CZ296584B6 - Copolymer containing piperidine derivative, process for its preparation and use - Google Patents
Copolymer containing piperidine derivative, process for its preparation and use Download PDFInfo
- Publication number
- CZ296584B6 CZ296584B6 CZ20041219A CZ20041219A CZ296584B6 CZ 296584 B6 CZ296584 B6 CZ 296584B6 CZ 20041219 A CZ20041219 A CZ 20041219A CZ 20041219 A CZ20041219 A CZ 20041219A CZ 296584 B6 CZ296584 B6 CZ 296584B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- formula
- piperidine derivative
- copolymer
- general formula
- inert solvent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Kopolymer obecného vzorce I, kde XXX je hlavní řetězec tohoto kopolymeru, jehož polymemí prekurzor je vybrán ze skupiny polymerů nesoucích v bočním řetězci nejméně jednu vinylovou nebo allylovou skupinu, a který nese v bočním řetězci alespoň jeden derivát piperidinu, Y představuje distanční uhlovodíkový řetězec, výhodně (ČH2)m, kde m je nejméně 2, Z je atom kyslíku nebo skupina NH, R1 je C1.4 alkyl, nebo vždy dvě sousední R1 tvoří cyklus, R2 je atom vodíku nebo CM alkyl, výhodně methyl, a n je nejméně 3, s výhodou 3. Výhodným provedením je butadienový kopolymer obecného vzorce II, kde Z, R1, R2 a n mají stejný význam jako ve vzorci I, Bd označuje monomemí jednotku butadienu a indexy x a y znamenají počty příslušných monomemích jednotek v řetězci. Řešení se dále týká sulfanylového derivátu piperidinu obecného vzorce III, v němž symboly Z, R1 a R2 a n mají stejný význam jako u vzorce I. Při způsobu přípravy se derivát piperidinu obecného vzorce IV, kde Z, R1 a R2 mají stejný význam jako u vzorce I, nechá zreagovat s thiolaktonem obecného vzorce V, kde n=3 až 5, v inertním rozpouštědle za zvýšené teploty, a vzniklý sulfanylový derivát piperidinu obecného vzorce III se nechá reagovat s polybutadienem, majícím obsah monomemích jednotek typu 1,2 alespoň 5 %, v inertním rozpouštědle v přítomnosti radikálového iniciátoru za teploty 40 až 90 °C. Popsané kopolymery lze využít pro stabilizaci polymerů.A copolymer of formula I wherein XXX is the backbone of the copolymer whose polymer precursor is selected from the group of polymers carrying at least one vinyl or allyl group in the side chain and which carries at least one piperidine derivative in the side chain, Y represents a spacer hydrocarbon chain, preferably (CH2) m, wherein m is at least 2, Z is oxygen or NH, R1 is C1-4 alkyl, or two adjacent R 1 form a ring, R 2 is hydrogen or C m alkyl, preferably methyl, and n is at least 3, preferably 3. A preferred embodiment is a butadiene copolymer of formula II wherein Z, R 1 , R 2 and n have the same meaning as in formula I, Bd denotes the butadiene monomer unit and x and y denote the respective monomer units in the chain . The invention further relates to a sulfanyl piperidine derivative of the general formula III in which Z, R 1 and R 2 and n have the same meaning as in the formula I. In the preparation process, the piperidine derivative of the general formula IV wherein Z, R 1 and R 2 as defined in formula I, is reacted with a thiolactone of formula V, wherein n = 3 to 5, in an inert solvent at elevated temperature, and the resulting sulfanyl piperidine derivative of formula III is reacted with polybutadiene having a monomeric unit of type 1,2 at least 5%, in an inert solvent in the presence of a free radical initiator at a temperature of 40 to 90 ° C. The described copolymers can be used to stabilize polymers.
Φύ*Φύ *
Kopolymer obsahující derivát piperidinu, způsob výroby a použitíA copolymer containing a piperidine derivative, a process for producing and using
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká kopolymerních stabilizátorů nesoucích stéricky chráněné piperidinové struktury.The invention relates to copolymer stabilizers carrying sterically protected piperidine structures.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Stabilizátory polymerů jsou látky, které chrání polymemí materiály proti degradujícím vnějším vlivům (teplo, světlo, kyslík), zhoršujícím jejich užitné vlastnosti. Nevýhodou běžných nízkomolekulárních stabilizátorů o molámí hmotnosti do několika set g.mor1 je to, že zejména za vyšších teplot nebo jiných extrémních podmínek z polymemí matrice těkají nebo jsou vymývány kapalinou, čímž klesá jejich koncentrace. Proto jsou jako alternativa vyvíjeny polymemí stabilizátory, které nesou účinné struktury navázané chemickou vazbou na svých řetězcích. Takovéto polymemí stabilizátory mají v polymemí matrici mnohem nižší rychlost difúze a setrvávají tedy v materiálu. Důležitým typem takovýchto stabilizátorů jsou ty, které nesou stéricky chráněnou piperidinovou strukturu, tzv. HALS, tj. hindered amine light stabilizer [např. W. W. Y. Lau a P. J. Qing v knize: Desk Reference of Functional Polymers (R. Arshady, Ed.), kap. 4.5, str. 621, Am. Chem. Soc., Washington, D.C., 1997],Polymer stabilizers are substances that protect polymer materials from degrading external influences (heat, light, oxygen), which impair their utility properties. A disadvantage of conventional low molecular weight stabilizers with a molar mass of up to several hundred grams per liter is that, especially at higher temperatures or other extreme conditions, the polymer matrices volatilize or are eluted with liquid, thereby decreasing their concentration. Therefore, polymeric stabilizers are developed as an alternative which carry efficient structures bonded by chemical bonding to their chains. Such polymer stabilizers have a much lower diffusion rate in the polymer matrix and thus remain in the material. An important type of such stabilizers are those that carry a sterically protected piperidine structure, the so-called HALS, i.e. a hindered amine light stabilizer [e.g. WWY Lau and PJ Qing in: Desk Reference of Functional Polymers (R. Arshady, Ed.), Chap. 4.5, p. 621, Am. Chem. Soc., Washington, DC, 1997]
