DD261362A1 - PROCESS FOR PREPARING POLYMERIZATIONAL 1,4-DIOXANE-2,5-DIONES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung polymerisationsfaehiger 1,4-Dioxan-dione aus a-Hydroxycarbonsaeuren in Gegenwart spezieller Katalysatoren fuer die Oligomerisierung der a-Hydroxycarbonsaeuren und fuer die anschliessende Thermolyse der gebildeten Oligoester. Durch die getrennte Katalyse werden die cyclischen Monomere in hoher Ausbeute und Reinheit erhalten. Die Polymerisation stoerende, schwer abtrennbare Verunreinigungen der unkatalysiert sehr unspezifisch ablaufenden Oligoesterthermolyse werden durch die vorgeschlagene Verfahrensweise nicht gebildet.The invention relates to a process for the preparation of polymerizable 1,4-dioxane-diones from α-hydroxycarboxylic acids in the presence of special catalysts for the oligomerization of α-hydroxycarboxylic acids and for the subsequent thermolysis of the oligoesters formed. By separate catalysis, the cyclic monomers are obtained in high yield and purity. The polymerization-disturbing, difficult to separate impurities of the uncatalyzed very non-specific proceeding oligoester thermolysis are not formed by the proposed procedure.
Description
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Oligomerisierung und Thermolyse getrennt katalysiert werden, wobei die eingesetzten Katalysatoren spezifisch die der jeweiligen Reaktionsstufe entsprechende Reaktion aktivieren. Die Oligomerisierung der Hydroxycarbonsäuren wird in Gegenwart bekannter Polykondensationskatalysatoren, wie Antimonoxid oder Titan-tetra-butylat durchgeführt. Zur Thermolyse der oligomeren Ester werden erfindungsgemäß 1CT4 bis 10"3MoI Mangan-(ll)-Verbindungen, wie Mangan-(ll)-salze organischer oder anorganischer Säuren, bevorzugt Mangan-(ll)-acetat eingesetzt. Die Verwendung eines speziellen Katalysators, der die Dioxandion-Bildung aktiviert, in Verbindung mit dem Einsatz spezifischer Polykondensationskatalysatoren in der ersten Reaktionsstufe führt bereits bei der Oligoesterthermolyse zu einem sehr reinen Dioxan-dion, das nach ein- oder zweimaligem Umkristallisieren aus geeigneten Lösungsmitteln direkt zur Polymerisation eingesetzt werden kann. Insbesondere die nur durch Sublimation abtrennbaren linearen Di-, Tri-undTetrameren (verbleiben im Sublimationsrückstand) werden durch den Einsatz eines speziellen Thermolysekatalysators praktisch nicht gebildet. Die Vorzüge der erfindungsgemäßen Verfahrensweise sind an den physikalischen Kennwerten der auf die gefundene bzw. auf die herkömmliche Weise hergestellten Dioxandione in den Tabellen 1 und 2 deutlich erkennbar.According to the invention, this object is achieved in that oligomerization and thermolysis are catalysed separately, wherein the catalysts used specifically activate the corresponding reaction stage reaction. The oligomerization of the hydroxycarboxylic acids is carried out in the presence of known polycondensation catalysts, such as antimony oxide or titanium tetra-butoxide. According to the invention, 1CT 4 to 10 -3 MoI manganese (II) compounds, such as manganese (II) salts of organic or inorganic acids, preferably manganese (II) acetate, are used for the thermolysis of the oligomeric esters The use of a specific catalyst , which activates the dioxanedione formation, in conjunction with the use of specific polycondensation catalysts in the first reaction stage already leads to a very pure dioxan-dione in Oligoesterthermolyse, which can be used directly after one or two recrystallizations from suitable solvents for polymerization The linear di-, tri- and tetramers which can be separated only by sublimation (remain in the sublimation residue) are practically not formed by the use of a special thermolysis catalyst in the Ta bells 1 and 2 clearly visible.
Tabelle 1: Schmelzpunkte von 1,4-Dioxan-2,5-dionen, hergestellt nach dem Stand der Technik (1) und nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise (2)Table 1: Melting points of 1,4-dioxane-2,5-diones, prepared according to the prior art (1) and according to the inventive method (2)
Verfahrenmethod
Reinigungcleaning
ohnewithout
1 χ Umkrist.1 χ Umkrist.
2 χ Umkrist2 χ Umkrist
Sublimation ohne Sublimation without
1 χ Umkrist.1 χ Umkrist.
2 χ Umkrist.2 χ Umkrist.
