DE1145630B - Process for the preparation of antioxidant, alkyl-substituted bis (4-hydroxyphenyl) sulfides - Google Patents
Process for the preparation of antioxidant, alkyl-substituted bis (4-hydroxyphenyl) sulfidesInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von antioxydierend wirkenden, alkylsubstituierten Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfiden Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von antioxydierend wirkenden alkylsubstituierten Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfiden besteht darin, ein Phenol der allgemeinen Formel in der R einen am a-Kohlenstoffatom verzweigten Alkylrest mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen und R' einen Alkoxyrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, mit Schwefelmonochlorid oder Schwefel dichlorid in an sich bekannter Weise umzusetzen, wobei die erhaltenen Verbindungen gegebenenfalls mit 1 oder 2 Äquivalenten freiem Schwefel, pro Äquivalent Phenolkern, weiter umgesetzt werden.Process for the preparation of antioxidant, alkyl-substituted bis (4-hydroxyphenyl) sulfides The process according to the invention for the preparation of antioxidant alkyl-substituted bis (4-hydroxyphenyl) sulfides consists in using a phenol of the general formula in which R denotes an alkyl group with 3 to 4 carbon atoms branched on the a carbon atom and R 'denotes an alkoxy group with 1 to 4 carbon atoms or an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, to be reacted with sulfur monochloride or sulfur dichloride in a manner known per se, the obtained Compounds, optionally with 1 or 2 equivalents of free sulfur, per equivalent of phenol nucleus, are reacted further.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen besitzen die Formel in der R und R' die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und x eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet.The compounds prepared according to the invention have the formula in which R and R 'have the meanings given above and x is an integer from 1 to 3.
Beispiele erfindungsgemäßer Verbindungen sind: Bis- (3,5 -ditert. -butyl -4-hydroxyphenyl) - sulfid, Bis-(3- methyl - 5- isopropyl - 4 - hydroxyphenyl) - sulfid, Bis - (3 - äthyl - 5 - sek. -butyl-4-hydroxyphenyl) - sulfid, Bis - (3,5 - diisopropyl - 4 - hydroxyphenyl) - sulfid, Bis- (3 -methyl-5-tert. -butyl- 4-hydroxyphenyl)- sulfid, Bis-(3-n-butoxy-5-tert. -butyl-4-hydroxyphenyl)-sulfid, Bis-(3-methoxy-5-sek. -butyl-4-hydroxyphenyl) -sulfid, Bis -(3 -n -propyl - 5-tert. -butyl-4-hydroxyphenyl) -disulfid, Bis-(3-methyl-5-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-trisulfid. Examples of compounds according to the invention are: Bis- (3,5 -ditert. -butyl -4-hydroxyphenyl) sulfide, bis- (3-methyl - 5- isopropyl - 4 - hydroxyphenyl) - sulfide, bis - (3 - ethyl - 5 - sec-butyl-4-hydroxyphenyl) - sulfide, bis - (3.5 - diisopropyl - 4 - hydroxyphenyl) sulfide, bis (3 -methyl-5-tert-butyl- 4-hydroxyphenyl) - sulfide, bis- (3-n-butoxy-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -sulfide, bis- (3-methoxy-5-sec. -butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide, bis - (3 -n -propyl - 5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) disulfide, bis (3-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) trisulfide.
Die durch R in der obengenannten Formel wiedergegebenen Alkylreste umfassen den Isopropyl-, tert.-Butyl- und sek.-Butylrest. Es wurde gefunden, daß Verbindungen, die diese Reste enthalten, außerordentlich wirksame Antioxydantien in synthetischen Kohlenwasserstoffpolymeren darstellen. Es zeigte sich, daß Verbindungen, in deren Formel R einen tert.-Butyl- oder Isopropylrest bedeutet, überragende Qualitäten als Antioxydantien für gesättigte Kohlenwasserstoffpolymere aufweisen. Besonders bevorzugte Verbindungen sind diejenigen, bei welchen x in der oben angegebenen Formel der Wert 1 zukommt, d. h. Bis-phenolsulfide, bei welchen die Phenolringe in 3,5-Stellung disubstituiert sind. Von diesen Verbindungen sind das Bis-(3-methyl-5-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-sulfid und das Bis-(3,5-ditert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-sulfid auf Grund ihres geringen Gestehungspreises und ihrer überragenden antioxydierenden Wirkung die am meisten bevorzugten. The alkyl radicals represented by R in the above formula include the isopropyl, tert-butyl and sec-butyl radical. It was found that Compounds containing these residues are extremely effective antioxidants in synthetic hydrocarbon polymers. It turned out that connections in the formula R denotes a tert-butyl or isopropyl radical, outstanding qualities as antioxidants for saturated hydrocarbon polymers. Particularly preferred compounds are those in which x is in the formula given above the value 1 is assigned, d. H. Bis-phenol sulfides, in which the phenol rings are in the 3,5-position are disubstituted. Of these compounds are bis (3-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide and bis- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide because of their low content Cost price and its outstanding antioxidant effect the most preferred.
