- oder Kohlenmonoxidatmosphäre.
Die EP 0 711 760 A1 beschreibt eine Alkylierung von Melamin durch Umsetzung von Melamin in Gegenwart eines Katalysators und einer Atmosphäre aus Argon, Stickstoff, Kohlenmonoxid oder einer Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Es werden kein vollständiger Umsatz der Edukte und keine Selektivität bezüglich einzelner Produkte erreicht. Die EP 1 057 821 A1 beschreibt die Alkylierung von Melamin mit Alkoholen in Gegenwart von Katalysatoren und einer Stickstoff- oder Wassersoffatmosphäre. Es werden kein vollständiger Umsatz der Edukte und keine Selektivität bezüglich einzelner Produkte erreicht.
Shinoda et al. (Appl. Catalysis A: General 194-195 (2000), 375-381) beschreiben eine Methylierung von Melamin ausgehend von Methanol. Für die Katalyse wird ein Metall mit einem sauren Träger benutzt und die Reaktion wird unter Schutzgas- (Argon-) oder Wasserstoffatmosphäre durchgeführt. Die Reaktion erreicht zwar einen vollständigen Umsatz, jedoch nur nach sehr langen Reaktionszeiten. Das gebildete Produktspektrum enthält verschieden substituierte Methylmelamine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungen mit zumindest einer einfach substituierten Aminogruppe bereitzustellen, wobei eine weitere Reaktion der gebildeten Verbindungen auch am Substituenten möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird eine Ausgangssubstanz, die mindestens eine Aminogruppe trägt, mit einem durch eine Hydroxylgruppe und durch mindestens eine weitere funktionelle Gruppe substituierten Reagens umgesetzt. Die weitere funktionelle Gruppe ist ausgewählt aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen. Ist mehr als eine weitere funktionelle Gruppe im Reagens enthalten, sind die einzelnen weiteren funktionellen Gruppen unabhängig voneinander aus der genannten Klasse ausgewählt. Die Ausgangssubstanz und das Reagens sind (ggf. ausschließlicher) Teil einer Reaktionsmischung.
In einer Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Hydroxylgruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Mercaptogruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Carbonsäuregruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Carbonsäureestergruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Carbonsäureamidgruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Ketogruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Carbonatgruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Halogene. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Epoxygruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, nur Carbamatgruppen. In einer weiteren Variante umfasst die Klasse, aus der die funktionelle Gruppe ausgewählt ist, eine beliebige Kombination der zuvor erwähnten Gruppen.
Die Aminogruppe der Ausgangssubstanz weist zumindest ein direkt an den Stickstoff gebundenes Wasserstoffatom auf. Das heißt, diese Aminogruppe kann unsubstituiert oder einfach substituiert sein. Nach der Umsetzung mit dem Reagens R-OH ist der Rest R statt des ursprünglichen Wasserstoffatoms an das Stickst off atom der Aminogruppe gebunden. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren zur Derivatisierung einer Aminogruppe.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine katalytische oder nichtkatalytische Derivatisierung, insbesondere Alkylierung mit substituierten Alkylresten, der Aminogruppe mit einem zumindest eine Hydroxylgruppe tragenden Reagens möglich ist, selbst wenn das Reagens weitere funktionelle Gruppen trägt. Bei Einführung mehrerer Substituenten in die jeweilige Ausgangssubstanz wird zudem eine hohe Selektivität bezüglich der Verteilung der Substituenten an die einzelnen Aminogruppen der Ausgangssubstanz erreicht.
In einer Variante erfolgt die Reaktion in Gegenwart einer weiteren Substanz, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Ammoniak, Stickstoff, Argon, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, so dass insbesondere die Gasphase des Reaktionsansatzes diese weitere Substanz in gasförmiger Form auf. Auch die weitere Substanz kann, beispielsweise in gelöster Form, Teil der Reaktionsmischung sein. Die Reaktionsmischung kann beispielsweise eine Flüssigkeit, eine Dispersion oder eine Suspension sein.
Das Stoffmengenverhältnis zwischen der weiteren Substanz und dem Reagens beträgt in einer Variante 0,1 bis 2, insbesondere 0,5 bis 1 ,5 und ganz besonders 0,8 bis 1 ,3.
Ammoniak ist besonders als weitere Substanz geeignet, da sich gezeigt hat, dass der Einsatz von Ammoniak als Gas oder als Lösung zu einer nahezu vollständigen Unterdrückung von Nebenprodukten führt und dass gleichzeitig die Selektivität der Derivatisierungsreaktion signifikant ansteigt. Insbesondere kann die Nebenproduktbildung durch Hydrolyse signifikant reduziert oder unterdrückt werden. Die Umsetzung erfolgt in einer Ausgestaltung bei einem Gesamtdruck von ca. 1 bis ca. 200 bar, insbesondere bei ca. 40 bar bis ca. 180 bar und ganz besonders bei ca. 60 bar bis ca. 140 bar. Der Gesamtdruck setzt sich dabei aus den Partialdrücken der in der Gasphase enthaltenen Gase zusammen. Die weitere Substanz kann dabei zumindest einen Teil der in der Gasphase enthaltenen Gase darstellen. Auch das Reagens kann zumindest teilweise die in der Gasphase enthaltenen Gase ausmachen.
In einer Variante erfolgt die Umsetzung unter Einwirkung eines Katalysators, um die Umsatzraten zu erhöhen, die Reaktionstemperaturen auf einem niedrigeren Niveau halten zu können, die Selektivität bezüglich der Produkte zu erhöhen und/oder die Reaktionszeiten zu verkürzen.
