CS219632B1 - Method of preparation of soluble organodilithium initiators - Google Patents

Method of preparation of soluble organodilithium initiators Download PDF

Info

Publication number
CS219632B1
CS219632B1 CS853380A CS853380A CS219632B1 CS 219632 B1 CS219632 B1 CS 219632B1 CS 853380 A CS853380 A CS 853380A CS 853380 A CS853380 A CS 853380A CS 219632 B1 CS219632 B1 CS 219632B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
lithium
organodilithium
preparation
ether
polycyclic aromatic
Prior art date
Application number
CS853380A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Elisabeth Anton
Volker Griehl
Dieter Stubenrauch
Hans-Peter Schulz
Jiri Cermak
Alexander Pleska
Otakar Seycek
Miloslav Sufcak
Original Assignee
Elisabeth Anton
Volker Griehl
Dieter Stubenrauch
Schulz Hans Peter
Jiri Cermak
Alexander Pleska
Otakar Seycek
Miloslav Sufcak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elisabeth Anton, Volker Griehl, Dieter Stubenrauch, Schulz Hans Peter, Jiri Cermak, Alexander Pleska, Otakar Seycek, Miloslav Sufcak filed Critical Elisabeth Anton
Publication of CS219632B1 publication Critical patent/CS219632B1/en

Links

Landscapes

  • Polymerization Catalysts (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu přípravy rozpustných organodílithiových iniciátorů polymerace reakcí lithia s konjugovanými dřeny v přítomnosti polycyklických aromatických sloučenin a éterů. Tyto iniciátory se používají pro přípravu telechelickýoh homopolymerů a kopolymerů aniontově polymer izovatelných monomerů, zvláště konjugovaných dlenů a vinylsubstituovaných aromatických sloučenin, a mají vysokou stabilitu.The invention relates to a process for the preparation of soluble organodilithium polymerization initiators by the reaction of lithium with conjugated pulp in the presence of polycyclic aromatic compounds and ethers. These initiators are used for the preparation of telechelic homopolymers and copolymers of anionic polymerizable monomers, in particular conjugated members and vinyl-substituted aromatic compounds, and have high stability.

Je známo, že oligomery dienyldilithiových sloučenin, obsahující 2 až 10 monomerních jednotek na molekulu vyžadují při syntéze všeobecně polární rozpouštědlo, neboť se nedají připravovat v rozpouštědlech s nižší dielektrickou konstantou. Získávají se obecně reakcí kovového lithia s konjugovaným dienem v přítomnosti polycyklického uhlovodíku a éterů, jako jsou tetrahydrofuran, dimethoxyetan nebo dietyléter, které umožňují solvataci kationtů.It is known that oligomers of dienyldilithium compounds containing 2 to 10 monomer units per molecule generally require a polar solvent in the synthesis, since they cannot be prepared in solvents with a lower dielectric constant. They are generally obtained by reacting lithium metal with a conjugated diene in the presence of a polycyclic hydrocarbon and ethers, such as tetrahydrofuran, dimethoxyethane or diethyl ether, which allow cation solvation.

Z NSR-DOS 210.03384 a USA 3 383 178 je však známo, že dilithiové polymerizační iniciátory jsou v polárních rozpouštědlech tak nestabilní, že se po přípravě nedají delší dobu skladovat bez podstatného snížení své iniciační aktivity. Trvanlivost organolithných sloučenin je např. v tetrahydrofuranu při. pokojové teplotě pouze 2 h. I ve směsích tetrahydrofuranu a inertních rozpouštědel reagují za rozkladu s éterem [liebigs Ann. Chemie 747 (1971) str. 70 až 83].However, it is known from DE-DOS 210.03384 and U.S. Pat. No. 3,383,178 that dilithium polymerization initiators are so unstable in polar solvents that they cannot be stored for extended periods of time without substantially reducing their initiation activity. The shelf life of organolithium compounds is e.g. even in mixtures of tetrahydrofuran and inert solvents react with decomposition with ether [liebigs Ann. Chemie 747 (1971) pp. 70-83].

