DE1167836B - Verfahren zur Herstellung von reinen Dialkylzinnverbindungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von reinen DialkylzinnverbindungenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: C07f
Deutsche Kl.: 12 ο-26/03
Nummer: 1167 836
Aktenzeichen: K 46441 IVb/ 12o
Anmeldetag: 11. April 1962
Auslegetag: 16. April 1964
Es ist bekannt, daß Polyvinylchlorid und andere chlorhaltige Polymere sich sowohl beim Altern wie
auch unter Einfluß von Licht und/oder Wärme verändern, was meistens in einer Verfärbung zum Ausdruck
kommt.
Man hat schon eine Reihe von Stabilisatoren in Vorschlag gebracht. Solche Stabilisatoren sind z. B.
Soda, Bleikarbonat, Cadmiumstearat und auch organische Zinnverbindungen, insbesondere Dialkylzinnverbindungen,
welche eine
. S —
. O —
Sn
- oder eine Sn
-Gruppe
S —
enthalten.
Bei der Herstellung von Dialkylzinnverbindungen, welche die vorerwähnten Gruppen enthalten, wird
meistens als Ausgangsmaterial ein technisches Dialkylzinndichlorid, das hauptsächlich mit Trialkylzinnmonochlorid
neben Monoalkylzinntrichlorid verunreinigt ist, verwendet.
Von den Alkylzinnverbindungen besitzen die Trialkylzinnverbindungen
im allgemeinen die stärkste biocide Wirkung (L u y t e η und vanderKerk: Investigations in the field of Organotin Chemistry,
Greenford, 1955, S. 65).
Dies bringt Schwierigkeiten mit sich bei der Herstellung von reinen oder nahezu reinen Dialkylzinn-Verbindungen,
weil in dem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von diesen Verbindungen zu verwendenden
Dialkylzinndichlorid andere Alkylzinnchloride als Verunreinigungen enthalten sind, welche im Endprodukt
auftreten.
Für die Stabilisation von z. B. für die Verpackung von Lebensmitteln u. dgl. geeigneten chlorhaltigen
Polymeren ist die Anwesenheit toxischer Trialkylzinnverbindungen in den Dialkylzinnverbindungen unerwünscht.
Die jetzt bekannten Reaktionen für die Herstellung von Dialkylzinnverbindungen aus Dialkylzinndichlorid
haben weiter noch den Nachteil, daß sie bei verhältnismäßig hohen Temperaturen verlaufen. Hierdurch
finden Nebenreaktionen statt, infolge derer die Farbe des Endproduktes nachteilig beeinflußt wird.
Es wurde nun gefunden, daß reine Dialkylzinnverbindungen erhalten werden können, wenn man
Gemische von Dialkylzinnchloriden der allgemeinen Formel R2SnCl2, in der R eine verzweigte oder unverzweigte
Alkylgruppe mit höchstens 12 C-Atomen bedeutet, mit Mono- und/oder Trialkylzinnchloriden bei
Verfahren zur Herstellung von reinen Dialkylzinnverbindungen
Anmelder:
Koninklijke Industrieele Maatschappij,
voorheen Noury & van der Lande N.V., Deventer (Niederlande)
Vertreter:
Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dr.-Ing. A. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann
und DipL-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,
München 27, Möhlstr. 22
Als Erfinder benannt:
Wilhelmus Johannes Cornells Viveen,
Arnold Schroeder, Deventer (Niederlande)
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 21. April 1961 (263 930)
bis 3O0C in Aceton mit wäßrigem Ammoniak umsetzt,
den dabei ausfallenden Komplex der allgemeinen Formel R2SnCl2 · 2 NH3 abtrennt und in einem
inerten Lösungsmittel mit einer Verbindung, die ein an Sauerstoff oder Schwefel gebundenes aktives
Wasserstoffatom enthält in etwa stöchiometrischem Verhältnis bei 10 bis 60° C umsetzt. Mit Verbindungen,
welche ein an Sauerstoff oder an Schwefel gebundenes aktives Wasserstoffatom enthalten, sind solche gemeint,
bei denen ein Wasserstoffatom durch ein Alkalimetall dadurch ersetzt werden kann, daß man die
betreffende Verbindung mit dem korrespondierenden Metallhydroxyd reagieren läßt. Beispiele solcher Verbindungen
sind Verbindungen, welche eine
.0 .
