CH393361A - Verfahren zur Herstellung von Epoxydverbindungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Epoxydverbindungen

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CH393361A
CH393361A CH350160A CH350160A CH393361A CH 393361 A CH393361 A CH 393361A CH 350160 A CH350160 A CH 350160A CH 350160 A CH350160 A CH 350160A CH 393361 A CH393361 A CH 393361A
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acetal
bis
epoxy
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CH350160A
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Batzer Hans Dr Prof
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Ciba Geigy
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Description


  Verfahren zur Herstellung von Epoxydverbindungen    Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Epoxydverbindungen der  Formel  
EMI0001.0000     
    worin R1 und R2 für Wasserstoffatome, Halogen  atome, Alkyl oder Alkoxygruppen stehen oder zu  sammen einen an den Benzolring an kondensierten  aromatischen Ring bilden, X1 und X2 Wasserstoff  atome oder Methylgruppen, Y einen zweiwertigen  organischen Rest, welcher mindestens eine Epoxyd-    gruppe enthält, bedeuten, p für eine ganze Zahl im  Wert von 1 bis 3, und n für eine kleine ganze Zahl,  insbesondere im Wert von 1 oder 2, stehen, und Z  einen aliphatischen Rest mit n freien Valenzen oder,  wenn n = 1 ist, Z ein Wasserstoffatom bedeutet, das  dadurch gekennzeichnet ist,

   dass man     Acetale    der  Formel  
EMI0001.0002     
      worin Y\ einen Y entsprechenden Rest bedeutet, der  anstelle der     Gruppen     
EMI0002.0001     
    die Gruppen  
EMI0002.0002     
    enthält, epoxydiert.    Die beim     erfindungsgemässen    Verfahren als Aus  gangsverbindung verwendeten Acetale der Formel  (II) sind am bequemsten zugänglich, indem man an  1 Mol eines Phenols der Formel  
EMI0002.0004     
    worin R1, R, , Z und n die gleiche Bedeutung ha  ben wie in Formel (I)<I>(n . p)</I> Mole eines ungesättigten  Acetals der Formel  
EMI0002.0005     
    anlagert.    Als Phenole der Formel (III) kommen     Mono-          und    Polyphenole in Frage.  



  Als Monophenole seien genannt: o-, m- und     p-          Kresol,    2,3-Xylenol, 2,5-Xylenol, 3,4-Xylenol,     Guai-          akol,    &alpha;-Naphtol, (-Naphtol, o-, m- und     p-Chlorphe-          nol,    Dichlorphenol, und insbesondere Phenol selbst.  



  Als Di- und Polyphenole seien genannt:     Bis-          [4-oxyphenyl]-methan,        Bis-[4-oxyphenyl]-methyl-          phenyl-methan,    Bis-[4-oxyphenyl]-tolylmethan, chlo  rierte Phenole, wie     Bis-[3-chlor-4-oxyphenyl]-di-          methylmethan    ;

   Kondensationsprodukte von Pheno  len wie Kresol oder Phenol mit Formaldehyd,     1,1,3-          Tris-[4'-oxyphenyl]-propan,        1,1,2-Tris-[4'-oxy-3',5'-          dimethylphenyl]-propan,        1,1,2,2-Tetrakis-[4-oxyphe-          nyl]-äthan,    1,1,3,3-Tetrakis-[4-oxyphenyl]-propan,  1, 1, 3, 3-Tetrakis- [3 -chlor =4 -oxyphenyl]-propan,  &alpha;,&alpha;,&alpha;',&alpha;'-Tetrakis-[4''-oxyphenyl]-1,4-dimethylbenzol,  &alpha;,&alpha;,&alpha;',&alpha;'-Tetrakis-[4''-oxyphenyl]-1,4-diäthylbenzol  und insbesondere Bis-[4-oxyphenyl]-dimethylmethan.  



  Die ungesättigten Acetale der Formel (IV) kön  nen ihrerseits bequem erhalten werden, indem man  Crotonaldehyd, Methacrolein oder insbesondere  Acrolein mit einem olefinisch ungesättigten     Di-          alkohol    acetalisiert.  



  Als solche ungesättigte Polyalkohole seien z. B.  genannt : Buten-(2)-diol-1,4, Glycerinmonoallyläther,    Butantriol-(1,2,4)-monoallyläther, etc., ferner ins  besondere Dialkohole der Formel  
EMI0002.0028     
    worin R1', R4', R, R4, R5', R6', R7 und R8 für  einwertige Substituenten, wie Halogenatome,     Alkoxy-          gruppen    oder aliphatische, cycloaliphatische,     arali-          phatische    oder aromatische Kohlenwasserstoffreste,  insbesondere für Alkylreste mit 1 bis 4     Kohlenstoff-          Atomen,    oder für Wasserstoffatome stehen, wobei  R1' und R5 zusammen auch einen Alkylenrest, wie  eine Methylengruppe, bedeuten können.