Die Verbindungen können nach folgenden Verfahren hergestellt werden. Es kann entweder Schwefelmonochlorid, S2Cl2, oder Schwefeldichlorid, Sich, mit dem Stammphenol umgesetzt werden. Wenn eine Verbindung mit zwei oder drei die Phenolringe verbindenden Schwefelatomen gewünscht wird, so kann das Produkt aus der Reaktion von Schwefelchlorid und Phenol weiter mit freiem Schwefel umgesetzt werden. Für die Herstellung einer besonderen Verbindung der Erfindung, nämlich des Bis-(3,5-ditert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-sulfids, ist ein besonderes Verfahren anwendbar. Diese Verbindung entsteht zwar bei der Umsetzung von Schwefeldichlorid mit 2,6-Di-tert.-butylphenol, doch hat sich gezeigt, daß sie sich auch durch ein Verfahren herstellen läßt, welches in der Umsetzung eines Alkalisalzes des 2,6-Di-tert.-butylphenols mit Schwefeldichlorid besteht. Diese Herstellungsweise läßt sich für die anderen Bis-phenolsulfide nicht verwenden, da die Phenol-Ausgangsmaterialien keine chemisch dem Salz des 2,6-Di-tert.-butylphenols äquivalenten Alkalisalze bilden. The compounds can be prepared by the following methods. It can be either sulfur monochloride, S2Cl2, or sulfur dichloride, sich, with the Parent phenol are implemented. If a compound with two or three the phenolic rings connecting sulfur atoms is desired, so the product of the reaction of sulfur chloride and phenol are further reacted with free sulfur. For the preparation of a particular compound of the invention, namely bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide, a special procedure is applicable. This connection is created during implementation of sulfur dichloride with 2,6-di-tert-butylphenol, but it has been shown that she can also be produced by a process which involves the conversion of an alkali salt of 2,6-di-tert-butylphenol with sulfur dichloride. This manufacturing method cannot be used for the other bis-phenol sulfides as the phenol starting materials do not form any alkali metal salts which are chemically equivalent to the salt of 2,6-di-tert.-butylphenol.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen sind als Antioxydantien dem aus der britischen Patentschrift 780 289 bekannten Bis-(2-methyl-5-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-sulfid erheblich überlegen, wie an Hand von Vergleichsversuchen festgestellt wurde. The compounds obtainable according to the invention are useful as antioxidants the bis (2-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide known from British patent specification 780 289 considerably superior, as has been determined on the basis of comparative tests.
Die folgenden Beispiele erläutern die erfindung gemäßen Verfahren zur Herstellung der Verbindungen. The following examples illustrate the process according to the invention to make the connections.
Alle Teile sind Gewichtsteile.All parts are parts by weight.
Beispiel 1 4920 Teile 2-Methyl-6-tert.-butylphenol wurden in 2700 Teilen niedersiedendem Petroläther gelöst. Das Gemisch wurde in ein Reaktionsgefäß mit Rührvorrichtung und Vorrichtungen zur Außenkühlung eingebracht. Dann wurden unter Rühren 1545 Teile Schwefeldioxyd in 750 Teilen niedersiedendem Petroläther in folgender Weise zugegeben: Das Reaktionsgefäß wurde bei 15 bis 17"C gehalten, während die Schwefeldichloridlösung langsam zugesetzt wurde. Example 1 4920 parts of 2-methyl-6-tert-butylphenol were in 2700 Parts dissolved low-boiling petroleum ether. The mixture was placed in a reaction vessel introduced with stirring device and devices for external cooling. Then were with stirring, 1545 parts of sulfur dioxide in 750 parts of low-boiling petroleum ether added in the following way: The reaction vessel was kept at 15 to 17 "C, while the sulfur dichloride solution was slowly added.