Der Katalysator weist in einer alternativen Ausgestaltung ein Metall oder ein Metalloxid auf. Auch Mischungen verschiedener Metalle und/oder Metalloxide sind möglich.
Insbesondere weist der Katalysator ein Metall aus der 8., 9. oder 10. lUPAC-Gruppe (VIII. Nebengruppe) des Periodensystems auf. Dazu gehören unter anderem Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium und Platin.
Die eingesetzte Menge des Katalysators liegt in einer Variante im Bereich von 0,001 bis 20 Mol-%, insbesondere 0,01 bis 10 Mol-%, insbesondere 0,1 bis 1 Mol-% und ganz besonders 0,1 bis 0,5 Mol-%, jeweils bezogen auf die Stoffmenge der umzusetzenden Verbindung.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Katalysator ein Trägermaterial auf. Wird beispielsweise ein poröses Trägermaterial verwendet, lässt sich die Oberfläche des Katalysators erhöhen und die Menge des katalytisch aktiven Metalls oder Metalloxids verringern.
Geignete Trägermaterialien sind beispielsweise Zeolithe, Alumosilikate, Alumophosphate, Metalloxide, Silikate, Schichtsilikate, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid sowie Kohlenstoff.
Beispiele für Zeolithe sind Beta-Zeolith (BEA), Y-Zeolith, Faujasit, Mordenit, ZSM-5, Zeolith X1 Zeolith A.
Beispiele für Schichtsilikate sind Montmorillonit, Mordenit, Bentonit, Kaolinit, Muskovit, Hectorit, Fluorhectorit, Kanemit, Revdit, Grumantit, Ilerit, Saponit, Beidelit, Nontronit, Stevensit, Laponit, Taneolit, Vermiculit, Halloysit, Volkonskoit, Magadit, Rectorit, Kenyait, Sauconit, Borfluorphlogopite und/oder synthetische Smectite.
Die Katalysatoren können als Pulver-, Formkörper- und Monolithkatalysatoren, letztere beispielsweise auf Wabenkörpern, eingesetzt werden. Für die Umsetzung kommen beispielsweise Festbettreaktoren, Wirbelschichtreaktoren, Rührkesselreaktoren oder Rohrreaktoren zum Einsatz. Die Reaktoren werden in einer Variante für die Umsetzung bei Temperaturen von ca. 100 0C bis ca. 300 0C, insbesondere ca. 150 0C bis ca. 250 0C und ganz besonders ca. 180 0C bis ca. 240 0C betrieben.
Die notwendigen Reaktionszeiten liegen in einer Ausgestaltung unter 100 Stunden, insbesondere zwischen ca. 1 Minute und ca. 50 Stunden, insbesondere zwischen ca. 1 Stunde und ca. 20 Stunden, und ganz besonders zwischen ca. 4 Stunden und ca. 12 Stunden.
In einer alternativen Ausgestaltung wird der Katalysator nach erfolgter Umsetzung, das heißt nachdem die Reaktion beendet oder abgebrochen wird, beispielsweise durch Filtration von der Reaktionsmischung getrennt und weiter verarbeitet.
In einer Variante ist die Ausgangssubstanz ein Triazinderivat der allgemeinen Formel (I) oder ein Harnstoff bzw. Harnstoffderivat der allgemeinen Formel (II):
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wobei
R4 und R5 unabhängig voneinander Q1 oder einen mit seinem zentralen Stickstoffatom an den Triazinring der Struktur der Formel (I) gebundenen Rest der Formel R6-N-R7 oder R8-N-R9 bedeuten, wobei Q1 ein lineares oder verzweigtes C1-C30-AIKyI oder einen cyclischen Substituenten in Form eines C5-C2o-Cycloalkyls, eines C5-C2o-Aryls, eines C1-C2o-alkylsubstituierten C5-C2o-Aryls oder eines Imids von cyclischen gesättigten Carbonsäuren, wobei das C1-C30-AIRyI oder der cyclische Substituent durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann, bedeutet,
• R1, R2, R3, R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander H, lineares oder verzweigtes C1-C20-Alkyl, C5-C20-Cycloalkyl, C5-C20-Aryl, d-C^-alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome und/oder substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und/oder durch eine oder mehrere Hydroxygruppen und/oder Mercaptogruppen funktionalisiert sein kann, bedeuten und
• X O oder S bedeutet.
In einer weiteren Ausgestaltung wird als Reagens eine Verbindung mit der allgemeinen Formel R10-OH verwendet, so dass mindestens eine Hydroxylgruppe als erste funktionelle Gruppe im Reagens enthalten ist, wobei
• R10 lineares oder verzweigtes CrC20-Alkyl, C5-C20-Cycloalkyl, oder C1-C20- alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und mindestens eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, bedeutet.
In einer Variante ist mindestens eine Hydroxylgruppe des Reagens am Alkylrest und nicht am Arylrest gebunden, wenn R10 ein d^o-alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, welches wie zuvor unterbrochen oder substituiert sein kann, bedeutet. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass sämtliche Hydroxylgruppen am Alkylrest und nicht am Arylrest gebunden sind. Auf diese Weise lässt sich die Bildung arylierter Triazin- oder Harnstoffderivate zugunsten der Bildung arylsubstituierter alkylierter Derivate vermeiden.