   Als solche  Dialkohole (IV) seien beispielsweise genannt:     1,1-          Bis-[oxymethyl]-2,4,6-trimethyl-cyclohexen-(3),        1,1-          Bis    -[oxymethyl]- 2,5 -endomethylen-cyclohexen - (3)  und 1,1-Bis-[oxymethyl]-4-chlor-cyclohexen-(3) und  insbesondere 1,1-Bis-[oxymethyl]-cyclohexen-(3) und  1,1-Bis[oxymethyl]-6-methylcyclohexen-(3).  



  Die Acetalisierung kann nach an sich bekannten  Methoden erfolgen, wie z. B. durch Erhitzen eines  Aldehyds der Formel  
EMI0002.0039     
    zusammen mit dem Di-alkohol in Gegenwart eines  sauren Katalysators, wie z. B. Salzsäure oder     p-To-          luolsulfosäure.     



  Die Anlagerung der ungesättigten Acetale (IV)  an die Phenole (III) kann in Gegenwart von sauren  Katalysatoren bzw. Lewis-Säuren, wie z. B. Schwefel  säure, Bortrifluorid oder p-Toluolsulfosäure, erfolgen.  



  Es war bekannt, dass sich unter solchen Bedin  gungen an die Doppelbindungen von Acetalen aus  ungesättigten Aldehyden (VI) leicht Alkohole und  Glykole mit ihren Hydroxylgruppen anlagern lassen.  Erwartungsgemäss erfolgt auch die Anlagerung an  phenolische Hydroxylgruppen glatt, jedoch tritt bei  Phenolen der unerwartete Fall ein, dass sich im all  gemeinen mehr als ein Mol Acetal pro phenolische  Hydroxylgruppe umsetzt. Dies will besagen, dass die  Acetalreste zum Teil an den Benzolkern wandern,  und zwar in erster Linie in o-Stellung zur     phe-          nolischen    Hydroxylgruppe. An Phenol selbst lassen  sich z.

   B. bis zu 3     Mol        Acetal    anlagern.     Lagert    man  weniger als 3     Mol        Acetal    an, so wird ein     Teil    über  den Sauerstoff des     phenolischen        Hydroxyls    ange-      lagert, während der andere Teil direkt an den Ben  zolkern gebunden wird.  



  Die Epoxydierung der C=C-Doppelbindungen  kann nach üblichen Methoden, vorzugsweise mit  Hilfe von organischen Persäuren, wie Peressigsäure,  Perbenzoesäure, Peradipinsäure, Monoperphthalsäure  etc. Man kann ferner unterchlorige Säure verwenden,  wobei in einer ersten Stufe HOCl an die Doppelbin  dung angelagert wird, und in einer zweiten Stufe  unter Einwirkung HCl-abspaltender Mittel, z. B.  starker Alkalien, die Epoxydgruppe entsteht.  



  Bei der Einführung der Epoxydgruppen können  neben den Di- bzw. Polyepoxyden infolge Neben  reaktionen gleichzeitig auch ganz oder nur teilweise  hydrolysierte Epoxyde entstehen, d. h. Verbindungen,  bei denen die Epoxydgruppen des Polyepoxyds der  Formel (I) ganz oder teilweise zu Hydroxylgruppen  verseift worden sind.  



  Es wurde festgestellt, dass .die Anwesenheit sol  cher Nebenprodukte die technischen     Eigenschaften     der gehärteten Polyepoxyde in der Regel günstig be  einflussen. Daher empfiehlt es sich im allgemeinen,  auf eine Isolierung der reinen Polyepoxyde aus dem  Reaktionsgemisch zu verzichten.  



  Die erfindungsgemäss hergestellten Epoxy-acetale  reagieren mit den üblichen Härtem für     Epoxydver-          bindungen.    Sie lassen sich daher durch Zusatz solcher  Härter analog wie andere mono- oder polyfunktio  nelle Epoxydverbindungen bzw. Epoxydharze     ver-          netzen    bzw. aushärten. Als solche Härter kommen  basische öder insbesondere saure Verbindungen in  Frage.  



  Als geeignet haben sich erwiesen: Amine oder  Amide, wie aliphatische und aromatische primäre,  sekundäre und tertiäre Amine, z. B. Mono, Di- und  Tributylamine, p-Phenylendiamin,     Bis-[p-amino-          phenyl]-methan,    Äthylendiamin,     N,N-Diäthyläthylen-          diamin,    N,N-Dimethylpropylendiamin,     Diäthylentri-          amin,    Tetra-[oxyäthyl]-diäthylentriamin,     Triäthylen-          tetramin,    Tetraäthylenpentamin, Trimethylamin,     Di-          äthylamin,    Triäthanolamin, Mannich-Basen,     Piperi-          din,

      Piperazin, Guanidin und Guanidinderivate, wie  Phenyldiguanidin, Diphenylguanidin, Dicyandiamid,  Anilinformaldehydharze, Harnstoff-Formaldehyd  harze, Melamin-Formaldehydharze, Polymere von  Aminostyrolen, Polyamide, zum Beispiel solche  aus aliphatischen Polyamiden und di- oder  trimerisierten, ungesättigten Fettsäuren,     Iso-          cyanate,    Isothiocyanate ; mehrwertige Phenole, z. B.