-, eine
:c = c:
-, eine —SH-,
'OH
OH
eine — C. -, eine — ι
XSH
XSH
SH
409 559/580
oder eine
- Gruppe
SH
enthalten.
Bei der Herstellung des Ammoniakkomplexes mit wäßrigem Ammoniak, das z. B. in der Form einer
25%igen Lösung der acetonischen Dialkylzinndichloridlösung
zugesetzt werden kann, fällt überraschenderweise, trotz der Anwesenheit von Wasser, der Ammo- ίο
niakkomplex von Dialkylzinndichlorid und nicht das korrespondierende Dialkylzinnoxid aus.
Die Herstellung des Komplexes kann man vorteilhaft mit einem 5 bis -10%igen Überschuß Ammoniak
ausführen.
Es hat sich herausgestellt, daß die im Ausgangsdiaikylzinndichlorid
vorhandenen Verunreinigungen, wie Trialkylzinnmonochlorid und Monoalkylzinntrichlorid,
nicht mit dem Ammoniakkomplex ausfallen, sondern im Aceton-Wasser-Medium zurück- 20
bleiben. Falls erwünscht, können sie daraus zurückgewonnen werden. Hierzu soll nach Abfiltrieren des
Ammoniakkomplexes das gegebenenfalls Wasser enthaltende Acetonfiltrat mit verdünnter Salzsäure angesäuert,
das Aceton abdestilliert und danach die zurück- 25 (berechnet: 17,12%). gebliebene wäßrige Lösung mit Benzol extrahiert
werden. Nach Abdestillieren des Benzols erhält man ein Gemisch von Alkylzinnchloriden, das wieder zur
Herstellung von Dialkylzinndichlorid verwendet werden kann. 30
Die Reaktion zwischen dem Ammoniakkomplex und der Verbindung, welche ein an Sauerstoff oder
Schwefel gebundenes aktives Wasserstoffatom enthält, wird in einem indifferenten organischen Lösungsmittel,
vorzugsweise in einem Lösungsmittel, aus dem das während der Reaktion gebildete Ammoniumchlorid
leicht, z. B. durch Filtration, zu entfernen ist, ausgeführt. Von diesen Lösungsmitteln kommen insbesondere
Benzol, Toluol, Xylol und Tetrachlorkohlenstoff in Betracht.
Die Reaktion zwischen dem Komplex und der Verbindung mit dem reaktiven Wasserstoffatom findet bei
einer relativ niedrigen Temperatur zwischen 20 und 6O0C statt. Hierdurch wird Nebenreaktionen vorgebeugt
und es werden sehr reine und hellgefärbte Endprodukte in fast quantitativen Ausbeuten erhalten.
84,4 g dieses Komplexes wurden in 125 ml Benzol suspendiert, wonach unter Rühren bei Zimmertemperatur
im Verlauf von 20 Minuten eine Lösung von 102 g Laurinsäure (98%) in 100 ml Benzol zugesetzt
und das erhaltene Gemisch 2 Stunden nachgerührt wurde. Hierbei schied sich Ammoniumchlorid
ab, das abgesaugt, gewaschen mit 50 ml Benzol und getrocknet wurde. Hierbei wurden 26,7 g NH4Cl
erhalten.
Von den kombinierten Filtraten wurde das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem
Druck entfernt. Als Rückstand wurden 156 g Dibutylzinndilaurat
erhalten.
n'S = 1,4683. Sn-Gehalt 18,80°/0 (berechnet:
18,83%). Ausbeute: 99%.
Im folgenden sind die Daten für einige andere in gleicher Weise mit Hilfe dieses Komplexes hergestellte
Verbindungen gegeben:
Dibutylzinndinaphthenat
Hergestellt aus 84,4 g Komplex und 115,5g Naphthenensäure
(Säurezahl 242).
