DE1063167B

DE1063167B - Process for the preparation of alpha-haloacetal hydroperoxides and bis (alpha-halogel) peroxides

Info

Publication number: DE1063167B
Application number: DEF24280A
Authority: DE
Inventors: Dr Klaus Weissermel; Dr Michael Lederer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1957-07-23
Filing date: 1957-10-30
Publication date: 1959-08-13

Description

Verfahren zur Herstellung von a-Halogenacetalhydroperoxyden und Bis- ( a-halogenacetal) -peroxyden Zusatz zur Patentanmelduag F 23557 IVb/ 12 o (Auslegesehrift 1 057 115) Gegenstand der Patentanmeldung F 23557 IVb/12o ist ein Verfahren zur Herstellung von a-Halogenacetalperoxyden der allgemeinen Formel in welcher R1 und R2 gleiche oder verschiedene Alkylreste oder halogen- und bzw. oder arylsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder sauerstoffheterocyclische Reste, R1 aber auch Wasserstoff, R8 einen Alkylrest oder einen aryl-, halogen-und bzw. oder alkoxy- und bzw. oder cycloaliphatisch substituierten Alkylrest oder einen sauerstoffheterocyclischen Rest, Y Wasserstoff oder einen gesättigten Alkylrest, X Chlor oder Brom bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Vinyläther der Formel mit organischen Hydroperoxyden der Formel R3OOH und mit organischen Hypohalogeniten der Formel R4OX, in welcher R4 einen Alkyl- oder alkylsubstituierten Cyclor alkylrest darstellt, gegebenenfalls in Gegenwart von säurebindenden Mitteln in nicht wäßriger Lösung umsetzt.Process for the production of a-haloacetal hydroperoxides and bis (a-haloacetal) peroxides Addition to patent application F 23557 IVb / 12 o (Auslegesehrift 1 057 115) The subject of patent application F 23557 IVb / 12o is a process for the production of a-haloacetal peroxides of general formula in which R1 and R2 are identical or different alkyl radicals or halogen- and / or aryl-substituted alkyl, aryl or oxygen-heterocyclic radicals, R1 but also hydrogen, R8 is an alkyl radical or an aryl, halogen and / or alkoxy and / or or cycloaliphatically substituted alkyl radical or an oxygen heterocyclic radical, Y is hydrogen or a saturated alkyl radical, X is chlorine or bromine, which is characterized in that one is vinyl ethers of the formula with organic hydroperoxides of the formula R3OOH and with organic hypohalites of the formula R4OX, in which R4 represents an alkyl or alkyl-substituted cycloralkyl radical, optionally in the presence of acid-binding agents in non-aqueous solution.

Im Verlaufe der weiteren Bearbeitung dieses Verfahrens wurde nun gefunden, daß man eine neue Gruppe halogenhaltiger Peroxydacetale der allgemeinen Formeln herstellen kann, wenn man Vinyläther der Formel HY R1-C- C-OR2 mit Wasserstoffperoxyd in Gegenwart von organischen Hypohalogeniten der allgemeinen Formel R4OX umsetzt.In the course of further processing of this process, it has now been found that a new group of halogen-containing peroxyacetals of the general formulas can be found can be produced by reacting vinyl ethers of the formula HY R1-C-C-OR2 with hydrogen peroxide in the presence of organic hypohalites of the general formula R4OX.

Hierbei bedeuten R1 und R2 gleiche oder verschiedene gradkettige oder verzweigte, gegebenenfalls ungesättigte Alkylreste oder halogen- und bzw. oder arylsubstituierte Alkyl-, Aryl- und sauerstoffheterocyclische Reste. R kann auch Wasserstoff sein. Here, R1 and R2 mean the same or different straight-chain ones or branched, optionally unsaturated alkyl radicals or halogen and / or aryl-substituted alkyl, aryl and oxygen heterocyclic radicals. R can also Be hydrogen.

Dabei sind unter Alkylresten auch cycloaliphatische und kondensierte cycloaliphatische Reste und unter substituierten Alkylresten auch solche, die Halogen oder aromatische Reste tragen, zu verstehen. Alkyl radicals also include cycloaliphatic and condensed ones cycloaliphatic radicals and, among substituted alkyl radicals, also those containing halogen or carry aromatic residues to understand.