Beispiele für mögliche Triazinderivate als Ausgangssubstanz sind Melamin, Benzoguanamin, Acetoguanamin, 2,4,6-Tris-(2-hydroxyethyl)arnino-1 ,3,5-triazin, 2-Succinimido-4,6-diamino- 1 ,3,5-triazin, 2,2-Dimethylamino-4,6-diamino-1 ,3,5-triazin, 2,2-Dibutylamino-4,6-diamino- 1 ,3,5-triazin und 2,4,6-Tris-methylamino-1 ,3,5-triazin. Beispiele für Harnstoffderivate als Ausgangssubstanz sind Hydroxyethylharnstoff und Ethylenharnstoff. Auch nicht derivatisierter Harnstoff kann als Ausgangssubstanz eingesetzt werden.
Als Reagens sind beispielsweise Polyalkohole (worunter auch Diole und Oligoole zu verstehen sind), Thiole und andere Hydroxyverbindungen mit mindestens einer weiteren funktionellen Gruppe geeignet.
Beispiele für geeignete Polyalkohole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Glycerol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Tripropylenglykol, Trisopropanolamin, Triethanolamin, Hexandiol, Butandiol und Glycerolmonostearat.
Beispiele für geeignete Thiole sind Mercaptoethanol, Mercaptopropanol, Mercaptomethylbutanol und Mercaptohexanol.
Beispiele für Hydroxyverbindungen mit mindestens einer weiteren funktionellen Gruppen sind Hydroxyessigsäure, Hydroxyessigsäuremethylester, Hydroxyessigsäureethylester, 2,2- Bis(hydroxymethyl)propionsäure, Methyl-2,2-dimethyl-3-hydroxypropionat, tert-Butyl-3- hydroxypropionat und Λ/,Λ/-Diethyl-2-hydroxyacetamid.
In einer Variante des Verfahrens reicht es bei kurzkettigen Alkoholen als Edukten für die Derivatisierung der Ausgangssubstanz aus, den Alkohol im Überschuss einzusetzen, um diesen auch als Lösungsmittel zu nutzen. In einer weiteren Variante werden bei Verwendung von längerkettigen Alkoholen (mehr als 8, 10 oder 12 C-Atome) inerte Lösungsmittel als Lösungsvermittler eingesetzt, um eine bessere Umsetzung zu erreichen. Grundsätzlich können auch Lösungsvermittler bei kurzkettigeren Alkoholen eingesetzt werden, wenn diese beispielsweise stark verzweigt sind und daher eine höhere Viskosität aufweisen. Der Einsatz eines Lösungsvermittlers ist immer dann angebracht, wenn die Mischung ohne Lösungsvermittler nicht mehr rührfähig ist. Beispiele für derartige Lösungsvermittler sind Tetrahydrofuran, Diethylether, Dimethoxymethan, Dimethoxyethan, Diethoxymethan, Diethoxyethan,
Ethylenglykoldiethylether, Ethylenglykoldibutylether, Diethylenglykoldiethylether, Dioxan, Benzen, Toluen, Xylen, Mesitylen, Cumen, Chlorbenzen, Pentan, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Octan, Acetonitril, Methylacetat, Ethylacetat, Methylbenzoat, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, 1 ,3-Dimethylimidazolidinon.
Bei einem Reagens mit mehreren Hydroxylgruppen empfiehlt es sich, in starker Verdünnung zu arbeiten, um Nebenreaktionen, durch die oligomere oder polymere Verbindungen aus mehreren Triazin- oder Harnstoffeinheiten gebildet werden, zu vermeiden. Beispielsweise können sich, wenn in hoher Konzentration gearbeitet und Glykol (1 ,2-Ethandiol) als Reagens verwendet wird, Moleküle aus zwei Triazineinheiten bilden, bei denen die beiden Triazineinheiten über eine Ethylenbrücke miteinander verbunden sind. Dies ist unerwünscht und kann durch Arbeiten bei niedriger Verdünnung vermieden werden.
In einer Variante ist die gebildete Verbindung ein Triazinderivat der allgemeinen Formel (III) oder Harnstoffderivat der allgemeinen Formel (IV):
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wobei
R4> und R5' unabhängig voneinander Q1 oder einen mit seinem zentralen Stickstoffatom an den Triazinring der Struktur der Formel (III) gebundenen Rest der Formel R6'-N-R7' oder R8'-N-R9' bedeuten, wobei
Q1 ein lineares oder verzweigtes CrCso-Alkyl oder einen cyclischen Substituenten in Form eines C5-C2o-Cycloalkyls, eines C5-C2o-Aryls, eines C1-C20- alkylsubstituierten C5-C2o-Aryls oder eines Imids von cyclischen gesättigten Carbonsäuren, wobei das Ci-C30-Alkyl oder der cyclische Substituent durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch ein oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann, bedeutet,
• R1>, R2', R3', R6', R7>, R8' und R9' unabhängig voneinander
- R10, eine an einen am selben Stickstoffatom des Triazinderivats oder des Harnstoffderivats gebundenen Rest R10 gebundene kovalente Bindung, so dass sich eine zyklische Struktur aus dem Stickstoffatom und dem Rest R10 ausbildet,
- H oder
- lineares oder verzweigtes CrCjo-Alkyl, C5-C2o-Cycloalkyl, C5-C2o-Aryl, C1-C20- alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome und/oder substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und/oder durch eine oder mehrere Hydroxygruppen und/oder Mercaptogruppen funktionalisiert sein kann, bedeuten,
• R10 lineares oder verzweigtes CrC^-Alkyl, C5-C20-Cycloalkyl oder C1-C20- alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann, bedeutet und
a) mindestens eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, oder
b) dabei eine zyklische Struktur mit zwei an dasselbe Stickstoffatom der Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) oder (IV) gebundenen kovalenten Bindungen ausbildet, wobei eine der beiden kovalenten Bindungen durch einen der Reste R1', R2', R3>, R6 , R7', R8' oder R9' bereitgestellt wird und wobei im Rest R10 mindestens eine weitere funktionelle Gruppe vorhanden sein kann, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, und • X O oder S bedeutet.