    Resorcin, Hydrochinon,     Bis-[4-oxyphenyl]-dimethyl-          methan,    Chinon, Phenolaldehydharze, ölmodifizierte  Phenolaldehydharze, Umsetzungsprodukte von     Alu-          miniumalkoholaten    bzw. -phenolaten mit tautomer  reagierenden Verbindungen Typ Acetessigester,     Frie-          del-Crafts-Katalysatoren,    z. B. AlCl3 , SbCl5, SnCl4,  ZnCl2, BF3 und deren Komplexe mit organischen  Verbindungen, Phosphorsäure. Bevorzugt     verwendet     man als Härter mehrbasische Carbonsäuren und ihre  Anhydride, z. B.

   Phthalsäureanhydrid,     Methylendo-          methylentetrahydrophthalsäureanhydrid,    Dodecenyl-    bernsteinsäureanhydrid,     Hexahydrophthalsäureanhy-          drid,        Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäure-          anhydrid    oder     Endomethylentetrahydrophthalsäure-          anhydrid    oder deren Gemische; Malein- oder     Bern-          steinsäurearihydrid.    Dabei kann man gegebenenfalls  Beschleuniger wie tertiäre Amine, oder starke     Le-          wis-Basen,    wie z. B.

   Alkalialkoholate, ferner vorteil  haft Polyhydroxylverbindungen wie Hexantriol,     Gly-          cerin,    mitverwenden.  



  Es wurde gefunden, dass man bei der Härtung  der genannten Epoxydharze mit     Carbonsäureanhy-          driden    vorteilhaft auf 1 Grammäquivalent     Epoxyd-          gruppen    nur etwa 0,3 bis 0,9 Grammäquivalente  Anhydridgruppen verwendet. Bei Anwendung von  basischen Beschleunigern, wie Alkalialkoholaten  oder Alkalisalzen von Carbonsäuren, können bis  1,0 Grammäquivalente Anhydridgruppen eingesetzt  werden.  



  Der Ausdruck   Härten  , wie er hier gebraucht  wird,<B>-</B>bedeutet die Umwandlung der vorstehenden  Epoxydverbindungen in unlösliche und unschmelz  bare Harze.  



  Die härtbaren Gemische enthalten ausserdem  vorteilhaft einen Anteil der sonst entsprechenden  Acetale, deren Epoxydgruppen jedoch ganz oder  teilweise zu Hydroxylgruppen verseift sind und/oder  andere vernetzend wirkende     Polyhydroxylverbindun-          gen,    wie Hexantriol.  



  Die neuen Mono- und Polyepoxydverbindungen  können ferner als aktive Verdünnungs- bzw. Modifi  zierungsmittel für die bekannten Epoxydharze die  nen, wie z. B. Mono- oder Polyglycidyläther von  Mono- oder Polyalkoholen, wie Butylalkohol,     1,4-          Butandiol    oder Glycerin, bzw. von Mono- oder Po  lyphenolen, wie Recorcin,     Bis-[4-oxyphenyl]-di-          methylmethan    oder Kondensationsprodukte von Al  dehyden mit Phenolen (Novolake), ferner     Polygly-          cidylester    von Polycarbonsäuren, wie Phthalsäure,  sowie ferner Aminopolyepoxyde, wie sie z.

   B. erhal  ten werden durch Dehydrohalogenierung von Um  setzungsprodukten aus Epihalogenhydrinen und pri  mären oder sekundären Aminen, wie n-Butylamin,  Anilin oder     4,4'-Di-(monomethylamino)-diphenyl-          methan.     



  Die erfindungsgemäss hergestellten     Epoxydver-          bindungen    bzw. deren Mischungen mit Härtern kön  nen ferner vor der Härtung in irgendeiner Phase mit  Füllmitteln, Weichmachern, farbgebenden Stoffen  etc. versetzt werden. Als Streck- und Füllmittel kön  nen beispielsweise Asphalt, Bitumen, Glasfasern,  Glimmer, Quarzmehl, Cellulose, Kaolin, fein ver  teilte Kieselsäure (  AEROSIL  ) oder Metallpulver  verwendet werden.  