Existují dva hlavní způsoby výroby polymemích HALS stabilizátorů:There are two main ways to produce polymeric HALS stabilizers:
1. K molekule nízkomolekulámího stabilizátoru HALS se připojí polymerizovatelná skupina, většinou vinylická dvojná vazba, a vzniklý monomer se kopolymerizuje s jiným monomerem nebo homopolymerizuje (viz např. Η. Kurumaya, Y. Nanbu a K. Yoshikawa: JP 2002211110, A. Steinmann, C.-E. M. Wilen, J. Naesman a H. Anders: DE 199 27 492) nebo je podroben jinému typu reakce (např. K. Stolí, J. Simonin a J. R. Webster: EP 982 356).1. A polymerizable group, mostly a vinyl double bond, is attached to the low molecular weight HALS molecule, and the resulting monomer is copolymerized with another monomer or homopolymerized (see, e.g., Kurumaya, Y. Nanbu and K. Yoshikawa: JP 2002211110, A. Steinmann, C.-EM Wilen, J. Naesman and H. Anders: DE 199 27 492) or undergoing another type of reaction (e.g. K. Stoli, J. Simonin and JR Webster: EP 982 356).
2. Vhodnou polymeranalogickou reakcí se na předem připravený polymer připojí nízkomolekulámí stabilizátor chemickou vazbou [viz např. I. Lukáč, S. Chrněla, J. F. Pilichowski a J. Lacoste: J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. A35, 1337 (1998) nebo I. Hayashi a T. Kato: JP 9302026.].2. By a suitable polymer-analogous reaction, a low molecular weight stabilizer is attached to the preformed polymer by chemical bonding [see, e.g., I. Lukac, S. Chrnella, J.F. Pilichowski, and J. Lacoste: J. Macromol. Sci. Pure Appl. Chem. A35, 1337 (1998) or I. Hayashi and T. Kato: JP 9302026.].
Nevýhodou obou uvedených způsobů dosud byla jejich poměrná náročnost na syntézu.A disadvantage of both of these methods so far has been their comparatively demanding synthesis.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předložené řešení podle vynálezu představuje jednoduchý způsob výroby polymerního stabilizátoru, kdy se nejprve do molekuly obsahující stéricky bráněnou piperidinovou strukturu (HALS) vnese sulfanylová skupina (-SH) a jejím prostřednictvím se vzniklý derivát připojí radikálovou adicí k dvojným C=C vazbám na postranních řetězcích visících z hlavního řetězce vhodného polymerního nebo oligomerního prekurzoru, např. k vinylovým skupinám takového typu polybutadienu, který vedle 1,4 jednotek, tj.The present invention provides a simple method of making a polymeric stabilizer by first introducing a sulfanyl group (-SH) into a molecule containing a sterically hindered piperidine structure (HALS) and attaching the resulting derivative by radical addition to the double C = C bonds on the side chains hanging from a backbone of a suitable polymeric or oligomeric precursor, e.g., to vinyl groups of the type of polybutadiene which, in addition to 1.4 units, i.
-CH2-CH=CH-CH2obsahujetaké 1,2 jednotky:-CH 2 -CH = CH-CH 2 containing all 1,2 units:
-CFL-CH2 I ch=ch2 -CFL-CH 2 I ch = ch 2
- 1 CZ 296584 B6- 1 GB 296584 B6
Radikálová adice merkaptanu na vinylovou skupinu polybutadienu pomocí radikálového iniciátoru byla již pro jiný systém popsána [viz např. W. S. E. Femando a G. Scott: Eur. Polym. J. 16,The radical addition of mercaptan to the vinyl group of polybutadiene by means of a radical initiator has already been described for another system [see, e.g., W. S. E. Femando and G. Scott: Eur. Polym. J. 16,
971 (1980) nebo J. Podešva a J. Kovářová: J. Appl. Polym. Sci. 87, 885 (2003).].971 (1980) or J. Podešva and J. Kovarova: J. Appl. Polym. Sci. 87, 885 (2003)].
Podstatou vynálezu je kopolymer obecného vzorce I,The present invention provides a copolymer of the formula I,
(I) kde XXX znázorňuje hlavní řetězec tohoto kopolymeru, jehož polymemí prekurzor je vybrán ze skupiny polymerů nesoucích v bočním řetězci nejméně jednu vinylovou nebo allylovou skupinu, přičemž tento kopolymer nese v bočním řetězci alespoň jeden derivát piperidinu, Y představuje distanční uhlovodíkový řetězec, výhodně (CH2)m, kde m je nejméně 2, Z je atom kyslíku nebo skupina NH, R1 je Ci_4 alkyl, nebo vždy dvě sousední R1 tvoří cyklus, R2 je atom vodíku nebo Ci_4 alkyl, výhodně methyl, a n je nejméně 3, svýhodou 3.(I) wherein XXX represents a backbone of the copolymer whose polymer precursor is selected from the group of polymers carrying at least one vinyl or allyl group in the side chain, the copolymer carrying at least one piperidine derivative in the side chain, Y being a spacer hydrocarbon chain, preferably ( CH 2 ) m, wherein m is at least 2, Z is oxygen or NH, R 1 is C 1-4 alkyl, or two adjacent R 1 are each a ring, R 2 is hydrogen or C 1-4 alkyl, preferably methyl, and n is at least 3 , preferably 3.