Již v NSR-DOS 18.17479 a USA 3 377 404 se navrhuje připravovat oligomerní dilithiové sloučeniny v polárních rozpouštědlech, jako je tetrahydrofuran nebo dietyléter a potom nahradit polární rozpouštědlo nepolárním, jako je n-hexan, cyklohexan, benzen nebo toluen. Nevýhody tohoto způsobu spočívají v tom, že к přípravě iniciátoru jsou třeba dva stupně, a že záměna rozpouštědel vede ke zvýšeným provozním nákladům.Already in NSR-DOS 18.17479 and U.S. Pat. No. 3,377,404 it is proposed to prepare oligomeric dilithium compounds in polar solvents such as tetrahydrofuran or diethyl ether and then replace the polar solvent with a non-polar solvent such as n-hexane, cyclohexane, benzene or toluene. The disadvantages of this process are that two steps are required to prepare the initiator, and that solvent exchange leads to increased operating costs.

Další nevýhodou je, že podmínky nutné pro odstranění éteru mohou často vést к vedlejším reakcím mezi dilithiovým iniciátorem a éterem, které mají za následek částečnou desaktivaci iniciátoru, takže výsledné roztoky obsahují monolithiové, dilithiové a neaktivní molekuly iniciátoru.A further disadvantage is that the conditions necessary for the removal of the ether can often lead to side reactions between the dilithium initiator and the ether resulting in partial deactivation of the initiator, so that the resulting solutions contain monolithium, dilithium and inactive initiator molecules.

Podle USA 3 388 178 a NSR-DAS 17.68188 se směs, skládající se iz disperze lithia v minerálním oleji, dimethyléteru a benzenu zreaguje s konjugovaným dienem při —20 až —30 °C, odstraní se dimethyléter, přidá další benzen, reakční směs se zahřeje na 30 až 35 °C a odfiltruje se nezreagované lithium. Výsledné roztoky obsahují 20 až 30 obj. % dimethyléteru, vztaženo· na celkový objem organických rozpouštědel.According to US 3,388,178 and NSR-DAS 17.68188, a mixture consisting of a dispersion of lithium in mineral oil, dimethyl ether and benzene is reacted with conjugated diene at -20 to -30 ° C, the dimethyl ether is removed, additional benzene is added, the reaction mixture is heated. at 30-35 ° C and filtered off unreacted lithium. The resulting solutions contain 20 to 30 vol% dimethyl ether based on the total volume of organic solvents.

Roztoky o· koncentraci aduktu 1 mol/1 a méně vykazují větší stabilitu za delší časový úsek. Kromě již zmíněných nedostatků záměny rozpouštědel mají tyto roztoky podle NSR-DOS 21.48147 nevýhodu, že jsou velmi viskózní a obsahují trochu nerozpuštěného produktu, což je vzhledem n'a použití jako katalyzátoru pro homogenní aniontovou pblymeraci konjugovaných dienů a vinylsubst'tuovaných aromatických monomerů nevýhodné. Pro stabilizaci je žádoucí ve třetím stupni způsobit prodloužení řetězce organodilithiové sloučeniny přídavkem menšího množství konjugovaného dienu. V NSR-DOS 21.48147 a FR 2 154 978 je popsán modifikovaný postup, přičemž se dilithiumdienylové oligomery připravují analogicky jako· v USA 3 388 178, ale v dimethyléteru.Solutions with an adduct concentration of 1 mol / l or less show greater stability over a longer period of time. In addition to the aforementioned drawbacks of solvent interchange, these solutions have the disadvantage of being very viscous and containing some undissolved product according to German Patent 21.48147, which is disadvantageous when used as a catalyst for the homogeneous anionic polymerization of conjugated dienes and vinyl-substituted aromatic monomers. For stabilization, it is desirable in the third step to cause chain extension of the organodilithium compound by the addition of less conjugated diene. A modified procedure is described in FR-DOS 21,48147 and FR 2,154,978, wherein dilithium dienyl oligomers are prepared analogously to US 3,388,178 but in dimethyl ether.