= 1,4960. Ausbeute 98%. Sn-Gehalt 17,00%
/ O C2H5 \
(C4H9)2Sn\SCH2C — O — CH2CH — C4H9/2
Hergestellt aus 66,9 g Komplex und 82,3 g 2-Äthylhexylester
von Thioglykolsäure (Gehalt 98,3%).
nl° = 1,5075. Ausbeute 99.5%. Analyse: Sn 18,6%,
Cl 0,03%, S 10,0%·
(C4H9)2Sn[SCH2CH2C(O)OCH2CH(C2H5)C4H9]2
Hergestellt aus 66,9 g Komplex und 88,5 g /?-Mercaptopropionsäure-2-äthyIhexylester
(Gehalt 98,5 %)·
n» = 1,5046. Ausbeute 99,4%. Analyse: Sn 17,8%,
Cl 0,03%, S 9,6%.
Herstellung von
(C4H9)2Sn[OC(O)C6H4C(O)OCH2CH(C2H5)C4H9]2
Herstellung von (C4H9)2Sn \O — C — CnH2
Einer Lösung von 93 ml einer wäßrigen 25%igen Ammoniaklösung in 450 ml Aceton wurde unter
Rühren im Verlauf von 30 Minuten eine Lösung von 180 g technisches Dibutylzinndichlorid, das 4 % Monobutylzinntirchlorid
und 5% Tributylzinnmonochlorid als Verunreinigung enthielt, in 450 ml Aceton zugesetzt,
wobei durch Kühlung dafür Sorge getragen wurde, daß die Reaktionstemperatur innerhalb von
Einer Lösung von 93 ml einer wäßrigen 25%igen Ammoniaklösung in 450 ml Aceton wurde unter
Rühren im Verlaufe von 30 Minuten eine Lösung von 55 20 bis 25° C blieb.
180 g technisches Dibutylzinndichlorid, das 20 Ge- Nacn Zusatz der Lösung wurde noch 10 Minuten
wichtsprozent Tributylzinnmonochlorid als Verunreinigung
enthielt, in 450 ml Aceton, zugesetzt, wobei durch Kühlung dafür Sorge getragen wurde, daß die Reaktionstemperatur
innerhalb von 20 bis 250C blieb.
Nach Zusatz der Lösung wurde noch 10 Minuten
weitergerührt, der gebildete Niederschlag abfiltriert, zweimal mit 50 ml Aceton gewaschen und daraufhin
getrocknet. Man erhielt 158 g (C4H9)2SnCI3 · 2 NH3.
Ausbeute: 98,9%. " 6s
Analyse:
Gefunden ... N 8,21 %, Cl 20,9%; berechnet ... N 8,28%, Cl21,0%.
weitergerührt; der gebildete Niederschlag abfiltriert, zweimal mit 50 ml Aceton gewaschen und daraufhin
getrocknet.
Man erhielt 180 g (C4H9)2SnCl2 · 2 NH3. Ausbeute
98,9%.
Analyse:
Gefunden ... N 8,25%, Cl 20,94%; berechnet ... N 8,28%, Cl 21,00%.
84,4 g dieses Komplexes wurden in 125 ml Benzol suspendiert, wonach im Verlauf von 20 Minuten
223 g einer kalten Lösung von Mono-2-äthylhexyl-
phthalat in Benzol, welche 2,24 Grammäquivalent
Säure pro Kilogramm Lösung enthielt, zugesetzt wurde. Diese Lösung wurde dadurch erhalten, daß
man 74 g Phthalsäureanhydrid unter Erhitzung in 100 ml Benzol löste und dabei im Verlauf von 40 Minuten
bei Rückflußtemperatur 65 g 2-Äthylhexanol zutropfen ließ und daraufhin noch 2 Stunden lang
unter Rückfluß erhitzte. Nach Zusatz der in dieser Weise hergestellten Halbesterlösung wurde noch
2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, wonach das Reaktionsgemisch, wie unter Beispiel I beschrieben,
verarbeitet wurde.