Der Begriff „weitere funktionelle Gruppe" in Bezug auf die Bedeutung des Rests R10 in einer Verbindung der allgemeinen Formel (III) oder (IV) ist dabei so zu verstehen, dass im Rest R10 zumindest eine funktionelle Gruppe aus der genannten Klasse vorhanden ist oder sein kann, ohne dass zwingenderweise eine andere funktionelle Gruppe in diesem Rest vorhanden ist. Die ursprünglich im Rest R10 vorhandene Hydroxylgruppe ist nach der erfolgten Reaktion mit dem Triazinderivat der allgemeinen Formel (I) oder dem Harnstoff bzw. Harnstoffderivat der allgemeinen Formel (II) zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (III) oder (IV) nicht mehr vorhanden.
Eine zyklische Struktur gemäß Variante b) bildet sich beispielsweise dann, wenn ein Reagens eingesetzt wird, das mindestens zwei Hydroxylgruppen trägt, die jeweils mit demselben Stickstoffatom der Ausgangsverbindung reagieren.
In einer Variante des Verfahrens kommt mindestens einem Rest, insbesondere mindestens zwei Resten, insbesondere mindestens drei Resten, insbesondere mindestens vier Resten, insbesondere mindestens fünf Resten der Reste R1', R2', R3', R6', R7', R8' und R9' nur die Bedeutung des Rests R10 und insbesondere nicht die Bedeutung H zu. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die entsprechenden Reste R1>, R2>, R3>, R6', R7', R8' und R9' in der Ausgangssubstanz einen Wasserstoffrest bedeutet haben. Mit anderen Worten können unterschiedlich viele Aminogruppen der gebildeten Verbindung (beispielsweise eine, zwei oder drei Aminogruppen) voneinander unabhängig unterschiedlich hoch (beispielsweise einfach oder zweifach) mit dem Rest R10 substituiert sein.
Durch geeignete Versuchsparameter können im Wesentlichen reine N1N1- Dihydroxyalkylverbindungen, N,N',N"-Trihydroxyalkylverbindungen, N,N',N"-Trihydroxyalkyl- N,N',N"-trialkylverbindungen, N,N,N',N"-Tetrahydroxyalkylverbindungen oder
N,N,N',N',N",N"-Hexahydroxyalkylverbindungen hergestellt werden.
Durch geeignete Versuchsparameter können auch im Wesentlichen reine N1N'- Dicarbonylalkylverbindungen, N,N',N"-Tricarbonylalkylverbindungen, N, N', N"-
Tricarbonylalkyl-N1N',N"-trialkylverbindungen1 N1N,N'1N"-Tetracarbonylalkylverbindungen oder N,N1N1 1N',N",N"-Hexacarbonylalkylverbindungen hergestellt werden. In einer Ausgestaltung ist die gebildete Verbindung ausgewählt aus der Gruppe umfassend Melamin-N-monoalkylcarbonsäure, Melamin-N,N'-dialkylcarbonsäure, Melamin-N,N',N"- trialkylcarbonsäure, Melamin-N,N,N',N"-tetra-alkylcarbonsäure, Melamin-N,N,N',N1,N"-penta- alkylcarbonsäure und Melamin-N,N,N',N',N",N"-hexa-alkylcarbonsäure.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die gebildete Verbindung ausgewählt aus der Gruppe umfassend Hamstoff-N-mono(alkylcarbonsäure), Hamstoff-N,N'-di(alkylcarbonsäure), Harnstoff-N,N,N'-tri(alkylcarbonsäure), Harnstoff-N,N,N',N'-tetra(alkylcarbonsäure).
In einer alternativen Ausgestaltung ist die gebildete Verbindung ausgewählt aus der Gruppe umfassend Benzoguanamin-N-mono(alkylcarbonsäure), Benzoguanamin-N,N'- di(alkylcarbonsäure), Benzoguanamin-N,N,N'-tri(alkylcarbonsäure), Benzoguanamin- N,N,N',N'-tetra(alkylcarbonsäure).
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist die gebildete Verbindung ausgewählt aus der Gruppe Acetoguanamin-N-mono(alkylcarbonsäure), Acetoguanamin-N.N'- di(alkylcarbonsäure), Acetoguanamin-N,N,N'-tri(alkylcarbonsäure), Acetoguanamin- N,N,N',N'-tetra(alkylcarbonsäure).
In einer weiteren Ausgestaltung ist die gebildete Verbindung ausgewählt aus der Gruppe umfassend N-(Hydroxyalkyl)-melamin, N,N'-Di-(hydroxyalkyl)-melamin, N,N',N"-Tris- (hydroxyalkyl)-melamin, N,N,N',N"-Tetra-(hydroxyalkyl)-melamin, N,N,N'N',N"-Penta- (hydroxyalkyl)-melamin und N,N,N',N',N",N"-Hexa-(hydroxyalkyl)-melamin.