Při náhradě dimethyléteru nepolárním rozpouštědlem se к roztoku iniciátoru přidá slabě solvatující arylalkyléter nebo dialkyléter nebo terciární amin, např. anisol, dimethylanilin nebo triethylamin, čímž se dá dimethyléter odstraňovat při nízkých teplotách, takže se zabrání známým rozkladným reakcím za tepla.In replacement of the dimethyl ether with a non-polar solvent, a weakly solvating arylalkyl ether or dialkyl ether or a tertiary amine such as anisole, dimethylaniline or triethylamine is added to the initiator solution to remove the dimethyl ether at low temperatures, avoiding known thermal decomposition reactions.

Tento způsob je neekonomický z hlediska nákladů na aromatický nebo poloaromatický éter a způsobuje těžkosti při oddělování vysokovroucího éteru z konečného produktu.This process is uneconomical in terms of the cost of the aromatic or semi-aromatic ether and causes difficulties in separating the high-boiling ether from the final product.

Všechny známé způsoby kromě toho vyžadují dlouhé reakční časy na přípravu dilithiumdienylových oligomerů, respektive к odstranění éteru, použitého jako reakční médium. Kromě toho jsou z ekonomického hlediska nevýhodné nízké reakční teploty, Jakož i nutnost pracovat s lithiovou disperzí o určité velikosti částic, aby se dosáhlo uspokojivé konverze lithia.In addition, all known methods require long reaction times for the preparation of the dilithium dienyl oligomers, respectively, for the removal of the ether used as the reaction medium. In addition, low reaction temperatures, as well as the need to work with a lithium dispersion of a certain particle size, are economically disadvantageous in order to achieve a satisfactory conversion of lithium.

Aktivátory, kterými Jsou polycyklické aromatické uhlovodíky, Jako je naftalen, se používají ve stechiometrickém množství ekvivalentním použitém lithiu, což ovlivňuje použitelnost roztoků lithium-dienových aduktů. Nevýhody dosavadních způsobů přípravy rozpustných •organodilithiových iniciátorů polymerace reakcí lithia s konjugovanými dieny v přítomnosti polycyklických aromatických sloučenin a éterů, odstraňuje nebo snižuje způsob podle vynálezu, který spočívá v tom, že se nechá reagovat 0,5 až 2,0 granlatomu lithia, vztaženo na mol dienu s konjugovaným dienem, obsahujícím 4 až 12 atomů uhlíku na molekulu v přítomnosti 5 až 10 molů směsi rozpouštědel, skládající se z 70 až 95 % obj. methylterc.butyléteru a 5 až 30 obj. % tetrahydrofuTanu a v přítomnosti 0,005 až 0,125 molu polycyklických aromatických sloučenin, vztaženo na ekvivalent lithia, a to za teploty 243 až 323, s výhodou 283 až 303 К nejméně 1 h.Activators such as polycyclic aromatic hydrocarbons, such as naphthalene, are used in a stoichiometric amount equivalent to the lithium used, which affects the utility of lithium diene adduct solutions. Disadvantages of the prior art processes for the preparation of soluble organodilithium polymerization initiators by the reaction of lithium with conjugated dienes in the presence of polycyclic aromatic compounds and ethers, eliminate or reduce the process of the invention by reacting 0.5-2.0 lithium granlatoma based on mol of conjugated diene having 4 to 12 carbon atoms per molecule in the presence of 5 to 10 moles of a solvent mixture consisting of 70 to 95% by volume of methyl tert-butyl ether and 5 to 30% by volume of tetrahydrofuran and in the presence of 0.005 to 0.125 moles polycyclic aromatic compounds, based on lithium equivalent, at a temperature of 243 to 323, preferably 283 to 303 K, for at least 1 hour.