Uspokojivých výsledků bylo dosaženo zejména při využití kopolymeru obecného vzorce II,In particular, satisfactory results have been obtained by using a copolymer of the formula II,
(II) kde Z, R1, R2 a n mají stejný význam jako ve vzorci I, Bd označuje monomerní jednotku butadienu a indexy x a y znamenají počty příslušných monomemích jednotek v řetězci [poměr x/(x+y) udává molámí obsah jednotek nesoucích piperidinovou strukturu, s výhodou 5 až 15 mol. %], přičemž není specifikován typ kopolymeru (statistický, alternující, blokový). Pro případ, kdy Z je atom kyslíku, R1 je methyl, R2 je atom vodíku a n - 3, je kopolymer obecného vzorce II označován jako Ha. Pro případ, kdy Z je skupina NH, R1 je methyl a R2 je atom vodíku a n = 3, je kopolymer obecného vzorce II označován jako lib.(II) where Z, R 1 , R 2 and n have the same meaning as in formula I, Bd denotes the butadiene monomer unit and the x and y indexes represent the number of respective monomer units in the chain [x / (x + y ratio) indicates the molar content structure, preferably 5 to 15 mol. %], while the type of copolymer (statistical, alternating, block) is not specified. For the case where Z is oxygen, R 1 is methyl, R 2 is hydrogen and n - 3 is the copolymer of formula II referred to as IIa. For the case where Z is NH, R1 is methyl and R2 is hydrogen and n = 3, the copolymer of formula II known as IIb.
Dále je předmětem vynálezu sulfanylový derivát piperidinu obecného vzorce III:The present invention further provides a sulfanyl piperidine derivative of formula III:
(CHA-SH (HI) kde symboly Z, R1, R2 a n mají stejný význam jako u obecného vzorce I. Pro případ, kdy Z je atom kyslíku, R1 je methyl, R2 je atom vodíku a n = 3, je sloučenina obecného vzorce III ozna-2CZ 296584 B6 čována jako lila. Pro případ, kdy Z je skupina NH, R1 je methyl, R2 je atom vodíku a n = 3, je sloučenina obecného vzorce III označována jako Illb.(CHA-SH (HI) wherein Z, R 1 , R 2 and n have the same meaning as in Formula I. For the case where Z is oxygen, R 1 is methyl, R 2 is hydrogen and n = 3 is In the case where Z is NH, R 1 is methyl, R 2 is hydrogen and n = 3, the compound of formula III is referred to as IIIb.
Polymer obecného vzorce I je produktem radikálové adice sloučeniny obecného vzorce III na C=C dvojné vazby v postranních řetězcích vhodného polymemího substrátu (prekurzoru). Podobně butadienový kopolymer obecného vzorce II je produktem radikálové adice sloučeniny obecného vzorce III na visící vinyly polybutadienu. Tato adice vyžaduje nenulový obsah 1,2 jednotek v polybutadienu (s výhodou v rozmezí 10 až 70 mol. %) a je výhodné, jestliže polybutadien má nízkou molární hmotnost, např. v rozmezí 1500 až 4000 g/mol. Vhodnou volbou reakčních podmínek (reakční doba, koncentrace složek) je možné řídit stupeň konverze radikálové adice, a tím obsah jednotek HALS na řetězci. S rostoucí konverzí této reakce roste molámí hmotnost produktu, jeho viskozita a polarita. Z praktických důvodů (zejména s ohledem na použitý způsob izolace a čištění produktu) je výhodné, aby obsah monomerních jednotek nesoucích strukturu III nepřekročil 20 mol. %.The polymer of formula I is the product of the radical addition of a compound of formula III to the C = C double bonds in the side chains of a suitable polymeric substrate (precursor). Similarly, the butadiene copolymer of formula (II) is the product of the free-radical addition of a compound of formula (III) to the hanging vinylbutadiene vinyls. This addition requires a non-zero content of 1.2 units in polybutadiene (preferably in the range of 10 to 70 mol%) and it is preferred that the polybutadiene has a low molar mass, e.g. in the range of 1500 to 4000 g / mol. By appropriately selecting the reaction conditions (reaction time, component concentration) it is possible to control the degree of conversion of the free radical addition and thus the HALS content of the chain. With increasing conversion of this reaction, the molar mass of the product, its viscosity and polarity increase. For practical reasons (especially with regard to the method used for product isolation and purification), it is preferred that the content of monomer units carrying structure III does not exceed 20 mol. %.
Kopolymer obecného vzorce II se tedy vyrobí tak, že se nechá zreagovat sloučenina obecného vzorce III s polybutadienem s nenulovým obsahem 1,2 jednotek (tzv. visících vinylů) v inertním rozpouštědle za zvýšené teploty a za působení radikálového iniciátoru.Thus, the copolymer of formula (II) is prepared by reacting a compound of formula (III) with polybutadiene having a non-zero content of 1.2 units (so-called hanging vinyl) in an inert solvent at elevated temperature and under the action of a radical initiator.