  Die Gemische aus den erfindungsgemäss herge  stellten Epoxydverbindungen und Härtern können  im     ungefüllten    oder gefüllten Zustand, gegebenen  falls in Form von Lösungen oder Emulsionen, als  Textilhilfsmittel,     Laminierharze,        Anstrichmittel,     Lacke, Tauchharze, Giessharze, Streich-,     Ausfüll-          und        Spachtelmassen,    Klebemittel, Pressmassen und      dergleichen sowie zur Herstellung solcher Mittel die  nen. Besonders wertvoll sind die neuen Harze als  Isolationsmassen für .die Elektroindustrie.  



  In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile  Gewichtsteile, Prozente- Gewichtsprozente ; das Ver  hältnis der Gewichtsteile zu den Volumteilen ist  dasselbe wie beim     Kilogramm    zum Liter; die Tem  peraturen sind in Celsiusgraden     angegeben.       <I>Beispiel 1</I>    A. Acetal aus Aerolein und     1,1-Bis-[oxymethyl]-          cyclohexen-3.       286 Teile 1,1-Bis-[oxymethyl]-cyclohexen-3, 118  Teile Aerolein. und 3 Teile 50%ige Schwefelsäure  werden unter Rühren im Ölbad auf     80o    Aussentem  peratur erwärmt und nach 30 Minuten 350     Volum-          teile    Benzol zugetropft.

   Die Ölbadtemperatur wird  nun auf 120-130 gesteigert und das bei der Re  aktion entstehende Wasser über eine Umlaufdestil  lierapparatur (vgl. den Aufsatz von H. Batzer und  Mitarbeiterin   Die     Makromolekulare    Chemie  ,  Nr. 7 [1951], Seiten 84-85) azeotrop abdestilliert.  Nach 2 Stunden wird das Benzol unter vermindertem  Druck entfernt. Der Rückstand (344 Teile) wird mit  1,5 Teilen Na-acetat versetzt und im Vakuum destil-    liert. Das Acetal     (3-Vinyl-2,4-dioxaspiro-(5,5)-un-          decen-9)    destilliert bei 94-99 /6 mm Hg.  



  Ausbeute: 226 Teile (62,5 % der Theorie)  
EMI0004.0010  
   134908.  



  <I>B. Anlagerung.</I>    In einem mit Rührer und Thermometer     ver-          sehenen    Kolben werden 378 Teile des nach Beispiel  1 A hergestellten Acetals (2,1 Mol) und 94 Teile  Phenol (1 Mol) auf 80  erwärmt. Man fügt dann  2 Teile p-Toluolsulfonsäure zu. Es setzt eine exo  therme Reaktion ein, welche ungefähr 1 Std. dauert.  Während der Dauer der Reaktion wird die Tempera  tur durch mässiges Kühlen zwischen 85 und 900 ge  halten ; anschliessend wird das Reaktionsgemisch  durch Erwärmen noch eine weitere Stunde bei glei  cher Temperatur gehalten. Man lässt     sodann    eine  Stunde stehen, fügt 2,5 Teile Natriumcarbonat zu  und .destilliert im Hochvakuum die flüchtigen An  teile ab.

   Man gewinnt so 30 Teile nicht umgesetztes  Acetal zurück und es bleiben 430 Teile einer sehr  viskosen dunklen Flüssigkeit (Produkt A). Die Be  stimmung der Hydroxylgruppe lässt darauf     schlies-          sen,    dass es sich bei diesem Produkt um eine Mi  schung von ungefähr 70% der folgenden Ver  bindung  
EMI0004.0016     
    Bei längerem Erwärmen mit einem Überschuss  von Acetal kann man bis 3 Mol Acetal pro Mol  Phenol anlagern.    C. Epoxydierung,    Man löst 430 Teile des nach Beispiel 1 B er  haltenen Anlagerungsproduktes (Produkt A) in 1160  Teilen     Benzol.    Anschliessend fügt man 18 Teile was  serfreies Natriumacetat zu und lässt während 30 Mi  nuten unter gutem Rühren 368 Teile 44,2%ige Per  essigsäure zutropfen.

   Während 1 Std. erfolgt eine         exotherme    Reaktion, wobei die Temperatur durch  Kühlung zwischen 33 und 350 gehalten wird. Nach  Wegnahme des Kühlbades sinkt die Temperatur  während weiteren 2 Std. bis auf     27 .    Das Oxydations  mittel ist zu diesem Zeitpunkt     zu    100 0/o der Theo  rie verbraucht.  



  Man     trennt    nun die wässerige Schicht ab, wäscht  die     Benzolschicht        3mal    mit 200 Teilen Wasser,  neutralisiert anschliessend, indem     man    mit 200 Teilen  Wasser wäscht, welches 25 Teile     30o/oige    Natron  lauge enthält und neutralisiert anschliessend. Nun      wird das Benzol im partiellen Vakuum abdestilliert  und das Reaktionsgemisch zur Entfernung der letz  ten Reste an Lösungsmittel noch bei 120 /0,2mmHg  behandelt. Man erhält so 434 Teile eines hellgelben  Harzes, welches bei Raumtemperatur fest ist und 3,9  Epoxydäquivalenten/kg enthält, was 94 % der Theo  rie entspricht. Dieses Harz kann mit Säureanhydriden  zu hellgelben Giessharzen gehärtet werden, welche  gute mechanische Eigenschaften zeigen.