Man erhielt 26,7 g NH4Cl und 195 g Dibutylzinnbis-[o-(carbo-2-äthylhexoxy)-benzoat,
n2S = 1,5180. Sn-Gehalt 15,02 °/q (berechnet 15,09 %). Ausbeute 99 %. :
Im folgenden sind die Daten für einige andere in gleicherweise mit Hilfe dieses Komplexes hergestellten
Verbindungen gegeben:
(C4Hg)2Sn(S · C12H25)2
20
Hergestellt aus 84,4 g Ammoniakkomplex und 101 g Laurylmercaptan.
n>° = 1,4992. Sn-Gehalt 18,60 % (berechnet 18,74 °/0).
Ausbeute 98,5%.
(C4H9)2Sn
CHS
o—
C-C-CH3
H O
In ähnlicher Weise wurde aus 84,4 g des Ammoniakkomplexes und 104 g 2-Äthylhexylthioglykolat (98%)
in Xylol 160 g Diisobutylzinn-di-[(carbo-2-äthylhexoxy)-methylmercaptid] hergestellt.
n2S = 1,5033. Sn-Gehalt 18,54% (berechnet 18,59 %)·
Ausbeute 99 %.
Herstellung von
(C8H17)2Sn[OC(O)CH: CHC(O)OCH2CH(QH5)C4H9]2
Einer Lösung von 98 ml einer wäßrigen 25%igen Ammoniaklösung in 450 ml Aceton wurde unter
Rühren im Verlauf von 30 Minuten eine Lösung von 260 g technischem Dioctylzinndichlorid, das 20 Gewichtsprozent
Trioctylzinnmonochlorid als Verunreinigung enthielt, in 450 ml Aceton, zugesetzt, wobei
durch Kühlung dafür Sorge getragen wurde, daß die Reaktionstemperatur innerhalb von 20 bis 25° C blieb.
Nach Zusatz der Lösung wurde noch 10 Minuten weitergerührt, der gebildete Niederschlag abfiltriert,
zweimal mit 50 ml Aceton gewaschen und daraufhin getrocknet.
Man erhielt 222 g (C8H17)2SnCl2 · 2NH3. Ausbeute:
70,0 /0.
Analyse:
Gefunden
berechnet
Gefunden
berechnet
Hergestellt aus 84,4 g Ammoniakkomplex in 50 ml Xylol und 50 g Acetylaceton.
n2S = 1,5243. Sn-Gehalt 27,4% (berechnet 27,6%).
Ausbeute 98,5%.
Herstellung von (iso-C4H8)2Sn(O — C — C11H23)2
Einer Lösung von 88 ml einer wäßrigen 25%igen Ammoniaklösung in 450 ml Aceton wurde unter
Rühren im Verlauf von 30 Minuten eine Lösung von 170,2 g technisches Diisobutylzinndichlorid, das 12 Gewichtsprozent
Triisobutylzinnchlorid in 450 ml Aceton enthielt, zugesetzt, wobei durch Kühlung die Reaktionstemperatur
zwischen 20 und 25° C blieb.
Es wurde noch 10 Minuten nachgerührt und der gebildete Niederschlag abfiltriert, zweimal mit 50 ml
Aceton gewaschen und getrocknet. Man erhielt 166 g
60
\
VCH3-CH-CH2/2SnCl2 · 2 NH3
Ausbeute 99,6%.
Analyse:
Analyse:
Gefunden ... N 8,24%, Cl 20,9%; berechnet ... N8,28%, Cl21,0%.
In ähnlicher Weise wie im Beispiel I wurde aus 84,4 g dieses Ammoniakkomplexes und 102 g Laurinsäure,
26,6 g Ammoniumchlorid und 155 g Diisobutylzinndilaurat erhalten.
nl° = 1,4689. Sn-Gehalt 18,7% (berechnet 18,8%).
Ausbeute 98,5%.
N 6,18%, Cl 15,68%;
N 6,23%, Cl 15,78%.
N 6,23%, Cl 15,78%.