Bylo zjištěno, že sloučeniny obecného vzorce III vznikají reakcí sloučenin obecného vzorce IV,It has been found that compounds of formula III are formed by reaction of compounds of formula IV,
(IV) kde symboly Z, R1 a R2 mají stejný význam jako u obecného vzorce I, s thiolaktonem obecného vzorce V,(IV) wherein Z, R 1 and R 2 have the same meaning as for Formula I, with the thiolactone of Formula V,
(V) kde n má stejný význam jako u obecného vzorce I (např. sloučeninou obecného vzorce V pro n = 3 je γ-thiobutyrolakton), jehož kruh se při reakci otvírá. V případě, že Z je skupina NH, R1 je methyl, R2 je atom vodíku a n = 3, probíhá tato reakce při bodu varu xylenu v dobrém výtěžku bez katalyzátoru, zatímco v případě, kdy Z je atom kyslíku, R1 je methyl, R2 je atom vodíku an = 3, je reakce v xylenu pomalejší a vyžaduje přítomnost katalyzátoru. Příklady vhodného katalyzátoru jsou mimo jiné cín(II)-2-ethylhexanoát nebo triizopropoxid hliníku.(V) wherein n has the same meaning as in formula I (eg, the compound of formula V for n = 3 is γ-thiobutyrolactone), the ring of which opens in the reaction. In the case that Z is NH, R1 is methyl, R2 is hydrogen and n = 3, this reaction occurs at the boiling point of xylene in good yield without a catalyst, whereas when Z is oxygen, R 1 is methyl R 2 is hydrogen and n = 3, the reaction in xylene is slower and requires the presence of a catalyst. Examples of suitable catalysts include, but are not limited to, tin (II) -2-ethylhexanoate or aluminum triisopropoxide.
Jako polybutadienový substrát byl použit mj. kapalný kaučuk, tj. polybutadien s nízkou molámí hmotností, který byl na obou koncích řetězce zakončen hydroxylovými skupinami (tzv. OH-telechelický polybutadien), v daném případě sekundárními. Polymery tohoto typu slouží v praxi mj. jako α,ω-dioly pro výrobu například polyuretanů. Po přidání kopolymerů podle předkládaného vynálezu do takovéhoto diolu bude vzniklý polyuretan jevit autostabilizující vlastnosti.The polybutadiene substrate used was, inter alia, liquid rubber, i.e. a low molar mass polybutadiene terminated at both ends of the chain with hydroxyl groups (the so-called OH-telechelic polybutadiene), in this case secondary. Polymers of this type serve in practice as α, ω-diols for the production of, for example, polyurethanes. Upon addition of the copolymers of the present invention to such a diol, the resulting polyurethane will exhibit autostabilizing properties.
Bylo zjištěno, že pro radikálovou adici látky obecného vzorce III na polybutadien za vzniku kopolymeru obecného vzorce II je výhodné použít 2,2'-azobis(2-methylpropionitril) nebo jiný radikálový iniciátor, toluen jako rozpouštědlo a 60 °C jako reakční teplotu. Jak je běžným standardem u radikálových reakcí, reakční směs byla před počátkem reakce zbavena kyslíku bud’ technikou opakovaného střídavého zmražení a roztavení pod vakuem nebo probubláním inertním plynem.It has been found that 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) or other free radical initiator, toluene as solvent and 60 ° C as reaction temperature, are preferred for the free radical addition of the compound of formula III to polybutadiene to form a copolymer of formula II. As is standard in radical reactions, the reaction mixture was deoxygenated prior to the reaction either by repeated freeze-thawing and melting under vacuum or by bubbling with inert gas.
Stupeň konverze adice a tedy obsah stabilizujících struktur v kopolymerů obecného vzorce II je možné regulovat změnou poměru navážek polybutadienu a látky obecného vzorce III, a rovněž změnou reakční doby.The degree of conversion of the addition and thus the content of the stabilizing structures in the copolymers of the formula II can be controlled by varying the ratio of the polybutadiene to the compound of the formula III as well as by changing the reaction time.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Pro kvalitu produktů obecného vzorce II má zásadní význam jejich vyčištění, tj. odstranění nezreagovaných nízkomolekulárních složek reakce, příp. vedlejších produktů. Způsob čištění je uveden v příslušných příkladech. Čistota látek obecného vzorce II a III byla kontrolována metodou HPLC na přístroji firmy Econ s.r.o. s čerpadlem LCP 4000 a UV detektorem LCD 2084 s proměnlivou vlnovou délkou. Byly použity kolony CGC 150x3 mm s náplněmi z modifikovaného silikagelu SGX Cl8 za izokratických podmínek při průtoku 0,5 ml/min, vlnové délce 220 nm a nástřiku 1-10 μΐ. Mobilní fáze pro látky obecného vzorce II byl většinou methanol s 3 obj. % vody, přičemž tato směs obsahovala 0,2 g hexadecyltrimethylamoniumbromidu vil. Mobilní fází pro látky obecného vzorce III byl methanol s 0 až 10 obj. % vody.For the quality of the products of formula (II), their purification, i.e. the removal of unreacted low molecular weight components of the reaction, respectively, is essential. by-products. The purification method is given in the respective examples. The purity of the compounds II and III was checked by HPLC on an Econ s.r.o. with LCP 4000 pump and 2084 variable wavelength UV detector. CGC 150x3 mm columns with modified silica gel SGX Cl8 packings were used under isocratic conditions at a flow rate of 0.5 ml / min, a wavelength of 220 nm and a feed of 1-10 μΐ. The mobile phase for the compounds of formula (II) was mostly methanol with 3 vol% water, and the mixture contained 0.2 g of hexadecyltrimethylammonium bromide v11. The mobile phase for the compounds of formula III was methanol with 0-10 vol% water.