In einer Ausgestaltung ist die gebildete Verbindung ausgewählt aus der Gruppe umfassend Melamin-N-mono(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N,N'-di(alkylcarbonsäure- alkylester), Melamin-N,N',N"-tri(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N,N,N',N"- tetra(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N,N,N',N',N"-penta(alkylcarbonsäure-alkylester) und Melamin-N,N,N',N'1N",N"-hexa(alkylcarbonsäure-alkylester).
Als Alkylrest kommen dabei jeweils insbesondere Methyl-, Ethyl-, Butyl und/oder Hexylreste (oder deren Mischungen) in Betracht, aber auch alle anderen für den Rest R10 oben angegeben Bedeutungen. Als Hydroxyalkylrest kommen alle Hydroxygruppen tragenden Reste R10, beispielsweise 2-Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- und/oder Hydroxyethoxyethylreste, in Betracht. Anhand der nachfolgenden Reaktionsgleichungen soll eine beispielhafte Ausgestaltung des beanspruchten Verfahrens näher erläutert werden. Dabei bedeuten „T" eine gegenüber der Raumtemperatur erhöhte Temperatur und „p" einen gegenüber dem Standardluftdruck erhöhten Druck (besondere Parameterausgestaltungen bzw. Reaktionsbedingungen und Bedeutungen der Reste Rn sind weiter oben erläutert):
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Durch die Umsetzung der Ausgangssubstanz wird ein an den Stickstoff einer Aminogruppe gebundenes Wasserstoffatom durch den Rest R10 aus dem eingesetzten Reagens ersetzt; es erfolgt eine Derivatisierung der Aminogruppe. Nach Abschluss der Reaktion weist die derivatisierte Aminogruppe zumindest einen von einem Wasserstoffatom verschiedenen Substituenten, nämlich R10, auf. Je nach Reaktionsbedingungen können auch weitere Reste Rn, die zuvor ein Wasserstoffatom darstellten, durch den Rest R10 ersetzt werden. Auf diese Weise lassen sich Verbindungen mit unterschiedlich stark substituierten Aminogruppen herstellen.
Durch die erzielte Reinheit eignen sich die nach diesem Verfahren hergestellten derivatisierten Verbindungen wie beispielsweise derivatisierte Aminotriazine und derivatisierte Harnstoffe für die Verwendung als Formaldehydharze. Unter dem Begriff „Formaldehydharz" wird dabei ein Harz aus Formaldehyd und der entsprechenden gebildeten Verbindung verstanden. Diese Formaldehydharze weisen spezielle Eigenschaften hinsichtlich Rheologie, Hydrophilie bzw. Lipophilie und Oberflächeneigenschaften auf. Sie eignen sich insbesondere zur Verwendung im Bereich der Laminatbeschichtung der holzverarbeitenden Industrie.
Insbesondere alkylierte Verbindungen wie beispielsweise das Trihydroxyalkylmelamin (N,N',N"-Trihydroxyalkylmelamin) oder andere Hydroxymelamine mit mindestens 3 Hydroxylgruppen, wobei ein Alkylrest grundsätzlich mit mehr als einer Hydroxylgruppe substituiert sein kann, oder Melamin-N,N',N"-trialkylcarbonsäure oder andere Alkylcarbonsäuremelamine mit mindestens 3 Carboxylgruppen, wobei ein Alkylrest grundsätzlich mit mehr als einer Carboxylgruppe substituiert sein kann, eignen sich auch als Vernetzer. Weitere Einsatzgebiete der gebildeten Verbindungen, insbesondere der hydroxyalkylierten Verbindungen wie beispielsweise den hydroxyalkylierten Aminotriazinen und den hydroxyalkylierten Harnstoffen, sind der Bereich der Additive zur Plastifizierung, der Bereich der Flammschutzadditive, der Bereich der Comonomere für ein Polyurethan und der Bereich der Agrochemikalien.
Wenn längerkettige lipophile Reste wie beispielsweise Alkylreste an die eine Aminogruppe tragende Ausgangssubstanz gebunden sind, ist die Hydrophobizität der gebildeten Verbindung höher als die der Ausgangssubstanz. Weist die weitere funktionelle Gruppe in den einzuführenden Alkylresten zusätzlich eine Polarität auf, kann die Hydrophilie der gebildeten Verbindung (zumindest partiell lokal) gegenüber der Ausgangsverbindung jedoch erhöht sein. Dann eignen sich die mit dem beanspruchten Verfahren hergestellten Verbindungen besonders vorteilhaft dazu, in einer Mischung mit einem Polyolefin, insbesondere einem Polyethylen (Polyethen) oder Polypropylen (Polypropen), eingesetzt zu werden, da sie eine günstigere Wechselwirkung des Polyolefins mit zu kontaktierenden Oberflächen oder anderen Substanzen ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise die Flammschutzeigenschaften oder Oberflächeneigenschaften (in Bezug auf eine verbesserte Haftung gegenüber einer aufzutragenden Beschichtung) eines aus der Mischung des Polyolefins und der gebildeten Verbindung bestehenden Gegenstands gegenüber den eines aus einem unmodifizierten Polyolefin bestehenden Gegenstands verbessern.
Es ist auch möglich, einen Alkohol mit mindestens drei Kohlenstoffatomen in eine der Ausgangsverbindungen einzuführen und durch anschließende Wassereliminierung eine Doppelbindung im Substituenten der gebildeten Verbindung zu schaffen, die dann an ein Polyolefin gepfropft werden kann. Weitere Details der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, Sofern nicht explizit etwas anderes angegeben wird, sind alle Prozentangaben in den Beispielen wie auch in den übrigen Teilen der Beschreibung und den Ansprüchen als Massenprozent zu verstehen.