Als Beispiele seien für Alkylreste die Reste: Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Isopropyl, Isobutyl, 2-Äthylhexyl, Cyclohexyl, Methylcyclohexyl und der Indanrest, für substituierte Alkylreste die Reste: ,B-Chloräthy1, Phenyläthyl, Phenylisopropyl, Diphenylmethyl, für die Arylreste die Reste: Phenyl und Naphthyl und für Heterocyclen die Reste Tetrahydrofurfuryl und Tetrahydropyranyl, genannt. Examples of alkyl radicals are the radicals: methyl, ethyl, propyl, Butyl, isopropyl, isobutyl, 2-ethylhexyl, cyclohexyl, methylcyclohexyl and the indane radical, for substituted alkyl radicals the radicals:, B-Chloräthy1, Phenyläthyl, Phenylisopropyl, Diphenylmethyl, for the aryl radicals the radicals: phenyl and naphthyl and for heterocycles the radicals tetrahydrofurfuryl and tetrahydropyranyl called.

Außerdem bedeutet Y Wasserstoff oder gesättigte aliphatische Reste, wie Methyl-, Äthyl-, Propylreste. In addition, Y denotes hydrogen or saturated aliphatic radicals, such as methyl, ethyl, propyl radicals.

Ferner bedeutet in der Formel R4OX X Chlor oder Brom und R4 geradkettige verzweigte Alkylreste oder substituierte Arylreste, vorzugsweise solche Reste, bei denen die Hypohalogenitgruppe an ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist. Als Hypohalogenite seien z. B. tertiär-Butylhypochlorit und tertiär-Amylhypochlorit angeführt. Furthermore, in the formula R4OX, X denotes chlorine or bromine and R4 denotes straight-chain ones branched alkyl radicals or substituted aryl radicals, preferably those Leftovers, in which the hypohalite group is bonded to a tertiary carbon atom. As hypohalites are z. B. tertiary butyl hypochlorite and tertiary amyl hypochlorite cited.

Das Wasserstoffperoxyd kann in reinem Zustand oder in verdünnter Lösung angewandt werden. Geeignete Lösungsmittel hierfür sind z. B. Diäthyläther, Diisopropyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan. Es ist auch möglich, das Wasserstoffperoxyd als Additionsprodukt z. B. an Harnstoff oder Siliciumdioxyd zu verwenden. The hydrogen peroxide can be in the pure state or in the diluted state Solution can be applied. Suitable solvents for this are, for. B. diethyl ether, Diisopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane. It is also possible to use the hydrogen peroxide as an addition product z. B. to use urea or silicon dioxide.

Die Umsetzung von Vinyläthern mit Wasserstoffperoxyd und organischen Hypohalogeniten zu a-Halogenacetalhydroperoxyden und Bis-a-halogenacetalperoxyden verläuft nach folgenden Gleichungen: Es werden also je nach den angewandten Mengenverhältnissen der Reaktionsteilnehmer Mono- bzw. Disubstitutionsprodukte des Wasserstoffperoxydes erhalten. Wenn man die Monosubstitutionsprodukte herstellen will, wendet man das Wasserstoffperoxyd zweckmäßig in einem Überschuß zu dem Vinyläther an, während das Hydroperoxyd und das Hypohalogenit in äquimolekularen Mengen, bezogen auf den Vinyläther, einzusetzen sind. Auch die Anwendung eines säurebindenden Mittels, wie Natriumbicarbonat hat einen günstigen Einfluß auf den Verlauf der Reaktion. Die Disubstitutionsprodukte kann man auch stufenweise herstellen, indem man zu den zuerst gebildeten Monosubstitutionsprodukten noch weiteren Vinyläther der oben angegebenen Formel und Hypohalogenit zugibt. Dabei kann man durch Verwendung eines anderen Vinyläthers zu Peroxyden gelangen, bei denen das Wasserstoffperoxyd durch zwei verschiedene organische Reste substituiert ist. Man arbeitet bei Abwesenheit von Lösungsmitteln zweckmäßig bei Temperaturen von -60 bis +70"C. Wendet man tiefere Temperaturen an, so verläuft die Reaktion im allgemeinen zu langsam. Will man bei Temperaturen oberhalb 70" C arbeiten, so ist die Durchfu-hrmg der Reaktion auf sehr bestandige Reaktionsteilnehmer beschränkt. Man kann auch inerte Verdünnungsmittel, die unter den Reaktionsbedingungen flüssig sind, wie Kohlenwasserstoffe und Äther, z. B. Pentan, Cyclohexan, Diäthyläther, Dioxan, bei der Reaktion anwenden, wodurch auch die Abführung der Reaktionswärme erleichtert wird. Zweckmäßig gibt man das Hypohalogenit unter Rühren und Feuchtigkeitsausschluß langsam in das Gemisch der Reaktionsteilnehmer Vinyläther und Hydroperoxyd, das noch Natriumcarbonat und gegebenenfalls ein Ver- dünnungsmittel enthält. Nach der meistens sehr rasch verlaufenden Umsetzung erfolgt die Aufarbeitung und Abtrennung der Reaktionsprodukte in an sich bekannter Weise, z. B. durch Destillation bzw. Extraktion und anschließende Fraktionierung des Extrakts.The conversion of vinyl ethers with hydrogen peroxide and organic hypohalites to a-haloacetal hydroperoxides and bis-a-haloacetal peroxides proceeds according to the following equations: Thus, depending on the proportions of the reactants used, mono- or disubstitution products of hydrogen peroxide are obtained. If the monosubstitution products are to be prepared, the hydrogen peroxide is expediently used in excess over the vinyl ether, while the hydroperoxide and the hypohalite are to be used in equimolecular amounts, based on the vinyl ether. The use of an acid-binding agent such as sodium bicarbonate also has a beneficial effect on the course of the reaction. The disubstitution products can also be prepared in stages by adding further vinyl ethers of the above formula and hypohalite to the monosubstitution products formed first. By using a different vinyl ether, peroxides can be obtained in which the hydrogen peroxide is substituted by two different organic radicals. In the absence of solvents, it is expedient to work at temperatures from -60 to +70 "C. If lower temperatures are used, the reaction generally proceeds too slowly. If you want to work at temperatures above 70" C., the procedure is to be followed Response limited to very persistent respondents. One can also use inert diluents which are liquid under the reaction conditions, such as hydrocarbons and ethers, e.g. B. pentane, cyclohexane, diethyl ether, dioxane, use in the reaction, whereby the dissipation of the heat of reaction is facilitated. The hypohalite is expediently slowly added, with stirring and with the exclusion of moisture, to the mixture of the reactants vinyl ether and hydroperoxide, which also contains sodium carbonate and, if appropriate, a diluent. After the reaction, which usually proceeds very rapidly, the reaction products are worked up and separated off in a manner known per se, e.g. B. by distillation or extraction and subsequent fractionation of the extract.