Konjugovanými dieny jsou především 1,3-konjugované dieny, které obsahují 4 až 12 atomů uhlíku v molekule, například 1,3-butadien, isopren nebo 2,3-dimethyl-l,3-butadien. Použité lithium může mít jakýkoliv tvar, např. drátu, kousků, nebo· jemných částic, přičemž s kousky lithia se dosáhlo'Stejných výsledků jako s jinými formami. Použité množství lithia je 0,5 až 20 gramatomů lithia na mol dienu.In particular, the conjugated dienes are 1,3-conjugated dienes containing 4 to 12 carbon atoms per molecule, for example 1,3-butadiene, isoprene or 2,3-dimethyl-1,3-butadiene. The lithium used may have any shape, such as wire, pieces, or fine particles, with the lithium pieces achieving the same results as other forms. The amount of lithium used is 0.5 to 20 gram gramomas of lithium per mole of diene.

Polycyklickými aromatickými sloučeninaPolycyclic aromatic compound

213832 mi, používanými jako aktivátoru, mohou být zejména naftalen, antracen, stilben nebo difenyl. Aktivátor urychluje tvorbu aduktu a zpomaluje polymeraci dřenu. Jeho množství by však mělo být co nejmenší. U způsobu podle vynálezu postačuje 0,005 až 0,125 mol na gramiatom lithia.The 213832 mi used as activator may in particular be naphthalene, anthracene, stilbene or diphenyl. The activator accelerates the formation of adduct and slows the polymerization of the pulp. However, its quantity should be kept to a minimum. In the process according to the invention, 0.005 to 0.125 mol per lithium gramiatom is sufficient.

Při přípravě organodilithiových sloučenin se používá směs methylterc.butyléteru s tetrahydrofuranem. Množství rozpouštědel není kritické, avšak pro dosažení vyšších koncentrací dilithiové sloučeniny za současného zajištění rozpustnosti se používá 5 až 10 molů rozpouštědla na mol dienu. Tetrahydrofuran se používá v množství 5 až 30 obj. %, vztaženo na celkový objem rozpouštědla.A mixture of methyl tert-butyl ether with tetrahydrofuran is used to prepare the organodilithium compounds. The amount of solvents is not critical, but 5-10 moles of solvent per mole of diene is used to achieve higher concentrations of the dilithium compound while ensuring solubility. Tetrahydrofuran is used in an amount of 5 to 30 vol%, based on the total volume of the solvent.

Reakční teplota se může pohybovat v rozmezí 243 až 323 К s výhodou 283 až 303 K. Reakční 'čas je 1 až 30 h, s výhodou 1 až 30 h. Postup lze provádět za atmosférického nebo zvýšeného tlaku.The reaction temperature can range from about 243 to about 323 K, preferably from about 283 to about 303 K. The reaction time is from about 1 to about 30 hours, preferably from about 1 to about 30 hours.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že se příprava dilithiových iniciátorů provádí jednoduše jedinou reakcí, která probíhá v krátké reakční době a za relativně vysoké reakční teploty. Dilithiové sloučeniny mají vysoké výtěžky a jsou velmi koncentrované, při skladování mají dlouhou trvanlivost. Způsob podle vynálezu vychází z lehce přístupných. a relativně levných výchozích látek, je možno zpracovávat i lithium ve formě kousků nebo špon a jsou vyžadována pouze malá množství aktivátorů. Roztoky nepodléhají rozkladu štěpením éteru. Tento výsledek nebylo možno očekávat z pouhé znalosti stavu techniky.An advantage of the process according to the invention is that the preparation of dilithium initiators is carried out simply by a single reaction which takes place in a short reaction time and at a relatively high reaction temperature. Dilithium compounds have high yields and are very concentrated, have a long shelf life. The method according to the invention starts from readily accessible. and relatively inexpensive starting materials, lithium in the form of chips or chips can also be treated and only small amounts of activators are required. The solutions are not decomposed by ether cleavage. This result could not be expected from mere knowledge of the prior art.