Beispiel 1 :
In einem 500ml Rührautoklav werden 5,0 g Melamin, 30 g Hydroxyessigsäure, 100ml Dimethoxyglykol und 8 g eines Ni/Y-Zeolith Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven wird auf 1800C aufgeheizt. Nach 6 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt. Das Filtrat wurde in 400 ml Wasser/Ethanol (1 :1) aufgenommen und der pH auf 6 eingestellt. Das ausfallende Produkt wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 400C getrocknet. Auf diese Weise wurden 5,7 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 8% Melamin-N- monoessigsäure, 12% Melamin-N,N'-diessigsäure, 30% Melamin-N,N',N"-triessigsäure, 26% Melamin-N,N,N',N"-tetra-essigsäure, 14% Melamin-N,N,N',N',N"-penta-essigsäure und 10% Melamin-N,N,N',N',N",N"-hexa-essigsäure.
Beispiel 2:
In einem 500ml Rührautoklav werden 5,0 g Melamin, 107 g Hydroxyessigsäuremethylester und 10 g eines Ru/BEA Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven werden 50 g Ammoniak in den Reaktor gedrückt und auf 2300C aufgeheizt. Nach 4 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die erkaltete Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt und im Hochvakuum eingeengt. Auf diese Weise wurden 6,5 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 20% Melamin-N-mono(essigsäure-methylester), 25% Melamin-N,N'-di(essigsäure- methylester), 30% Melamin-N,N',N"-tri(essigsäure-methylester), 15% Melamin-N,N,N',N"- tetra(essigsäuresäure-methylester), 8% Melamin-N,N,N',N',N"-penta(essigsäure- methylester) und 2% Melamin-N,N,N',N',N",N"-hexa(essigsäure-rnethylester).
Beispiel 3:
In einem 500ml Rührautoklav werden 5,0 g Melamin, 300 g Glycerol und 9 g eines Ru/BEA
Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven werden 50 g Ammoniak in den Reaktor gedrückt und auf 2300C aufgeheizt. Nach 8 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die erkaltete Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt und im Hochvakuum eingeengt. Auf diese Weise wurden 6,9 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 12% N-(2,3-Dihydroxypropyl)-melamin, 25% N,N'-Di-(2,3-dihydroxypropyl)-melamin, 58% N,N',N"-Tris-(2,3-dihydroxypropyl)-melamin und 5% N,N,N',N"-Tetra-(2,3- dihydroxyalkyl)-melamin. Die Strukturformel von N,N'-Di-(2,3-dihydroxypropyl)-melamin ist nachfolgend wiedergegeben:
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Beispiel 4:
In einem 500ml Rührautoklav werden 5,0 g Melamin, 350 g Λ/,Λ/-Diethyl-2-hydroxyacetamid und 10 g eines Ni/NiO Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven wird auf 2400C aufgeheizt. Nach 4 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die erkaltete Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt. Das entstehende Produkt wird im Vakuumtrockenschrank bei 400C getrocknet. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels HPLC ergab 22 Flächen-% Melamin-N-mono-(Λ/,Λ/- diethyl-2-hydroxyacetamid), 31 Flächen-% Melamin-N,N'-di(Λ/,Λ/-diethyl-2-hydroxyacetamid), 45 Flächen-% Melamin-N,N',N"-tri(Λ/,Λ/-diethyl-2-hydroxyacetamid), und 2 Flächen-% Melamin-N,N,N',N"-tetra(Λ/,Λ/-diethyl-2-hydroxyacetamid). Flächenprozent spiegeln dabei den relativen Anteil der Peakfläche eines einzelnen HPLC-Peaks an der Gesamtfläche aller detektierten HPLC-Peaks wider.
Beispiel 5:
In einem 500ml Rührautoklav werden 3,0 g Harnstoff, 150 g Ethylenglykol und 5 g eines Ru/BEA Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven wird auf 200°C aufgeheizt. Nach 4 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die erkaltete Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt und im Hochvakuum eingeengt. Auf diese Weise wurden 3,5 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 76% N,N1-Di-(hydroxyethyl)-harnstoff, 20% N-Mono- (hydroxyethyl)-harnstoff und 4% N,N,N'-Tri-(hydroxyethyl)-hamstoff.
Beispiel 6:
In einem 1000ml Rührautoklav werden 5,0 g Melamin, 400 g Ethylenglycol und 9,5 g eines Ru/Mordenit Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven wird auf 2200C aufgeheizt. Nach 6 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die erkaltete Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt. Der Katalysator wird mit Wasser bei 100°C ausgekocht. Das Filtrat und die Waschlösung werden vereint und bis zur Trockne eingeengt. Das entstehende Produkt wird im Vakuumtrockenschrank bei 400C getrocknet. Auf diese Weise wurden 8,1 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 64% N,N',N"-Tris-(2- hydroxyethyl)melamin, 16% N,N'-Di-(2-hydroxyethyl)melamin und 6% N-Mono-(2- hydroxyethyl)melamin sowie 14% N,N,N',N"-Tetra-(2-hydroxyethyl)melamin.