Man erhält nach diesem Verfahren neue Peroxydverbindungen, die sich als Polymerisations- und Härtungskatalysatoren, z. B. für Vinylverbindungen und ungesättigte Polyesterharze sehr gut eignen. This process gives new peroxide compounds which as polymerization and curing catalysts, e.g. B. for vinyl compounds and unsaturated polyester resins are very suitable.

Beispiel 1 In einem mit Rückflußkühler, Rührwerk und Tropftrichter versehenen Reaktionsgefäß werden unter Feuchtigkeitsausschluß 36g Vinyläthyläther mit 155 ccm einer 7,5volumprozentigen ätherischen Wasserstoffperoxydlösung und 10 g Natriumbicarbonat auf 200 C abgekühlt. Unter Rühren tropft man 54 g tertiär-Butylhypochlorit zu, wobei man die Temperatur zwischen15 und -200C hält. Example 1 In one with reflux condenser, stirrer and dropping funnel The reaction vessel provided is 36 g of vinyl ethyl ether with exclusion of moisture with 155 ccm of a 7.5 volume percent ethereal hydrogen peroxide solution and 10 g of sodium bicarbonate cooled to 200.degree. 54 g of tert-butyl hypochlorite are added dropwise with stirring keeping the temperature between 15 and -200C.

Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung und mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. After the reaction has ended, the reaction mixture is saturated with Sodium bicarbonate solution and washed with water and dried over sodium sulfate.

Anschließend entfernt man den Diäthyläther und den bei der Reaktion gebildeten tertiär-Butylalkohol durch Vakuumdestillation.Then remove the diethyl ether and the reaction tertiary butyl alcohol formed by vacuum distillation.

Man erhält 49,2 g Rohprodukt. Beim fraktionierten Destillieren geht das Chlorhydroperoxyacetyl der Formel bei 45,5 bis 46" C und 1,5 mm über. Der Brechungsindex beträgt n2D0 = 1,4432.49.2 g of crude product are obtained. In fractional distillation, the chlorohydroperoxyacetyl of the formula goes at 45.5 to 46 "C and 1.5 mm above. The refractive index is n2D0 = 1.4432.

Beispiel 2 In der gleichen Vorrichtung wie im Beispiel 1 werden 100 g Vinyläthyläther (etwa 1,3 Mol), 150 ccm einer 7,9volumprozentigen ätherischen Wasserstoffperoxydlösung (0,5 Mol) in Gegenwart von 10 g Natriumcarbonat bei - 10 bis - 200 C mit 105 g tertiär-Butylhypochlorit (etwa 1 Mol) umgesetzt. Nach beendeter Umsetzung fügt man noch 50 ccm Diäthyläther hinzu, wäscht die Lösung mit einer wäßrigen Sodalösung und mit Wasser und trocknet sie über Natriumsulfat. Anschließend werden der überschüssige Vinyläther, der Diäthyläther und das tertiär-Butanol im Vakuum entfernt. Man erhält 73 g Rohprodukt. Eine Probe wird im Vakuum fraktioniert. Example 2 In the same device as in Example 1, 100 g vinyl ethyl ether (about 1.3 mol), 150 ccm of a 7.9 percent by volume essential Hydrogen peroxide solution (0.5 mol) in the presence of 10 g of sodium carbonate at - 10 to - 200 C with 105 g of tertiary butyl hypochlorite (about 1 mol) reacted. After finished Implementation, 50 cc of diethyl ether are added and the solution is washed with an aqueous solution Soda solution and add water and dry it over sodium sulfate. Then be the excess vinyl ether, the diethyl ether and the tertiary butanol in vacuo removed. 73 g of crude product are obtained. A sample is fractionated in a vacuum.