      <I>Beispiel 2</I>    A. Anlagerung von p-Kresol.    In gleicher Weise wie in Beispiel 1 B beschrie  ben, erwärmt man eine Mischung von 81 g p-Kresol  (0,75 Mol) und 405 Teile des nach Beispiel 1 A her  gestellten Acetals (2,25 Mol) auf 80 . Man fügt nun  2,5 Teile p-Toluolsulfonsäure zu und hält das Re  aktionsgemisch während 4 Std. zwischen 83 und     88 ,     zunächst unter leichtem Kühlen und später durch  Heizen. Danach neutralisiert man .durch Zugabe von  3 Teilen Natriumcarbonat und destilliert     anschlies-          send    bei 600 unter 0,2 mm Hg Druck 86 Teile nicht  umgesetztes Acetal ab. Es bleiben 402 Teile einer  dunklen und kalt hochviskosen     Substanz    (Produkt B)  zurück.

   Dies entspricht einer     Anlagerung    von 2,3  Molen Acetal an ein Mal p-Kresol. Die Bestimmung  der Hydroxylgruppe zeigt, dass noch ungefähr 25 %  freie Phenolgruppen vorhanden sind.    B. Epoxydierung.    Man löst 400 g des nach Beispiel 2 A erhaltenen  Anlagerungsproduktes (Produkt B) in 1080 Teilen  Benzol, fügt 16 Teile wasserfreies Natriumacetat zu  und lässt unter gutem Rühren 335 Teile 44,2%ige  Peressigsäure 35 Minuten eintropfen. Während des  Eintropfens der Peressigsäure und noch eine weitere  Stunde wird die Temperatur durch Kühlung auf 33  bis 350 gehalten. Anschliessend wird noch eine  Stunde nachgerührt, wobei die Temperatur auf     30      fällt. Das Oxydationsmittel ist zu diesem Zeitpunkt  zu 96 % der Theorie verbraucht.

   Man trennt nun  die wässrige Schicht ab, wäscht die Benzolschicht  und neutralisiert sie, wie im Beispiel 1 C beschrie  ben. Anschliessend destilliert man das Lösungsmit  tel ab. Die letzten Reste an flüchtigen Anteilen ent  fernt man bei l24  und 0,2 mm Hg. Man erhält so  397 Teile eines gelben Harzes, welches bei Raum  temperatur fest ist und 3,66 Epoxydäquivalente/kg  aufweist. Durch Härtung dieses Harzes mit 0,7 Äqui  valenten Phthalsäureanhydrid je 1 Epoxydäquivalent  während 24 Std. bei 1400 erhält man Giessharze mit  einer Wärmebeständigkeit nach Martens von 160o  und guten mechanischen Eigenschaften.    <I>Beispiel 3</I>    A. Anlagerung an Bisphenol A.  



  Wie in Beispiel 1 B beschrieben, erhitzt man eine  Mischung von 114 Teilen Bis-[oxyphenyl]-dimethyl-    methan (Bisphenol A) und 360 Teilen des nach  Beispiel 1 A hergestellten Acetals auf 800. Man fügt  anschliessend 2 Teile p-Toluolsulfonsäure zu und  bemerkt, dass eine exotherme Reaktion einsetzt. Die  Temperatur wird während insgesamt 3 1/2 Std. zwi  schen 85 und     89o    gehalten, zu Beginn durch Küh  lung, später durch Erwärmen.     Danach    fügt man 2  Teile Natriumcarbonat zu und destilliert bei 650/  0,3 mm Hg 17 Teile nicht umgesetztes Acetal ab.  Es bleiben 417 Teile eines sehr viskosen Reaktions  produktes     (Produkt    C) zurück, worin ungefähr 3,8  Mol Acetal an je 1 Mol Bisphenol A angelagert  sind.

   Die Bestimmung der Hydroxylgruppe zeigt,  dass im Produkt noch ungefähr 50% freie     phe-          nolische    Hydroxylgruppen vorhanden sind. Dies be  sagt, dass ungefähr die Hälfte der Acetalreste über  Sauerstoffbrücken an Benzolkernen fixiert ist, wäh  rend die andere Hälfte über Kohlenstoffbrücken di  rekt an Benzolkernen sitzt (in erster Linie in     o-Stel-          lung    zur Hydroxylgruppe. Es lassen sich je nach den  Arbeitsbedingungen noch mehr Acetalreste addieren,  und zwar bis zu 6 Mol an je 1 Mol Bisphenol A.    B. Epoxydierung.