Vynález je dále objasněn na následujících příkladech:The invention is further illustrated by the following examples:

Příklad 1Example 1

Do reakční nádoby propláchnuté argo nem, vybaveném míchadlem, teploměrem a dávkovacím zařízením, se vložilo 2,1 g lithia ve formě kousků, 2,56 g naftalenu, 80 mililitrů methylterc.butyléteru a 20 ml tetrahydrofuranu. Dávkovacím zařízením se v průběhu 2 hodin přidávalo při 298 К celkemIn a reaction vessel rinsed with argan, equipped with a stirrer, thermometer, and metering device, 2.1 g of lithium in pieces, 2.56 g of naphthalene, 80 ml of methyl tert-butyl ether and 20 ml of tetrahydrofuran were charged. The dosing device was added at 298 K in total over 2 hours

13,6 g izoprenu ve formě roztoku ve směsi 20 ml methylterc.butyléteru a 5 ml tetrahydroifuranu. Po skončení reakce se odfiltrovalo nezreagované lithium. Výsledný roztok měl koncentraci lithia 1,95 g ekvivalentů na 1 litr. To odpovídá konverzi lithia 80 %. Aktivita (obsah lithia vázaného na uhlovodík) byla 90 %.13.6 g of isoprene as a solution in a mixture of 20 ml of methyl tert-butyl ether and 5 ml of tetrahydroifuran. After completion of the reaction, unreacted lithium was filtered off. The resulting solution had a lithium concentration of 1.95 g equivalents per liter. This corresponds to a lithium conversion of 80%. The activity (hydrocarbon-bound lithium content) was 90%.

P ř í к 1 a d 2Example 1 a d 2

Do stejného reaktoru jako v příkladu 1 bylo vloženo 2,1 g lithia ve formě kousků,In the same reactor as in Example 1, 2.1 g of lithium in pieces were charged,

2,56 g naftalenu, 90 ml methylterc.butyléteru a 22,5 ml tetrahydrofuranu. Do této směsi bylo po dobu 2 hodin při 298 К překapáváno 16,45 g dimethylbutadienu, rozpuštěného v 10 ml methylterc.butyléteru a 2,5 ml tetrahydrofuranu; po skončení přidávání dimethylbutadienu se směs míchala ještě 30 minut a potom se roztok přefiltroval. Při 85% konverzi lithia vykazoval roztok koncentraci lithia 2,06 g ekvivalentu .na litr a aktivitu 92 %.2.56 g of naphthalene, 90 ml of methyl tert-butyl ether and 22.5 ml of tetrahydrofuran. 16.45 g of dimethylbutadiene dissolved in 10 ml of methyl tert-butyl ether and 2.5 ml of tetrahydrofuran was added dropwise to the mixture for 2 hours at 298 K; after the addition of dimethylbutadiene was complete, the mixture was stirred for a further 30 minutes and then the solution was filtered. At 85% conversion of lithium, the solution exhibited a lithium concentration of 2.06 g equivalent per liter and an activity of 92%.

Příklad 3Example 3

Do stejné reakční nádoby jako v příkladu 1 bylo vloženo 2,1 ,g lithia, 2,56 g naftalenu, 95 ml methylterc.butyléteru a 5 ml tetrahydrofuranu. V průběhu 2 hodin bylo к reakční směsi přidáváno při teplotě 298 К celkem 13,6 g izoprenu ve směsi s 24 ml metylterc.butýléteru a 1 ml tetrahydrofuranu. Konverze lithia byla 83 %, koncentrace lithia 2,00 g ekvivalentu na litr a aktivita 91 %.In the same reaction vessel as in Example 1 was charged 2.1 g of lithium, 2.56 g of naphthalene, 95 ml of methyl tert-butyl ether and 5 ml of tetrahydrofuran. A total of 13.6 g of isoprene in admixture with 24 ml of methyl tert-butyl ether and 1 ml of tetrahydrofuran was added to the reaction mixture at 298 K over 2 hours. Lithium conversion was 83%, lithium concentration 2.00 g equivalents per liter and activity 91%.