Příklad 1. Výroba sloučeniny vzorce lila, tj. (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-4-sulfanylbutanoátuExample 1. Preparation of the compound of formula IIIa, ie (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) -4-sulfanylbutanoate
39,15 g (0,383 mol) γ-thiobutyrolaktonu, 12,05 g (0,077 mol) sloučeniny obecného vzorce IV, kde R1 je methyl, R2 je atom vodíku a Z je atom kyslíku, 0,4 g cín(II)-2-ethylhexanoátu jako katalyzátoru a 29 ml xylenu bylo vloženo do ampule, která byla po odplynění obsahu zatavena a vložena na 94 h do olejového termostatu při 160 °C. Poté byla ampule ochlazena a uložena přes noc při -18 °C, pak otevřena a vykrystalizovaný nadbytečný nezreagovaný alkohol IV byl odfiltrován. Filtrát byl zahuštěn a produkt předestilován v límcovce při tlaku 10-5 Torr a teplotě lázně 110 °C (b.v. 49 až 54 °C). Produkt vzorce lila, získaný ve formě čirého bezbarvého sirupu (výtěžek 8,0 g, tj. 51 % teorie vzhledem ke sloučenině IV), po krátkém skladování při 8 °C vykrystalizoval (t.t. 31-32 °C). Podle GC/MS i podle HPLC je chromatograficky jednotný. Po delším stání jeho roztoku na vzduchuje na záznamu HPLC vidět postupný vznik píku příslušného disulfidu. Elementární analýza (vypočteno/nalezeno): %C 60,19/59,61, %H 9,71/9,42, %N 5,40/4,89, %S 12,36/12,38. Spektra Ή NMR (CDC13): 5,18, p, 1H (CH vázaná na O); 2,57, t, 2H (CH2 vázaná na C=O nebo SH); 2,42, t, 2H (CH2 vázaná na C=O nebo SH); 1,91, m, 4H (dvě CH2 v cyklu); 1,56, široký pás, 1H (NH v cyklu); 1,24, s, 6H (dvě CH3); 1,16, s + d, 8H (dvě CH3 a CH2); 0,91, m (SH). Spektra I3C NMR (CDC13): 172,49 (C=O); 68,76 (CH vázaná na O); 51,68, 2C (dva kvartémí C); 43,76, 2C (dvě CH2 v cyklu); 34,62, 2C (dvě CH3); 33,00 (CH2 vázaná na C=O); 29,10 (CH2 vázaná na SH); 28,81, 2C (dvě CH3); 24,00 (CH2, tj. CH2-CH2-CH2). Hmotová spektra (70 eV): m/e (relativní intenzity) 259 (M+, 0,35), 244 (10,76), 142 (28,59), 124 (100), 58 (71,76).39.15 g (0.383 mol) of γ-thiobutyrolactone, 12.05 g (0.077 mol) of a compound of formula IV wherein R 1 is methyl, R 2 is hydrogen and Z is oxygen, 0.4 g tin (II) The 2-ethylhexanoate catalyst and 29 mL of xylene were placed in an ampoule which was sealed after degassing and placed in an oil thermostat at 160 ° C for 94 h. Then, the vial was cooled and stored overnight at -18 ° C, then opened and the crystallized excess unreacted alcohol IV was filtered off. The filtrate was concentrated and the product distilled in a collar at 10 -5 Torr and a bath temperature of 110 ° C (bv 49-54 ° C). The product of formula IIIa, obtained in the form of a clear colorless syrup (yield 8.0 g, i.e. 51% of theory with respect to compound IV), crystallized after short storage at 8 ° C (mp 31-32 ° C). According to GC / MS and HPLC, it is chromatographically uniform. After prolonged standing of its solution in air, a gradual formation of the corresponding disulfide peak is observed on the HPLC record. Elemental analysis (calculated / found):% C 60.19 / 59.61,% H 9.71 / 9.42,% N 5.40 / 4.89,% S 12.36 / 12.38. 1 H NMR spectra (CDCl 3): 5.18, p, 1H (CH bound to O); 2.57, t, 2H (CH2 bound to C = O or SH); 2.42, t, 2H (CH2 bound to C = O or SH); 1.91, m, 4H (two CH 2 cycles); 1.56, broad band, 1H (NH in the cycle); 1.24, s, 6H (two CH 3); 1.16, s + d, 8H (two CH3 and CH2); 0.91, m (SH). Spectra I3 C NMR (CDC13): 172.49 (C = O); 68.76 (CH bound to O); 51.68, 2C (two quaternary C); 43.76, 2C (two CH 2 per cycle); 34.62.2C (two CH 3 ); 33.00 (CH 2 bound to the C = O); 29.10 (CH 2 bound to SH); 28.81, 2C (two CH 3 ); 24.00 (CH 2 , ie CH 2 -CH 2 -CH 2 ). Mass spectra (70 eV): m / e (relative intensities) 259 (M + , 0.35), 244 (10.76), 142 (28.59), 124 (100), 58 (71.76).