Das Disubstitutionsprodukt der Formel hat den Kp.0,01 von 66° C und den Brechungsindex n2D0 = 1,4457.The disubstitution product of the formula Has a boiling point of 0.01 of 66 ° C and a refractive index n2D0 = 1.4457.

Beispiel 3 In der im Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung werden 50 g Vinylisobutyläther und 155 ccm einer 7,5volumprozentigen ätherischen Wasserstoffperoxydlösung in Gegenwart von 10 g Natriumbicarbonat mit 54 g tertiär-Butylhypochlorit bei - 15 bis -20"C umgesetzt. Die Lösung wird dann mit einer gesättigten Natriumbicarbbnatlösung und mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Example 3 In the device described in Example 1 are 50 g vinyl isobutyl ether and 155 ccm of a 7.5 volume percent ethereal hydrogen peroxide solution in the presence of 10 g sodium bicarbonate with 54 g tertiary butyl hypochlorite at - 15 to -20 "C. The solution is then reacted with a saturated sodium bicarbonate solution and washed with water and dried over sodium sulfate.

Anschließend entfernt man den Äther und das tertiär-Butanol im Vakuum. An Rohprodukt hinterbleiben 52,1 g. Die fraktionierte Destillation einer Probe ergibt für das Monosubstitutionsprodukt des Wasserstoffper oxyds der Formel den Kp.2 von 59 bis 61° C und den Brechungsindex n200 = 1,4418.The ether and the tertiary butanol are then removed in vacuo. 52.1 g of crude product remain. The fractional distillation of a sample gives the monosubstitution product of hydrogen per oxide of the formula the bp 2 from 59 to 61 ° C and the refractive index n200 = 1.4418.

Beispiel 4 Unter Bedingungen, wie sie im Beispiel 1 beschrieben sind, werden 42g Dihydropyran und 75 ccm einer 8,3volumprozentigen ätherischen Wasserstoffperoxydlösung in Gegenwart von 10 g Natriumbicarbonat mit 54 g tertiär-Butylhypochlorit zwischen - 10 und - 150 C umgesetzt. Example 4 Under conditions as described in Example 1, 42 g of dihydropyran and 75 cc of an 8.3 volume percent ethereal hydrogen peroxide solution are used in the presence of 10 g of sodium bicarbonate with 54 g of tertiary butyl hypochlorite between - 10 and - 150 C implemented.

Das Reaktionsgemisch wird mit wäßriger Sodalösung und mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Die leichtflüchtigen Verbindungen werden im Vakuum bei 1 mm und einer Badtemperatur von 45° C entfernt. The reaction mixture is washed with aqueous soda solution and with water washed and dried over sodium sulfate. The volatile compounds will be removed in vacuo at 1 mm and a bath temperature of 45 ° C.

Man erhält 33 g Disubstitutionsprodukt des Wasserstoffperoxyds folgender Formel welches einen Brechungsindex n2D0 = 1,4900 besitzt.33 g of the disubstitution product of hydrogen peroxide of the following formula are obtained which has a refractive index n2D0 = 1.4900.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of a-haloacetal peroxides and bis- (a-haloacetal) peroxides by reacting vinyl ethers of the general formula with organic hydroperoxides of the general formula RSOOH and organic hypohalites of the general formula R4OX, in which R1 and R2 are identical or different alkyl radicals or halogen- and / or aryl-substituted alkyl, aryl or oxygen-heterocyclic radicals, R is also hydrogen, R3 is an alkyl or an aryl, halogen and / or alkoxy and / or cycloaliphatically substituted alkyl radical or an oxygen heterocyclic radical, R4 is an alkyl or alkyl-substituted cycloalkyl radical, Y is hydrogen or a saturated alkyl radical, X is chlorine or bromine, according to patent application F 23 557 IVbl12o, characterized in that, instead of organic hydroperoxides of the general formula R, OOH, hydrogen peroxide is reacted in an amount ratio of at least 1 mol or at most 1/2 mol, based on 1 mol of vinyl ether and organic hypohalite.