Claims (2)

1. Způsob přípravy rozpustných organodilithiových iniciátorů polymerace reakcí lithia s konjugovanými dieny v přítomnosti polycyklických aromatických sloučenin a éterů, vyznačený tím, že se nechá reagovat 0,5 až 2,0 gramatomu lithia, vztaženo na mol dienu s konjugovaným dienem, obsahujícím 4 až 12 atomů uhlíku v molekule v přítomnosti 5 až 10 molů směsi rozpouštědel, skládající se z 70 až 95 % obj. methyl terc.butyléteru a 5 až 30 obj. % tetrahydrofuranu a v přítomnosti 0,005 až 0,125 molu polycyklických aromatických sloučenin, vztaženo na ekvivalent lithia, a to za teploty 243 až 3,23, s výhodou 283 až 303 К nejméně 1 h.Process for the preparation of soluble organodilithium polymerization initiators by the reaction of lithium with conjugated dienes in the presence of polycyclic aromatic compounds and ethers, characterized in that 0.5 to 2.0 gram gram of lithium, based on mol of conjugated diene containing from 4 to 12, is reacted. carbon atoms per molecule in the presence of 5 to 10 moles of a solvent mixture consisting of 70 to 95% by volume of methyl tert-butyl ether and 5 to 30% by volume of tetrahydrofuran and in the presence of 0.005 to 0.125 moles of polycyclic aromatic compounds based on lithium equivalent; at a temperature of 243 to 3.23, preferably 283 to 303 K for at least 1 hour. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že polycyklickými aromatickými sloučeninami jsou naftalen, antracen, stilben nebo difenyl.2. The process of claim 1 wherein the polycyclic aromatic compounds are naphthalene, anthracene, stilbene or diphenyl.
CS853380A 1980-08-24 1980-12-05 Method of preparation of soluble organodilithium initiators CS219632B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD22358380A DD160191A1 (en) 1980-08-24 1980-08-24 PROCESS FOR PREPARING ORGANODILITHIUM POLYMERIZATION INITIATORS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS219632B1 true CS219632B1 (en) 1983-03-25

Family

ID=5526045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS853380A CS219632B1 (en) 1980-08-24 1980-12-05 Method of preparation of soluble organodilithium initiators

Country Status (2)

Country Link
CS (1) CS219632B1 (en)
DD (1) DD160191A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
DD160191A1 (en) 1983-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4753991A (en) Polymers containing amino groups, and their preparation
KR100244045B1 (en) Process for the preparation of a catalyst useful for the hydrogenation of styrene-butadien copolymers
JPH0452277B2 (en)
US5852189A (en) Tertiaryaminoalkyllithium initiators and the preparation thereof
CS219632B1 (en) Method of preparation of soluble organodilithium initiators
GB2276385A (en) Preparation of alkali metal alkyls
US5211887A (en) High purity alkyllithium compounds and process of preparation
US4678614A (en) Hydrocarbon-soluble organometallic complexes of magnesium and alkali metals and method of producing same
US7932329B2 (en) Use of alkali metal-silica gel (M-SG) materials in solvent and monomer drying and purification for their use in anionic polymerization
US4254247A (en) Novel initiators for anionic polymerization
EP0667841B2 (en) Process for the dimerization of a conjugated diene
US3886089A (en) Dilithio alkane catalyst compositions and method for the preparation thereof
US3091606A (en) Organolithium polymerization initiator prepared in the presence of a small amount of sodium
KR100649780B1 (en) Method for preparing dilithium initiator, and use thereof
US4429054A (en) Hydrocarbon solvent solutions of complexes of isopropyllithium and ethyllithium
US3932545A (en) Alkali metal-containing, organometallic products
CS237594B1 (en) Process for preparing butadiene dilithium adducts from C4 fractions
US20030096925A1 (en) Alkyllithium formulations with improved thermal stability and processes for making the same
US6261482B1 (en) Method for producing organo-alkali metal compounds
US3842145A (en) Polymerization of unsaturated monomers with multilithium initiators
CS209257B1 (en) Preparation method of soluble organodilithium polymerization starting catalyst
US3392202A (en) Preparation of organo-lithium compounds in the presence of conjugated hydrocarbon dienes
US3718703A (en) Bisorganoalkaline earth metal compounds and a method of preparing same from bisorganomercurials
US3725488A (en) Multilithium polymerization initiators
JP2807908B2 (en) Arylbutene cyclic dimer and method for producing the same