Nach Zugabe von etwa 45010 des Schwefeldichlorids fiel eine weiße Festsubstanz aus, die die Reaktionsmasse außerordentlich viskos machte und die Temperatur auf etwa 18"C steigen ließ. Zu diesem Zeitpunkt wurden weitere 1200 Teile Petroläther zugesetzt, so daß das Reaktionsgemisch leicht gerührt werden konnte. Nach Maßgabe der weiteren Schwefeldichloridzugabe wurde weiteres Lösungsmittel in periodischenAbständeneingebracht, umdieReaktionsmasse in zur Durchführung des Rührens ausreichend flüssigem Zustand zu halten. ImVerlaufe der Schwefel dichloridzugabe wurden insgesamt 2400 Teile niedersiedender Petroläther zusätzlich eingebracht. Nach Beendigung der Schwefeldichloridzugabe wurde die Reaktionsmasse unter Rühren auf 28° C erwärmt und weiter 1 Stunde zwischen 28 und 30"C gehalten.After adding about 45010 of the sulfur dichloride, a white color fell Solid substance that made the reaction mass extremely viscous and the temperature Allowed to rise to about 18 "C. At this point, there were another 1200 parts of petroleum ether added so that the reaction mixture could be easily stirred. In accordance with the further addition of sulfur dichloride further solvent was introduced at periodic intervals, around the reaction mass in a sufficiently liquid state to carry out the stirring to keep. In the course of the addition of sulfur dichloride, a total of 2400 parts became lower boiling point Petroleum ether also brought in. After the addition of sulfur dichloride is complete the reaction mass was heated to 28 ° C. with stirring and a further 1 hour between 28 and 30 "C held.
Dann wurde die Reaktionsmasse auf 10"C abgekühlt und 1/2 Stunde bei dieser Temperatur gehalten, wonach filtriert wurde. Die trocken gepreßte Festsubstanz wurde dann mit Petroläther aufgeschlämmt und das Gemisch erneut filtriert und trockengepreßt.Then the reaction mass was cooled to 10 "C and 1/2 hour at this temperature was maintained, after which it was filtered. The dry pressed solid substance was then slurried with petroleum ether and the mixture filtered again and pressed dry.
Es wurden so 3800 Teile Bis-(3-methyl-5-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-sulfid vom Schmp. 124 bis 125"C gewonnen, was einer Ausbeute von 71010 entspricht.There were thus 3800 parts of bis (3-methyl-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide obtained from m.p. 124 to 125 "C, which corresponds to a yield of 71010.
Beispiel 2 Eine Lösung von 34 Teilen frisch destilliertem Schwefeldichlorid in etwa 25 Teilen Petroläther wurde langsam unter Rühren einer Lösung von 123,6 Teilen 2,6-Di-tert.-butylphenol in 60 Teilen Petroläther zugesetzt. Hierbei gab man die Hälfte des Schwefeldichlorids langsam bei 20 bis 25"C zu, erhitzte die Mischung dann unter Rückfluß, kühlte sie anschließend auf 25"C ab und gab das restliche Schwefeldioxyd langsam zu. Das Gemisch wurde dann 99 Stunden unter Rückflußsieden gehalten. Example 2 A solution of 34 parts of freshly distilled sulfur dichloride in about 25 parts of petroleum ether was slowly stirring a solution of 123.6 Parts of 2,6-di-tert-butylphenol in 60 parts of petroleum ether are added. Here gave half of the sulfur dichloride was added slowly at 20 to 25 ° C. and the mixture was heated then under reflux, it then cooled to 25 "C and gave the remaining sulfur dioxide slowly to. The mixture was then refluxed for 99 hours.