Příklad 2. Výroba sloučeniny vzorce Illb, tj. 4-sulfanyl-7V-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)butanamidu g (0,098 mol) γ-thiobutyrolaktonu, 15,3 g (0,098 mol) sloučeniny vzorce IV, kde R1 je methyl, R2 je atom vodíku a Z je skupina NH, a 40 ml xylenu bylo vloženo do baňky a pod proudem argonu refluxováno 6 h pod zpětným chladičem. Poté byl xylen oddestilován, sirupovitý odparek zahříván 6 h na 100 °C při tlaku 10“5 Torr a pak ponechán pod inertní atmosférou krystalizovat při 8 °C. Výtěžek produktu vzorce Illb je 23,3 g, tj. 92 % teorie. Krystaly byly dvakrát překrystalovány ze systému Z-butylmethylether/petroléter, t.t. 50 °C, alternativně je možno tento produkt předestilovat v límcovce při tlaku 105 Torr a teplotě lázně 170 °C (t.v. 92 až 98 °C). Podle GC/MS i podle HPLC jsou chromatograficky jednotné, po delším stání roztoku na vzduchu je na záznamu HPLC vidět postupný vznik píku příslušného disulfidu. ElementárníExample 2. Preparation of the compound of formula IIIb, i.e. 4-sulfanyl-N- (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) butanamide g (0.098 mol) γ-thiobutyrolactone, 15.3 g (0.098 mol) of the compound of formula IV, wherein R 1 is methyl, R 2 is hydrogen and Z is NH, and 40 ml of xylene is charged to a flask and refluxed for 6 hours under argon. Then, xylene was distilled off, the residue is heated syrupy 6 h at 100 ° C at a pressure of 10 "5 Torr and then allowed to crystallize out under an inert atmosphere at 8 ° C. The yield of the product of formula IIIb is 23.3 g, i.e. 92% of theory. The crystals were recrystallized twice from the system ether / petroleum ether, mp 50 ° C, alternatively the product may be redistilled in the Kugelrohr apparatus at 10 5 Torr and a bath temperature of 170 ° C (the TV 92 to 98 ° C). According to GC / MS and HPLC, they are chromatographically uniform, after prolonged standing of the solution in air, a gradual formation of the corresponding disulfide peak can be seen on the HPLC record. Elementary
-4CZ 296584 B6 analýza (vypočteno/nalezeno): %C 60,42/59,81, %H 10,14/9,58, %N 10,84/10,86, %S 12,41/11,95. Spektra Ή NMR (CDC13): 5,46, d, 1H (NH vázaná na C=O); 4,22, m, 1H (CH vázaná na NH); 2,58, t, 2H (CH2 vázaná na SH); 2,28, t, 2H (CH2 vázaná na C=O); 1,98-1,84, m, 4H (dvě CH2 v cyklu); 1,34, široký pás, 1H (NH v cyklu); 1,24, s, 6H (dvě CH3); 1,11, s, 6H (dvě CH3); 0,89, t, 3H (CH2 a SH). Spektra 13C NMR (CDC13): 171,24 (C=O); 51,08, 2C (dva kvartérní C); 45,37, 2C (dvě CH2 v cyklu); 42,60 (CH v cyklu); 35,02, 2C (dvě CH3); 34,85 (CH2 vázaná na C=O, tj. CH2-CO); 29,56 (CH2, tj. CH2-CH2-CH2); 28,59, 2C (dvě CH3); 24,16 (CH2 vázaná na SH). Hmotová spektra (70 eV): m/e (relativní intenzity) 258 (M+, 0,74), 243 (20,31), 124 (100).Analysis (calculated / found):% C 60.42 / 59.81,% H 10.14 / 9.58,% N 10.84 / 10.86,% S 12.41 / 11.95 . 1 H NMR spectra (CDCl 3 ): 5.46, d, 1H (NH bound to C = O); 4.22, m, 1H (CH bound to NH); 2.58, t, 2H (CH2 bound to SH); 2.28, t, 2H (CH 2 bound to the C = O); 1.98-1.84, m, 4H (two CH 2 cycles); 1.34, broad band, 1H (NH in the cycle); 1.24, s, 6H (two CH3); 1.11, s, 6H (two CH3); 0.89, t, 3H (CH 2 SH). 13 C NMR (CDCl 3 ): 171.24 (C = O); 51.08, 2C (two quaternary C); 45.37, 2C (two CH 2 per cycle); 42.60 (CH in cycle); 35.02, 2C (two CH 3 ); 34.85 (CH 2 bound to the C = O, i.e. CH 2 -CO); 29.56 (CH 2 , ie CH 2 -CH 2 -CH 2 ); 28.59, 2C (two CH 3 ); 24.16 (CH 2 bound to the SH). Mass spectra (70 eV): m / e (relative intensities) 258 (M + , 0.74), 243 (20.31), 124 (100).