112,5 g dieses Komplexes wurden unter Rühren in 100 ml Benzol suspendiert. Der Suspension wurden
bei Zimmertemperatur im Verlauf von 20 Minuten 205 g einer kalten Lösung von Mono-2-äthylhexylmaleinat
in Benzol, welche 2,44 Grammäquivalente Säure pro Kilogramm Lösung enthielt, zugesetzt.
Diese Lösung wurde dadurch erhalten, daß man 49 g Maleinsäureanhydrid unter Erhitzung in 100 ml Benzol
löste, hierbei im Verlauf von 40 Minuten bei 80°C 65 g 2-Äthylhexanol zutropfen ließ und daraufhin
2 Stunden lang unter Rückfluß erhitzte.
Nach Zusatz der in dieser Weise hergestellten Halbesterlösung wurde noch 2 Stunden gerührt und daraufhin
wurde das Reaktionsgemisch, wie unter Beispiel I beschrieben, verarbeitet.
Man erhielt 26,6 g Ammoniumchlorid und 197 g
(C8H17)2Sn[OC(O)CH: CHC(O)OCH2CH(C2HB)C4H9]2
n2§ = 1,4812. Sn-Gehalt 14,78 % (berechnet 14,87 %).
Ausbeute: 98,5%.
Im folgenden sind die Daten für einige andere in gleicher Weise mit Hufe dieses Ammoniakkomplexes
hergestellten Verbindungen gegeben.
Il
C — O — CH2CH(C2H6)C4H9
(C8H17)2Sn S-CH
CH2
C — O — CH2CH(C2H5)C4H9
(C8H17)2Sn S-CH
CH2
C — O — CH2CH(C2H5)C4H9
Il
ο
75 g Thioapfelsäure wurden in 125 ml Benzol gelöst und nach Zusatz von 130 g 2-Äthylhexanol durch
azeotrope Destillation die bei der Veresterung frei werdende Menge Wasser (18 ml) entfernt. Diese
Lösung wurde unter Rühren im Verlauf von 30 Minuten bei 20 bis 25 0C einer Suspension von 112,5g
Dioctylzinndichlorid, Ammoniakkomplex, in 100 ml Benzol zugesetzt. Daraufhin wurde noch 3 Stunden
nachgerührt und das gebildete NH4Cl abgesaugt, gewaschen
mit Benzol und getrocknet. Gewicht: 26,5 g.
Von den kombinierten Filtraten wurde das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck
entfernt. Als Rückstand wurden 270 g der obigen Verbindung erhalten.
V2S = 1,4892. Sn-Gehalt 10,78% (berechnet 10,88%).
Ausbeute: 99%.
(C8H17)2Sn(S — C6H5)2
Hergestellt in Toluol aus 112,5 g Ammoniakkomplex
und 55 g Thiophenol. n2S = 1,5688. Sn-Gehalt
20,92% (berechnet 21,10%). Ausbeute: 98%.
ao (C8H17)2Sn[SCH2C(O)OCH2CH(C2H5)C4H9]2
88,7 g des vorstehend angegebenen Ammoniakkomplexes wurden unter Rühren bei Zimmertemperatur
im Verlauf von 1V2 Stunden in 40 ml Benzol,
worin 37,6 g Thioglykolsäure (Gehalt 98 %) in Gegenwart von 0,35 g Paratoluylsulfonsäure als Katalysator
unter Wasserabspaltung durch azeotrope Destillation mit 52 g 2-Äthylhexanol bis Erhalt des Thioglykolsäure-(2-äthylhexyl)-esters,
umgesetzt wurde, zugesetzt.
Das gebildete Ammoniumchlorid wurde abgesaugt und mit Benzol gewaschen. Nach Zusammenbringen
der Filtrate wurden dieselben einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen.
Man erhielt 146,0 g der obigen Verbindung.
= 1,4992. Analyse: Cl0,05%, Sn 15,8%, n-butylesters umgesetzt wurde, zugesetzt. Man erhielt
125,0 g (C8H17)2Sn[SCH2C(O)OC4H9]2.
ni° = 1,5070. Analyse: Cl 0,02%, Sn 18,6%, S 10,0 "/ο-
Herstellung von
(CiaH25)2Sn\O — C— C6Hj2
In ähnlicher Weise wie bei den Beispielen 1 und IV wurden aus 98 ml einer wäßrigen 25%igen Ammoniaklösung
und 325 g technischem Dilaurylzinndichlorid, das 5 Gewichtsprozent anderer Laurylzinnchloride als
Verunreinigung enthielt, 324,3 g(CI2H25)2SnCl2 · 2NH3
erhalten. Ausbeute 98,7%.