Nach Entfernung des Lösungsmittels und flüchtiger Bestandteile im Vakuum wurde das verbleibende bräunlichschwarze Ö1 destilliert und der Rückstand aus Methanol fraktioniert kristallisiert. Die dritte Fraktion der Kristallisation lieferte 5 Teile Bis-(3 ,5-ditert.-butyl-4-hydroxyphenol)-suffid vomF. =138 bis 140"C.After removal of the solvent and volatile constituents in the The remaining brownish-black oil was vacuum distilled and the residue crystallized fractionally from methanol. The third Crystallization Fraction provided 5 parts of bis- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenol) -suffid vom F. = 138 to 140 "C.
Analyse: Berechnet ... .. 5 7,24°/o; gefunden . . . .. S 7,5 °/0.Analysis: Calculated ..... 5 7.24%; found . . . .. S 7.5 ° / 0.
Die Methanollösung, aus der das Bis-(3,5-ditertbutyl-4-hydroxyphenyl)-sullid gewonnen war, ließ man längere Zeit stehen, wodurch weitere 2 Teile kristallisiertes Material erhalten wurden. Die Umkristallisation dieses Materials aus 95 Obigem Methanol lieferte Bis-(3 ,5-ditert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-trisul fid in Form gelber Kristalle vom F. = 129 bis 130"C. The methanol solution from which the bis- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) sulfide was obtained, it was left to stand for a long time, whereby a further 2 parts crystallized Material were obtained. Recrystallization of this material from 95 above methanol yielded bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) trisulfide in the form of yellow crystals from F. = 129 to 130 "C.
Analyse: Berechnet ... ... 5 . s 18,97°/o; gefunden . . .. 5 19,0 0/o.Analysis: Calculated ... ... 5. s 18.97%; found . . .. 5 19.0 0 / o.
Beispiel 3 360 Teile frisch destilliertes o-tert.-Butylguajakol vom Kp. 6,5 = 117 bis 121"C wurden unter Rühren in einem Reaktionsgefäß mit niedersiedendem Petroläther verdünnt und bei 10 bis 15"C mit 103 Teilen Schwefeldichlorid, ebenfalls verdünnt mit niedersiedendem Petroläther, langsam versetzt. Nach beendeter Schwefeldichloridzugabe wurde das Reaktionsgemisch auf 30"C erwärmt und etwa 2 Tage bei Zimmertemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wurde dann zunächst mit Wasser, anschließend mit wäßriger Natriumbicarbonatlösung und erneut mit Wasser gewaschen und über Calciumsulfat getrocknet. Nach Trocknen und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum (0,1 mm Hg) bei 95"C wurden 230 Teile Bis-(3-methoxy-5-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-disulfid als Rückstand erhalten. Example 3 360 parts of freshly distilled o-tert-butylguaiacol from Bp 6.5 = 117 to 121 "C were stirred in a reaction vessel with a low boiling point Diluted petroleum ether and at 10 to 15 "C with 103 parts of sulfur dichloride, too diluted with low-boiling petroleum ether, slowly added. After the addition of sulfur dichloride is complete the reaction mixture was warmed to 30 "C and about 2 days at room temperature ditched. The reaction mixture was then first with water, then washed with aqueous sodium bicarbonate solution and again with water and washed over calcium sulfate dried. After drying and removing the solvent in vacuo (0.1 mm Hg) at 95 ° C., 230 parts of bis (3-methoxy-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) disulfide were obtained obtained as a residue.
Analyse: Berechnet ... .. 5 1 5,201o; gefunden ... . .. SI5,70/o.Analysis: Calculated ... .. 5 1 5,201o; found ... . .. SI 5.70 / o.
Beispiel 4 Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, versetzt jedoch das Reaktionsgemisch nach Zugabe des Schwefeldichlorids mit 960 Teilen Schwefel und erhält so Bis-(3-methyl-5-tert.-butylffihydroxyphenyl)-disulfid vom Schmp. 84 bis 86,5"C in guter Ausbeute. Example 4 The procedure described in Example 1 is followed however, after the addition of the sulfur dichloride, the reaction mixture contains 960 parts of sulfur and thus receives bis (3-methyl-5-tert.-butylffihydroxyphenyl) disulfide of melting point 84 up to 86.5 "C in good yield.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US1145630XA | 1958-03-12 | 1958-03-12 |
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DE (1) | DE1145630B (en) |
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