Příklad 3. Výroba kopolymerů vzorce Ha adicí (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-4-sulfanylbutanoátu na kapalný kaučukExample 3. Preparation of copolymers of formula IIa by addition of (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) -4-sulfanylbutanoate to liquid rubber
Výroba probíhala současně ve čtyřech reaktorech 1 až 4. Jako polybutadienový substrát byl použit kapalný kaučuk vyráběný firmou Kaučuk Kralupy a.s. pod obchodním názvem Krasol LBH, který na obou koncích řetězce nesl hydroxylové skupiny, v daném případě sekundární, měl číselný průměr molární hmotnosti M„ = 2370 g/mol, poměr hmotnostního ku číselnému molámímu průměru molární hmotnosti Mv//Mn = 1,13, obsah 1,2 jednotek byl 62 %. Navážka Krasolu LBH (5,0 g, tj. 0,092 mol C=C dvojných vazeb) a 2,2'-azobis(2-methylpropionitrilu) (0,8 g, tj. 0,0048 mol) byla vždy stejná, navážka (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-^l—yl)-4-sulfanylbutanoátu různá (viz tabulka I). Směsi byly doplněny toluenem vždy do 100 ml. Vzniklé roztoky byly zbaveny kyslíku a pod proudem argonu zahřívány v olejovém termostatu na 60 °C po různou dobu, po jejímž uplynutí byla dotyčná ampule vyjmuta z termostatu a ochlazena. Poté byl ze všech roztoků odpařen toluen do sucha odparky byly rozpuštěny v /-butylmethyletheru tak, aby celkový objem roztoku byl vždy 10 ml. Tyto roztoky pak byly vloženy do skleněných centrifugačních nádobek o kapacitě 100 ml, ke každému bylo za míchání přidáno 60 ml methanolu s 5 obj. % vody a vzniklé spontánně nesedimentující suspenze/emulze mléčného vzhledu byly centrifugovány 30 min při 4000 ot/min (2650 g) pomocí laboratorní centrifugy Jouan PK 110 s rotorem Q G26/1 tak, že všechny čtyři nádobky se vznášely v ethylenglykolu jako imerzní kapalině. Vzniklé čiré supernatanty byly odděleny, čiré viskózní sedimenty byly rozpuštěny vždy v 5 ml Z-butylmethyletheru, vysráženy vždy 60 ml methanolu s 5 obj. % vody a tento cyklus byl opakován 5 x pro odstranění nízkomolekulámích příměsí. Nakonec byly sedimenty zbaveny zbytků těkavých látek zahříváním na 100 °C při tlaku 10 5 Torr po dobu 8 h. Paradoxní pokles výtěžku s rostoucí navážkou adovaného merkaptanu je způsoben tím, že v témže směru roste obsah piperidinové struktury a tedy i polarita aduktu, který se tudíž stále hůře sráží použitou směsí (methanol s 5 obj. % vody) a zvětšují se ztráty při čištění. Z tabulky I dále plyne, že všechny metody použité pro stanovení obsahu butadienových jednotek nesoucích piperidinovou strukturu dávají v mezích experimentální chyby přibližně stejné hodnoty.Production was carried out simultaneously in four reactors 1-4. Polybutadiene substrate used was liquid rubber produced by Kaučuk Kralupy as under the trade name Krasol LBH, which had hydroxyl groups at both ends of the chain, in this case secondary, having a number average molar mass Mn = 2370 g / mol, ratio by weight to number molar average molar mass M v / / M n = 1.13, content 1.2 units was 62%. The weight of Krasol LBH (5.0 g, i.e. 0.092 mol C = C double bonds) and 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) (0.8 g, i.e. 0.0048 mol) were always the same. 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) -4-sulfanyl butanoate different (see Table I). The mixtures were made up to 100 ml with toluene. The resulting solutions were deoxygenated and heated in an oil thermostat at 60 ° C for various times after which the vial in question was removed from the thermostat and cooled. Thereafter, toluene was evaporated from all the solutions to dryness. The evaporators were dissolved in t-butyl methyl ether so that the total volume of the solution was always 10 ml. These solutions were then placed in 100 ml glass centrifuge containers, each with 60 ml of methanol with 5 vol% water added under stirring, and the resulting spontaneously non-sedimenting suspension / emulsion of milky appearance was centrifuged for 30 min at 4000 rpm (2650 g). ) using a Jouan PK 110 laboratory centrifuge with a Q G26 / 1 rotor so that all four vessels float in ethylene glycol as an immersion liquid. The resulting clear supernatants were separated, the clear viscous sediments were dissolved in 5 ml of Z-butyl methyl ether each time, precipitated with 60 ml of methanol each with 5 vol% water and this cycle was repeated 5 times to remove low molecular weight impurities. Finally, the sediment free from residues of volatiles by heating to 100 ° C at a pressure of 10 5 Torr, for 8 hours. Paradoxical decrease in yield with increasing backfill desired mercaptan is due to the fact that in the same direction of increasing the content of the piperidine structure, and therefore, the polarity of adduct, thus, it still becomes more difficult to precipitate with the mixture used (methanol with 5% by volume of water) and the cleaning losses increase. Table 1 further shows that all methods used to determine the content of butadiene units bearing the piperidine structure give approximately the same values within the experimental error.
-5CZ 296584 B6-5GB 296584 B6
Tabulka I. Podmínky výroby kopolymerů vzorce Ha při konstantních navážkách Krasolu LBH resp. 2,2'-azobis(2-methylpropionitrilu) (5,0 resp. 0,8 g)Table I. Production conditions of the copolymers of the formula Ha at constant weight of Krasol LBH resp. 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) (5.0 and 0.8 g, respectively)
EA ~ elementární analýzaEA ~ elementary analysis
Příklad 4. Výroba kopolymerů vzorce lib adicí 4-sulfanyl-V-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4— yl)butanamidu na kapalný kaučukExample 4. Preparation of Copolymers of Formula IIb by Adding 4-Sulfanyl-N- (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) butanamide to Liquid Rubber
Výroba probíhala současně ve čtyřech reaktorech 1 až 4. Byl použit stejný typ Krasolu LBH jako v příkladě 3. Navážka Krasolu LBH (5,0 g, tj. 0,092 mol C=C dvojných vazeb) a 2,2'-azobis(2methylpropionitrilu) (0,8 g, tj. 0,0048 mol) byla vždy stejná, navážka 4-sulfanyl-N-(2,2,6,6tetramethylpiperidin-4-yl)butanamidu různá (viz tabulka II). Další postup reakce a izolace produktů byl stejný jako v příkladě 3.Production was carried out simultaneously in four reactors 1 to 4. The same type of Krasol LBH was used as in Example 3. Charge of Krasol LBH (5.0 g, i.e. 0.092 mol C = C double bonds) and 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile). (0.8 g, i.e. 0.0048 mol) was always the same, the 4-sulfanyl-N- (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) butanamide charge was different (see Table II). The next reaction and product isolation procedure was the same as in Example 3.