Beispiel 7:
In einem 1000ml Rührautoklav werden 6 g N,N-Dibutylamino-melamin, 250 g Ethylenglykol und 10 g eines Ru/AI2O3 Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven wird auf 200°C aufgeheizt. Nach 6 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die erkaltete Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt und im Hochvakuum eingeengt. Das entstehende Produkt wird im Vakuumtrockenschrank bei 400C getrocknet. Auf diese Weise wurden 5,9 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 82% N,N-Dibutylamino-N',N"-di-(2-hydroxyethyl)- melamin, 15% N,N-Dibutylamino-N'-mono-(2-hydroxyethyl)-melamin und 3% N1N- Dibutylamino-N',N',N"-tri-(2-hydroxyethyl)-melamin.
Beispiel 8:
In einem 500ml Rührautoklav werden 6 g N,N-Dibutylamino-melamin, 20 g
Hydroxyessigsäure, 100ml Dimethoxyglycol und 8 g eines Ni/Y-Zeolith Katalysators intensiv gemischt, damit der Katalysator nicht zu Boden sinkt. Nach Verschließen des Autoklaven wird auf 1800C aufgeheizt. Nach 6 Stunden Reaktionszeit wird die Reaktion abgebrochen und der Autoklav abgekühlt und entspannt. Die Lösung wird über einen Filter vom Katalysator getrennt. Das Filtrat wurde in 400 ml Wasser/Isopropanol (1 :1) aufgenommen und der pH auf 6 eingestellt. Das ausfallende Produkt wird abgesaugt, gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 400C getrocknet. Auf diese Weise wurden 6,5 g Produkt isoliert. Eine Bestimmung der Zusammensetzung des Produkts mittels quantitativer HPLC ergab 30% N,N-Dibutylamino-melamin-N'-monoessigsäure, 68% N,N-Dibutylamino-melamin-N',N"- diessigsäure, 2% N,N-Dibutylamino-melamin-N',N1,N"-triessigsäure.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit mindestens einer zumindest einfach substituierten Aminogruppe, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine mindestens eine Aminogruppe tragende Ausgangssubstanz
- mit einem eine erste funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere funktionelle Gruppe tragenden Reagens
in einer Reaktionsmischung umgesetzt wird, wobei die erste funktionelle Gruppe eine Hydroxylgruppe ist und die mindestens eine weitere funktionelle Gruppe ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, wobei bei Vorhandensein mehrerer weiterer funktioneller Gruppen diese unabhängig voneinander aus der genannten Klasse ausgewählt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in Gegenwart mindestens einer weiteren Substanz erfolgt, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Ammoniak, Stickstoff, Argon, Wasserstoff und Kohlenmonoxid.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffmengenverhältnis von der weiteren Substanz zu dem Reagens 0,1 bis 2, insbesondere 0,5 bis 1 ,5 und ganz besonders 0,8 bis 1 ,3 beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einem Gesamtdruck von 1 bis 200 bar, insbesondere 40 bis 180 bar und ganz besonders 60 bis 140 bar erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmischung einen Katalysator aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ein Metall und/oder ein Metalloxid aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall und/oder das Metalloxid ein Metall aus der 8., 9. oder 10. Gruppe des Periodensystems aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ein Trägermaterial aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein Zeolith, ein Alumosilikat, ein Alumophosphat, ein Metalloxid, ein Silikat, ein Schichtsilikat, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und/oder Kohlenstoff aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator nach erfolgter Umsetzung von der Reaktionsmischung getrennt und weiter verarbeitet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer Temperatur von 100 0C bis 300 0C, insbesondere 150 0C bis 250 0C, insbesondere 180 0C bis 240 0C erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung während einer Reaktionsdauer von 1 Minute bis 100 Stunden, insbesondere 1 Stunde bis 20 Stunden und ganz besonders 4 Stunden bis 12 Stunden erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssubstanz ein Triazinderivat der allgemeinen Formel (I) oder ein Harnstoff bzw. Harnstoffderivat der allgemeinen Formel (II) ist:
Figure imgf000020_0001
wobei • R4 und R5 unabhängig voneinander Q1 oder einen mit seinem zentralen Stickstoffatom an den Triazinring der Struktur der Formel (I) gebundenen Rest der Formel R6-N-R7 oder R8-N-R9 bedeuten, wobei
Q1 ein lineares oder verzweigtes Ci-C30-Alkyl oder einen cyclischen Substituenten in Form eines C5-C20-CyClOaIkVIs, eines C5-C2o-Aryls, eines C1-C20-alkylsubstituierten C5-C20-Aryls oder eines Imids von cyclischen gesättigten Carbonsäuren, wobei das Ci-C30-Alkyl oder der cyclische Substituent durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann, bedeutet,
• R1, R2, R3, R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander H1 lineares oder verzweigtes Ci-C20-Alkyl, C5-C2o-Cycloalkyl, C5-C20-Aryl, C1-C20-alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome und/oder substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und/oder durch eine oder mehrere Hydroxygruppen und/oder Mercaptogruppen funktionalisiert sein kann, bedeuten und
• X O oder S bedeutet.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens die allgemeine Formel R10-OH aufweist, so dass mindestens eine Hydroxylgruppe als erste funktionelle Gruppe im Reagens enthalten ist, wobei
R10 lineares oder verzweigtes CrC2o-Alkyl, C5-C20-Cycloalkyl, oder C1-C20- alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und mindestens eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen,
Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, bedeutet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Hydroxylgruppe des Reagens am Alkylrest und nicht am Arylrest vorliegt, wenn R10 ein C1-C20-alkylsubstituiertes C5-C2o-Aryl bedeutet.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ein Triazinderivat der allgemeinen Formel (III) oder Harnstoffderivat der allgemeinen Formel (IV) ist:
10
Figure imgf000022_0001
wobei
R4' und R5' unabhängig voneinander Q1 oder einen mit seinem zentralen Stickstoffatom an den Triazinring der Struktur der Formel (III) gebundenen Rest der Formel R6'-N-R7' oder R8'-N-R9' bedeuten, wobei
Q1 ein lineares oder verzweigtes C^Cso-Alkyl oder einen cyclischen Substituenten in Form eines C5-C2o-Cycloalkyls, eines C5-C2o-Aryls, eines C1-C20- alkylsubstituierten C5-C20-Aryls oder eines Imids von cyclischen gesättigten Carbonsäuren, wobei das Ci-Cso-Alkyl oder der cyclische Substituent durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch ein oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann, bedeutet,
R1>, R2', R3>, R6', R7 , R8' und R9' unabhängig voneinander
- R10,
- eine an einen am selben Stickstoffatom des Triazinderivats oder Harnstoffderivats gebundenen Rest R10 gebundene kovalente Bindung, so dass sich eine zyklische Struktur aus dem Stickstoffatom und dem Rest R10 ausbildet,
- H oder - lineares oder verzweigtes C1-C20-AIkVl, C5-C20-Cycloalkyl, C5-C20-ArVl, C1-C20- alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome und/oder substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und/oder durch eine oder mehrere Hydroxygruppen und/oder Mercaptogruppen funktionalisiert sein kann, bedeuten,
• R10 lineares oder verzweigtes Ci-C2o-Alkyl, C5-C20-Cycloalkyl oder C1-C20- alkylsubstituiertes C5-C20-Aryl bedeutet, das jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome, Schwefelatome, substituierte Stickstoffatome und/oder durch eine oder mehrere Gruppen des Typs -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)- und/oder -OC(O)O- unterbrochen sein kann und
c) mindestens eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, oder
d) dabei eine zyklische Struktur mit zwei an dasselbe Stickstoffatom der Verbindungen der allgemeinen Formeln (IM) oder (IV) gebundenen kovalenten Bindungen ausbildet, wobei eine der beiden kovalenten Bindungen durch einen der Reste R1', R2', R3', R6', R7', R8' oder R9' bereitgestellt wird und wobei im Rest R10 mindestens eine weitere funktionelle Gruppe vorhanden sein kann, die ausgewählt ist aus der Klasse umfassend Hydroxylgruppen, Mercaptogruppen, Carbonsäuregruppen, Carbonsäureestergruppen, Carbonsäureamidgruppen, Ketogruppen, Carbonatgruppen, Halogene, Epoxygruppen und Carbamatgruppen, und
• X O oder S bedeutet.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Rest, insbesondere mindestens zwei Resten, insbesondere mindestens drei Resten, insbesondere mindestens vier Resten, insbesondere mindestens fünf Resten der Reste R1', R2', R3', R6>, R7', R8' und R9' die Bedeutung des Rests R10 zukommt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Melamin-N- monoalkylcarbonsäure, Melamin-N.N'-dialkylcarbonsäure, Melamin-N,N',N"- trialkylcarbonsäure, Melamin-N,N,N',N"-tetra-alkylcarbonsäure, Melamin-N,N,N',N',N"- penta-alkylcarbonsäure und Melamin-N,N,N1,N1,N",N"-hexa-alkylcarbonsäure.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Hamstoff-N- mono(alkylcarbonsäure), Harnstoff-N,N'-di(alkylcarbonsäure), Harnstoff-N,N,N'- tri(alkylcarbonsäure), Harnstoff-N,N,N',N'-tetra(alkylcarbonsäure)..
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Benzoguanamin-N- mono(alkylcarbonsäure), Benzoguanarnin-N,N'-di(alkylcarbonsäure), Benzoguanamin- N,N,N'-tri(alkylcarbonsäure), Benzoguanamin-N,N,N',N'-tetra(alkylcarbonsäure).
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Acetoguanamin-N- mono(alkylcarbonsäure), Acetoguanamin-N,N'-di(alkylcarbonsäure), Acetoguanamin- N,N,N'-tri(alkylcarbonsäure), Acetoguanamin-N,N,N',N'-tetra(alkylcarbonsäure).
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend N.N'-Di- (hydroxyalkyl)-melamin, N,N',N"-Tris-(hydroxyalkyl)-melamin, N,N,NI,N"-Tetra- (hydroxyalkyl)-melamin, N,N,N'N1,N"-Penta-(hydroxyalkyl)-melamin und N,N,N',N',N",N"- Hexa-(hydroxyalkyl)-melamin.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Melamin-N- mono(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N,N'-di(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N,N',N"-tri(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N,N,N',N"- tetra(alkylcarbonsäure-alkylester), Melamin-N, N1NT1N', N"-penta(a!kylcarbonsäure- alkylester) und Melamin-N,N,N',N',N",N"-hexa(alkylcarbonsäure-alkylester).
24. Verwendung einer mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellten Verbindung zur Herstellung von Oligomeren, Polymeren oder eines Formaldehydharzes und/oder als Comonomer in Aminoplast-Formaldehyd-Harzen, als Vernetzer, als Plastifizierungsadditiv, als Comonomer für ein Polyurethan, als Flammschutzadditiv und/oder als Agrochemikalie.
25. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Formaldehydharz als Laminatbeschichtung eingesetzt wird.
26. Verwendung einer mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23 hergestellten Verbindung in einer Mischung mit einem Polyolefin, insbesondere einem Polyethylen oder Polypropylen.
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