Tabelle 2: Schmelzpunkte und Drehwerte von L,L-3,6-Dimethyl-1,4-dioxan-2,5-dion, hergestellt nach dem Stand derTechnik(1) und nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise (2)TABLE 2 Melting points and rotations of L, L-3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione prepared according to the prior art (1) and according to the method (2) of the invention
Verfahrenmethod
Reinigungcleaning
ohnewithout
1 χ Umkrist.1 χ Umkrist.
2 x Umkrist. Sublimation ohne2 x Umkrist. Sublimation without
1 x Umkrist.1 x Umkrist.
2 χ Umkrist.2 χ Umkrist.
Die erfindungsgemäße Verfahrensweise führt durch die elektivere Thermolysereaktion zu Ausbeuten, die um ca. 25% höher liegen als bei Verfahren mit einer Sublimationsstufe für die gebildeten Monomeren. Die Polymerisation der nach Verfahren 1 bzw. Verfahren 2 hergestellten Monomere ergab für vergleichbare Reaktionsbedingungen (Initiator, Initiatorkonzentration, Temperatur, Polymerisationszeit) gleichen Umsatz und gleiche Molmasse der gebildeten Polymeren (Tabelle 3), wobei für diese vergleichenden Polymerisationen vom 1,4-Dioxan-2,5-dion nur Copolymere mit einem Gehalt von 60 Mol-% hergestellt wurden. The procedure of the invention leads by the more elective Thermolysereaktion to yields that are higher by about 25% than in processes with a sublimation for the monomers formed. The polymerization of the monomers prepared according to process 1 or process 2 gave, for comparable reaction conditions (initiator, initiator concentration, temperature, polymerization time), the same conversion and the same molar mass of the polymers formed (Table 3), with 1,4-dioxane being used for these comparative polymerizations. 2,5-dione only copolymers were prepared with a content of 60 mol%.
Tabelle 3: Umsatz und [n]-Werte von Polylactid und Poly-fglycolidteOl-co-lactid^O])Table 3: conversion and [n] values of polylactide and poly-glycolide-O-co-lactide ^ O])
Polymerpolymer
Umsatz in %Sales in%
[η] in ml/g[η] in ml / g
Polylactid-(D,L) Polylactid (L) Poly(glycolid-colactid)Polylactide (D, L) polylactide (L) poly (glycolide-colactide)
91,7 90,0 95,091.7 90.0 95.0
75 80 4075 80 40
1. D,L-3,6-Dimethyl-1,4-dioxan-2,5-dion {D,L-Dilactid)1. D, L-3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione {D, L-dilactide)
300g einer 90%igen D,L-Milchsäure werden unter Durchleiten eines leichten N2-Stromesso lange auf 1300C erhitzt bis kein Wasser mehr abdestilliert (ca. 4h). Nach Zusatz von 0,15g Antimon-(lll)-oxid wird im Vakuum bei 160°Coligomerisiert. Aus der Oligomilchsäure wird nach Zusatz von 100 mg Mangan-(ll)-acetat bei 160-2200C im Vakuum das gebildete D,L-Dilactid abdestilliert. Die Ausbeute am Rohprodukt beträgt 160-17Og. Zur Reinigung wird zweimal aus trockenem Essigester umkristallisiert, wobei die erste Lösung mit Aktivkohle behandelt wird. Das gereinigte Produkt weist den in Tabelle 1 ausgewiesenen Schmelzpunkt von 126,5-127°C auf.300 g of a 90% strength D, L-lactic acid are heated while passing a light N 2 -Stromesso long at 130 0 C until no more water distilled off (about 4 hours). After addition of 0.15 g of antimony (III) oxide is in vacuum at 160 ° Coliomerized. From the oligolactic acid is distilled off after addition of 100 mg of manganese (II) acetate at 160-220 0 C in vacuo, the formed D, L-dilactide. The yield of the crude product is 160-17Og. For purification, it is recrystallized twice from dry ethyl acetate, the first solution being treated with activated charcoal. The purified product has the melting point of 126.5-127 ° C reported in Table 1.
2. L,L-3,6-Dimethyl-1,4-dioxan-2,5-dion2. L, L-3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione
300g einer 90%igen L-Milchsäure werden analog Beispiel 1 oligomerisiert und thermolysiert. Das gebildete L,L-3,6-Dimethyl-1,4-dioxan-2,5-dion weist einen Schmelzpunkt von 96-97°Cauf. In Benzen zeigt eine 10%ige Lösung dieses L,L-Dilactids einen Drehweit von aD = -220°.300g of a 90% L-lactic acid are oligomerized and thermolyzed analogously to Example 1. The formed L, L-3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione has a melting point of 96-97 ° C. In benzene, a 10% solution of this L, L-dilactide shows a rotation distance of a D = -220 °.