Tabulka II. Podmínky výroby kopolymerů vzorce lib při konstantních navážkách Krasolu LBH resp. 2,2'-azobis(2-methylpropionitrilu) (5,0 resp. 0,8 g)Table II. Production conditions of copolymers of the formula IIb at constant weight of Krasol LBH resp. 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile) (5.0 and 0.8 g, respectively)
EA = elementární analýzaEA = elementary analysis
Z tabulek I a II je zřejmé, že vhodnou volbou složení násady při reakcích podle příkladů 3 a 4 je možné řídit obsah těch butadienových jednotek produktu, které nesou piperidinový substituent (HALS).It can be seen from Tables I and II that by appropriate selection of the feed composition in the reactions of Examples 3 and 4 it is possible to control the content of those butadiene units of the product which carry the piperidine substituent (HALS).
Za předpokladu, že obě složky směsi jsou při použité koncentraci kompatibilní, je možné polymer obecného vzorce I přimíchat do kteréhokoliv polymeru, který je tak chráněn před degradačními vlivy prostředí, zejména před vlivem UV záření. Pokud má polymer obecného vzorce I na koncích řetězce hydroxylové skupiny, pak je možné jej nechat prostřednictvím těchto skupin zreagovat s vhodnými dioxiranovými sloučeninami za vzniku autostabilizujících epoxidových pryskyřic, nebo, za předpokladu, že R2 je methyl a Z je atom kyslíku, je možné jej nechat prost-6CZ 296584 B6 řednictvím těchto skupin reagovat s vhodnými diizokyanáty za vzniku autostabilizujících polyurethanů.Provided that both components of the mixture are compatible at the concentration used, the polymer of formula (I) may be admixed with any polymer which is thus protected from environmental degradation, in particular UV radiation. If the polymer has the general formula I at the ends of the chain hydroxyl groups, then can be let through these groups reacted with suitable dioxiranovými compounds to form autostabilizujících epoxy resins, or, provided that R 2 is methyl and Z is oxygen, can be have these groups reacted with suitable diisocyanates to form autostabilizing polyurethanes.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Sloučeniny podle vynálezu lze využít v chemickém průmyslu jako stabilizátory při výrobě polymerů.The compounds of the invention can be used in the chemical industry as stabilizers in the production of polymers.
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20041219A CZ296584B6 (en) | 2004-12-17 | 2004-12-17 | Copolymer containing piperidine derivative, process for its preparation and use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20041219A CZ296584B6 (en) | 2004-12-17 | 2004-12-17 | Copolymer containing piperidine derivative, process for its preparation and use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20041219A3 CZ20041219A3 (en) | 2006-04-12 |
CZ296584B6 true CZ296584B6 (en) | 2006-04-12 |
Family
ID=36972586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20041219A CZ296584B6 (en) | 2004-12-17 | 2004-12-17 | Copolymer containing piperidine derivative, process for its preparation and use |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ296584B6 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ299104B6 (en) * | 2006-03-23 | 2008-04-23 | Ústav makromolekulární chemie AV CR | Copolymer stabilizer containing piperidine derivative, process for its preparation and use |
-
2004
- 2004-12-17 CZ CZ20041219A patent/CZ296584B6/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ299104B6 (en) * | 2006-03-23 | 2008-04-23 | Ústav makromolekulární chemie AV CR | Copolymer stabilizer containing piperidine derivative, process for its preparation and use |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ20041219A3 (en) | 2006-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100504055B1 (en) | Method of Controlling Polymer Molecular weight and Structure | |
TW546281B (en) | Method of dithio-compound synthesis | |
EP0217178A2 (en) | Process for the production of telechelic vinyl polymer having alkoxysilyl group. | |
GB2137644A (en) | Novel maleated siloxane derivatives | |
KR100259613B1 (en) | Silicon or silica substrate with a modified surface process for producing the same new orthoesters and process for producing the same | |
JP6810707B2 (en) | Process for producing polyolefin-reactive telechelic prepolymers | |
JP6913034B2 (en) | Polyolefin Reactive Telekeric Prepolymer | |
ES2689324T3 (en) | Procedure for preparing tris [3- (alkoxysilyl) propyl] isocyanurates | |
JP2021525301A (en) | New amine functionalized polymer and preparation method | |
EP1189875B1 (en) | Mono and multifunctional alkoxyamines for the preparation of functionalized macromers | |
KR101085839B1 (en) | Diolmethacrylate compound containing urethane bond, method of the preparation thereof, and polymer thereof | |
CZ296584B6 (en) | Copolymer containing piperidine derivative, process for its preparation and use | |
US6093829A (en) | Silicone monomers and oligomers having a carboxyl functional group thereon | |
US8969498B2 (en) | Compositions and method of inhibiting polymerization of vinyl-aryl monomers | |
US4990642A (en) | Process for preparing oximosilanes | |
KR20110112401A (en) | Polymerisation initiator | |
US3592948A (en) | Addition reaction involving diperoxyfumarate to form compounds having diperoxysuccinyl groups | |
JPH093197A (en) | Novel silicone compound having sterically hindered functional cyclic amine group useful for light and heat stabilization of polymer | |
JPS63202607A (en) | Polymerization method | |
US20050104042A1 (en) | Process for the synthesis of amine ethers from secondary amino oxides | |
EP1189910B1 (en) | Process for manufacturing acrylamidoalkylalkoxysilanes | |
JPS6345246A (en) | N-(substituted oxalyl)alkylacrylamide and production thereof | |
EP1638982B1 (en) | Process for the production of bis(trimethylsilyloxy)silylalkylglycerol methacrylates | |
US5116973A (en) | Caprolactam silane compound and a method of manufacturing the same | |
EP3392255B1 (en) | Unsaturated bond-containing bissilyl compound and making method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20171217 |