Analyse:
Gefunden
berechnet
Gefunden
berechnet
N 4,96%, Cl 12,57%; N 4,99%, Cl 12,64%.
S 8,5%.
(C8H17)2Sn[SCH2C(O)OC18H37]2
88,7 g des vorstehend angegebenen Ammoniakkomplexes wurden unter Rühren bei Zimmertempe-
ratur im Verlauf von 1V2 Stunden in 40 ml Benzol,
worin 37,6 g Thioglykolsäure (Gehalt 98 %) m Gegenwart von 0,35 g Paratoluylsulfonsäure als Katalysator
unter Wasserabspaltung durch azeotrope Destillation mit 108 g Stearylalkohol bis zum Erhalt des Thioglykolsäure-stearylesters
umgesetzt wurde, zugesetzt.
Man erhielt 200,0 g
(C8H17)2Sn[SCH2C(O)OC18H37]2.
nl° = 1,4992. Analyse: Cl 0,03%, Sn 10,5%,
S 5,65%.
(C8H17)2Sn[SCH2C(O)OC4H9]2
88,7 g des vorstehend angegebenen Ammoniakkomplexes wurden unter Rühren bei Zimmertempe-
ratur im Verlauf von 1V2 Stunden in 40 ml Benzol,
worin 37,6 g Thioglykolsäure (Gehalt 98 %) in Gegenwart
von 0,35 g Paratoluylsulfonsäure als Katalysator unter Wasserabspaltung durch azeotrope Destillation
mit 29,6 g n-Butanol bis Erhalt des Thioglykolsäure-281 g dieses Komplexes wurden in 400 ml Benzol
suspendiert, wonach bei 40 bis 45 0C im Verlauf von
40 Minuten eine Lösung von 122 g Benzoesäure in 350 ml Aceton zugesetzt und das erhaltene Gemisch
bei 6O0C 1 Stunde gerührt wurde. Der gebildete
Niederschlag wurde abgesaugt und mit Benzol nachgewaschen. Nach Trocknung erhielt man 53,4 g Ammoniumchlorid.
Sämtliche Filtrate wurden durch Destillation unter vermindertem Druck vom Lösungsmittel
befreit. Man erhielt einen Rückstand von 344 g Dilaurylzinndibenzoat. Schmelzpunkt 59 bis 6I0C.
Sn-Gehalt 16,89% (berechnet 17,00%). Ausbeute:
98%·
In ähnlicher Weise wurde aus 28,1 g des Ammoniakkomplexes und 13,8 g Thiobenzoesäure in 65 ml Shell-Spezialbenzin
(Siedepunkt 62 bis 82° C) 36,2 g Dilauryl-di-(thiobenzoat) erhalten, n™ = 1,5496. Sn-Gehalt
16,20% (berechnet 16,25%)· Ausbeute: 99%.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von reinen Dialkylzinnverbindungen, dadurch gekennzeichnet,
daß man Gemische von Dialkylzinnchloriden der allgemeinen Formel R2SnCl2, in
der R eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit höchstens 12 C-Atomen bedeutet, mit
Mono- und/oder Trialkylzinnchloriden bei 0 bis 300C in Aceton mit wäßrigem Ammoniak umsetzt,
den dabei ausfallenden Komplex der allgemeinen Formel R2SnCl2 · 2NH3 abtrennt und in einem
inerten Lösungsmittel mit einer Verbindung, die ein an Sauerstoff oder Schwefel gebundenes aktives
Wasserstoffatom enthält, in etwa stöchiometrischem Verhältnis bei 10 bis 6O0C umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes Lösungsmittel Benzol
verwendet.
409 559/580 4.64 © Bundesdruckerei Berlin
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