      Man löst 412 Teile des nach Beispiel 3 A er  haltenen Anlagerungsproduktes (Produkt C) in 1110  Teilen Benzol, fügt 18 Teile wasserfreies Natrium  acetat zu und lässt dann     innerhalb    von 30 Minuten un  ter gutem Rühren 360 Teile 44,2 %ige Peressigsäure  eintropfen. Die Temperatur wird dabei durch Kühlung  während 1 Std. bei 33-350 gehalten, und     anschlies-          send    rührt man noch 11/2 Std. nach, wobei die  Temperatur bis auf     28     fällt. Zu diesem Zeitpunkt  ist die Reaktion beendet und 96 % des Oxydations  mittels sind verbraucht.

   Nach Abtrennen der     wäss-          rigen    Schicht, wäscht man die Benzolschicht 3mal  mit Wasser, ein viertes Mal zur Neutralisation, wie  im Beispiel 1 C beschrieben, mit verdünnter Natron  lauge     und    anschliessend noch einmal mit Wasser.  Nach dem Abdampfen .des Benzols     entfernt    man die  letzten Reste an     flüchtigen        Substanzen    bei 140 /  0,2 mm Hg. Man erhält 415 Teile eines hellgelben  Harzes, das bei Raumtemperatur fest ist und 3,44  Epoxydäquivalente/kg aufweist.    <I>Beispiel 4</I>    A.

   Acetal aus Aerolein und     1,1-Bis-[oxymethyl]-          6-methyl-cyclohexen-3.       56 Teile Aerolein, 157 Teile     1,1-Bis-[oxymethyl]-          6-methyl-cyclohexen-3    und 1 Teil 50%ige Schwefel  säure werden im Wasserbad zusammen auf 400 er  wärmt, bis sich alles gelöst hat. Es setzt eine     exo-          therme    Reaktion ein, so dass nach     Entfernung    des  Wasserbades die Temperatur auf     50o    steigt.

   Nun  setzt man 350     Volumteile        Benzol    zu und kocht  während 40 Minuten in einer     Umlaufdestillierappa-          ratur    bis 20 Teile Wasser     azeotrop    ab-destilliert     sind.     Die Lösung wird mit 2 Teilen wasserfreiem Natrium-      acetat versetzt, filtriert und eingedampft. Nach dem  Vertreiben des Benzols     destillieren    im Vakuum bei  810 (0,5 mm Hg) 163 Teile Acetal     [3-Vinyl-7-me-          thyl-2,4-dioxaspiro-(5    .5)-undecen-9] über, was einer  Ausbeute von 83,6 % der Theorie entspricht. Es  verbleiben 27 Teile eines nicht identifizierten Rück  standes.  



  <I>B. Anlagerung von Phenol.</I>  



  Man erhitzt 71 Teile Phenol und 320 Teile des  nach Beispiel 4 A erhaltenen Acetals auf 80 . Dann  fügt man 2 Teile p-Toluolsulfonsäure zu, worauf eine  exotherme Reaktion .einsetzt. Die Temperatur wird  während 21/2 Std. zwischen 85-900 gehalten, zuerst  durch Kühlung und dann .durch Erwärmen. Nach  Zugabe von 2 Teilen Natriumcarbonat .destilliert  man 7 Teile nicht umgesetztes Acetal bei 4311/  0,2 mm ab. Es bleiben 367 Teile eines sehr viskosen  Reaktionsproduktes (Produkt D) zurück.  



  <I>C.</I>     Eiloxydierung.     



  Man löst 360 Teile des nach Beispiel 4 B -er  haltenen Anlagerungsproduktes (Produkt D) in 970  Teilen Benzol fügt 16 Teile Natriumacetat zu und  lässt unter gutem Rühren 307 Teile 44,2%ige Per  essigsäure während 35 Minuten zutropfen. Während  des Eintropfens und noch 2 weiteren Stunden wird  die Temperatur zwischen 33 und- 350 gehalten, zu  erst durch     Kühlen,        dann    durch Erwärmen. Das Oxy  dationsmittel ist sodann zu 97 0/0 der Theorie ver  braucht. Man trennt nun die wässerige Schicht ab,  wäscht und neutralisiert die Benzolschicht wie in Bei  spiel 1 C beschrieben.

   Dann destilliert man das Lö  sungsmittel ab und entfernt die letzten Spuren des  Benzols bei 124/0,2 mm Hg, Man erhält 346 Teile  eines gelben Harzes, das bei Raumtemperatur     fest     ist und 3,28 Epoxydäquivalente/kg enthält. Dieses  Harz kann mit Säureanhydriden zu hellgelben     Giess-          lingen    gehärtet werden, welche gute mechanische  Eigenschaften zeigen.  