3. 1,4-Dioxan-2,5-dion (Diglycolid)3. 1,4-dioxane-2,5-dione (diglycolide)
3.1. Azeotrope Oligokondensation3.1. Azeotropic oligocondensation
230g Glycolsäure werden in Gegenwart von 0,15g Antimon-(lll)-oxid mitteis eines Schleppmittels für das bei der Reaktion gebildete Wasser oligomerisiert. Nach vollständiger Entfernung des Schleppmittels werden im Oligomerengemisch 100 mg Mangan-(ll)-acetat zugesetzt und im Vakuum bei 250-3000C ca. 120-13Og rohes Diglycolid abdestilliert. Nach zweimaligem Umkristallisieren aus trockenem Essigester wird ein reines Diglycolid mit einem Schmelzpunkt von 83,5-84,50C erhalten.230 g of glycolic acid are oligomerized in the presence of 0.15 g of antimony (III) oxide by means of an entraining agent for the water formed in the reaction. After complete removal of the entraining agent 100 mg of manganese (II) acetate are added in the oligomer and distilled off in vacuo at 250-300 0 C about 120-13Og crude diglycolide. After two recrystallizations from dry ethyl acetate, a pure diglycolide having a melting point of 83.5-84.5 0 C is obtained.
3.2. Schmelzeoligokondensation3.2. Schmelzeoligokondensation
230g Glycolsäure werden analog Beispiel 1 in Masse oligomerisiert und anschließend entsprechend Beispiel 3.1. thermolysiert. Das gebildete Diglycolid weist einen Schmelzpunkt von 83,5-84,50C auf.230g glycolic acid are oligomerized as in Example 1 in bulk and then according to Example 3.1. thermolysis. The diglycolide formed has a melting point of 83.5-84.5 0 C.
4. Polymerisation der 1,4-Dioxan-2,5-dione4. Polymerization of 1,4-dioxane-2,5-diones
Die Polymerisation der 1,4-Dioxan-2,5-dione wurde in Masse bei 1800C unter Inertgasatmosphäre mitZinn-ll-acetat als Initiator ausgeführt. Entsprechend der unterschiedlichen Monomerreaktivität von Diglycolid und Dilactid werden unterschiedliche Polymerisationszeiten von 4—16h eingestellt. Die Polymere wurden mit Methanol extrahiert und anschließend im Vakuum bei 500C getrocknet. Die Lösungsviskositäten wurden für Polylactid in Chloroform und für Polylglycolid-co-lactid) in Tetramethylensulfon (Sulfolan) ermittelt. Die Bestimmung der [r)]-Werte erfolgte aus nrei-W.erten bei 2,5g/l < C < 10,0g/l.The polymerization of the 1,4-dioxane-2,5-diones was carried out in bulk at 180 0 C under an inert atmosphere mitZinn-ll-acetate as the initiator. Depending on the different monomer reactivity of diglycolide and dilactide, different polymerization times of 4-16 h are set. The polymers were extracted with methanol and then dried in vacuo at 50 0 C. The solution viscosities were determined for polylactide in chloroform and for polylglycolide-co-lactide) in tetramethylene sulphone (sulfolane). The determination of the [r)] values took place from n re iW.erten at 2.5 g / l <C <10.0 g / l.
Claims (2)
AufgabenstellungExplanation of the essence of the invention
task
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD30325187A DD261362A1 (en) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | PROCESS FOR PREPARING POLYMERIZATIONAL 1,4-DIOXANE-2,5-DIONES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD30325187A DD261362A1 (en) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | PROCESS FOR PREPARING POLYMERIZATIONAL 1,4-DIOXANE-2,5-DIONES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD261362A1 true DD261362A1 (en) | 1988-10-26 |
Family
ID=5589367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD30325187A DD261362A1 (en) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | PROCESS FOR PREPARING POLYMERIZATIONAL 1,4-DIOXANE-2,5-DIONES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD261362A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0399485A1 (en) * | 1989-05-26 | 1990-11-28 | Boehringer Ingelheim Kg | Process for the production of D,L-lactide |
WO1992000292A1 (en) * | 1990-06-28 | 1992-01-09 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Continuous catalyzed vapor phase dimeric cyclic ester process |
WO1992015572A1 (en) * | 1991-02-27 | 1992-09-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the preparation of 1,4-dioxane-2,5-diones |
-
1987
- 1987-05-28 DD DD30325187A patent/DD261362A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0399485A1 (en) * | 1989-05-26 | 1990-11-28 | Boehringer Ingelheim Kg | Process for the production of D,L-lactide |
WO1992000292A1 (en) * | 1990-06-28 | 1992-01-09 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Continuous catalyzed vapor phase dimeric cyclic ester process |
WO1992015572A1 (en) * | 1991-02-27 | 1992-09-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the preparation of 1,4-dioxane-2,5-diones |
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