  <I>Beispiel 5</I>  A. Acetal aus Aerolein und     1,1-Bis-(oxymethyl)-          2,5-endomethylen-cyclohexen-3.     Man gibt in ein Reaktionsgefäss 156 Teile     1,1-          Bis    -(oxymethyl)- 2,5 -endomethylen-cyclohexen-3,62  Teile Aerolein und 1 Teil Schwefelsäure (50%ig).  Die Mischung wird auf 500 erwärmt, wobei alles in  Lösung geht. Anschliessend fügt man 300 Teile Ben  zol zu und     destilliert    das gebildete Reaktionswasser  azeotrop ab. Nach 45 Minuten ist die theoretische  Menge Wasser abgeschieden. Man gibt dann 2 Teile  wasserfreies Natriumcarbonat zu und destilliert zu  erst das Benzol und dann das gebildete Acetal ab.

    Man erhält bei 620/0,2 mm/Hg 177 Teile     3-Vinyl-          8,11-methylen-2,4-dioxaspiro-(5    . 5)-undecen-9 in  Form einer farblosen Flüssigkeit. Die Ausbeute be  trägt 91,2 % der Theorie auf     1,1-Bis-(oxymethyl)-          2,5-endomethylen-cyclohexen-3    berechnet.    <I>B. Anlagerung an Phenol.</I>  



  Ein Gemisch aus<B>175</B> Teilen des nach Beispiel  5 A hergestellten Acetals, 34, 5 Teile Phenol und  1 Teil conc. Schwefelsäure wird während 8 Stunden  auf 900 erhitzt. Nach 3 Stunden und 6 Stunden gibt  man noch je 0,5 Teile conc. Schwefelsäure zu. Nach  dem Abkühlen versetzt man mit 2 Teilen     Natrium-          carbonat    und destilliert .das erhaltene Gemisch. Man  erhält 51 Teile nicht umgesetztes Acetal, und es hin  terbleiben 143 Teile Additionsprodukt in Form einer  dunklen Flüssigkeit. Es entspricht einer Anlagerung  von ungefähr 2 Mol Acetal an 1 Mol Phenol.  



  <I>C.</I>     Eiloxydierung.     



  140 Teile des nach Beispiel 5 B erhaltenen Ad  ditionsproduktes werden mit 106 Teilen Peressig  säure (43,8%ig), entsprechend wie in Beispiel 1 C,  in benzolischer Lösung und in Anwesenheit von Na  triumacetat bei     35o    während 3 Stunden eiloxydiert.  Nach der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches wie  im Beispiel 1 C beschrieben werden 130 Teile eines  dunklen Epoxydharzes erhalten, welches beim Er  kalten erstarrt und welches 2,06 Epoxydäquivalente/  kg enthält.  



  <I>Beispiel 6</I>  Das Acetal aus 1,1-Bis,(oxymethyl)-cyclohexen-3  und Methacrolein wird analog wie in Beispiel 1 A  beschrieben hergestellt, wobei anstelle von Aerolein  eine äquivalente Menge Methacrolein verwendet  wird.  



  Die Anlagerung von 2 Mol .des erhaltenen     Ace-          tals    an 1 Mol Phenol wird wie in Beispiel 1 be  schrieben durch Erhitzen der Mischung während  9 Stunden auf 90o in Anwesenheit von     p-Toluolsul-          fonsäure    durchgeführt. Das Additionsprodukt ist  eine hochviskose Flüssigkeit.  



  199 Teile des erhaltenen Additionsproduktes  werden wie in Beispiel 1 beschrieben mit 152 Teilen  Peressigsäure (43,8%ig) in benzolischer Lösung und  in Gegenwart von Natriumacetat eiloxydiert. Nach  der Aufarbeitung des Reaktionsproduktes nach der  in Beispiel 1 beschriebenen Methode hinterbleiben  192 Teile eines braunrötlichen Epoxydharzes, wel  ches nach dem Erkalten fest ist. Es enthält 3,62  Epoxydäquivalente/kg.  



  <I>Beispiel 7</I>  Das Acetal aus 1,1-Bis-(oxymethyl)-cyclohexen-3  wird analog wie in Beispiel 1 A beschrieben herge  stellt, wobei anstelle von Aerolein eine äquivalente  Menge Crotonaldehyd verwendet wird. Die Anlage  rung von 2 Mol des erhaltenen Acetals an 1 Mol  Phenol wird durch Erhitzen der Mischung während  8 Stunden auf 98,> in Anwesenheit von     p-Toluolsulfo-          säure    durchgeführt. Das Anlagerungsprodukt ist eine  viskose, dunkle Flüssigkeit. Durch Eiloxydation die  ses Produktes mit     Peressigsäure    nach der in Beispiel  1 C beschriebenen Methode erhält man ein braun  rötliches, hochviskoses     Epoxyharz,    welches 3,6       Epoxydäquivalente/kg    enthält.

        <I>' Beispiel 8</I>  Ein Gemisch aus 60 Teilen p-Chlorphenol und  270 Teilen des in Beispiel 1 A beschriebenen     Ace-          tals    aus Aerolein und     1,1-Bis-(oxymethyl)-cyclo-          hexen-3    und 1 Teil p-Toluolsulfosäure wird bei 940  während 7 Stunden erhitzt. Nach 4 Stunden gibt man  noch 1 Teil p-Toluolsulfosäure zu. Nach der Neu  tralisation mit 4 Teilen wasserfreiem     Natriumcarbo-          nat    destilliert man 29,5 Teile nicht umgesetztes  Chlorphenol und 149 Teile nicht     umgesetztes     Acetal ab. Es hinterbleiben 158 Teile Additionspro  dukt in Form einer dunklen, viskosen Flüssigkeit.  Dieses Produkt enthält 4,3 Doppelbindungen/kg  (Theorie 4,1).

    



  Das erhaltene Additionsprodukt wird wie folgt  epoxydiert : 170 Teile des Produktes werden in  460 Teilen Benzol gelöst. Nach Zugabe von 8     Teilen     Natriumacetat werden 198 Teile Peressigsäure  (43,8%ig) im Verlaufe von 15 Minuten bei 350 un  ter gutem Rühren zugefügt. Dann wird die Tem  peratur noch während 3 Stunden bei 350 gehalten,  zuerst unter Abkühlen und .dann unter Erwärmen.  Zu diesem Zeitpunkt ist die theoretische Menge des  Oxydationsmittels verbraucht.     Anschliessend    wird  das Produkt neutralisiert und konzentriert wie in  Beispiel 1 C beschrieben. Man erhält 163 Teile eines  hochviskosen, braunrötlichen Epoxydharzes mit 3,60  Epoxydäquivalente/kg.

      <I>Beispiel 9</I>  Ein Gemisch aus 72 Teilen &alpha;-Naphthol, 270 Teile  des in Beispiel 1 A beschriebenen Acetals aus     Aero-          lein    und 1,1-Bis-(oxymethyl)-cyclohexen-3 und 1,5  Teile p-Toluolsulfonsäure wird während 4 Stunden  bei 900 erwärmt. Die Anlagerung     geht    relativ schnell  und man beobachtet eine Wärmetönung. Nach Be  endigung der Reaktion kühlt man ab und gibt 1 Teil  Natriumcarbonat zu. 48 Teile nichtreagiertes Acetal  werden dann abdestilliert, und es hinterbleiben 283  Teile des Anlagerungsproduktes in Form einer dunk  len, viskosen Flüssigkeit. Ungefähr 2,4 Mol des     Ace-          tals    haben sich an 1 Mol &alpha;-Naphthol angelagert.  



  282 Teile des erhaltenen     Additionsproduktes     werden in 760 Teilen Benzol gelöst und mit 11 Tei  len Natriumacetat versetzt. Dann werden 227 Teile  Peressigsäure (43,8%ig) im Verlauf von 30 Minuten  bei     35o    zugegeben. Die Temperatur wird dann noch  während 21/2 Stunden bei 350 gehalten. Das Reak  tionsprodukt wird gewaschen, neutralisiert und kon  zentriert wie in Beispiel 1 C beschrieben. Es werden  272 Teile eines dunklen Epoxydharzes erhalten.  Dieses Harz ist nach dem Erkalten fest und enthält  2,98 Epoxydäquivalente/kg.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von neuen Epoxydver- bindungen der Formel EMI0007.0018 worin R, und R2 für Wasserstoffatome, Halogen atome, Alkyl- oder Alkoxygruppen stehen oder zu sammen einen an den Benzolring ankondensierten aromatischen Ring bilden, X, und X2 Wasserstoff atome oder Methylgruppen, Y einen zweiwertigen organischen Rest, welcher mindestens eine Epoxyd- gruppe enthält, bedeuten, p für eine ganze .Zahl im Wert von 1 bis 3, und n für eine kleine ganze Zahl stehen, und Z einen aliphatischen Rest mit n freien Valenzen oder, wenn n = 1 ist,
    auch ein Wasser stoffatom bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man Acetale der Formel EMI0007.0027 worin Y' einen Y entsprechenden Rest bedeutet, der anstelle der Gruppen EMI0008.0000 die Gruppen EMI0008.0001 enthält, epoxydiert. UNTERANSPRUCH Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man von solchen Acetalen der Formel (II) ausgeht, worin Y' den 1,1-Bis-methylen- cyclohexen-3- oder den 1,1-Bis-methylen-6-methyl- cyclohexen-3-rest bedeutet.
    PATENTANSPRUCH II Verwendung der nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 erhaltenen Epoxydverbindungen in härtbaren Gemischen, die Härtungsmittel für Epo- xydharze enthalten.
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