DE1196197B - Verfahren zur Herstellung von Di-n-octylzinn-beta-mercaptopropionat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Di-n-octylzinn-beta-mercaptopropionatInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C07f
Deutsche Kl.: 12 ο-26/03
Nummer: 1196197
Aktenzeichen: M 57984IV b/12 ο
Anmeldetag: 27. August 1963
Auslegetag: 8. Juli 1965
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Di-n-octylzinn-ß-mercaptopropionat, nachdem man /5-Mercaptopropionsäure oder eines ihrer Alkalisalze
oder ihr Ammoniumsalz mit einem Di-(n-octyl)-zinndihalogenid, -dialkoxid, -diacetat oder -oxid in an
sich bekannter Weise umsetzt.
Es ist bereits bekannt, Diorganozinnoxide, -halogenide
oder alkoxide mit organischen Säuren bzw. deren Salzen in die entsprechenden Diorganozinnsalze
organischer Säuren zu überführen.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Organozinnsalze
haben als Stabilisierungsmittel für Polymere besondere Vorteile, wie sich aus den am Schluß der
Beschreibung angegebenen Vergleichsversuchen ergibt. Die bisher bekannten Stabilisierungsmittel haben 15
häufig einen unangenehmen Geruch, wodurch die Anwendungsgebiete der Enderzeugnisse beschränkt
sind. Auch die Toxizität vieler bekannter Stabilisierungsmittel schließt die Anwendung derselben für
viele Zwecke aus. 20
Bevorzugt verwendet werden Di-n-octylzinnoxid,
Di-n-octylzinndichlorid und Di-n-octylzinndiacetat. 2
Gewünschtenfalls können die im Handel erhältlichen
n-Octylzinnverbindungen als solche verwendet oder Wasser. Im allgemeinen enthält das durch Zentrivor
ihrer Verwendung beim vorliegenden Verfahren 25 fugieren erhaltene Produkt wesentlich weniger Lögereinigt
werden. sungsmittel als das durch Vakuumfiltration gewonnene.
Verfahren zur Herstellung von Di-n-octylzinn-/?-
mercaptopropionat
Anmelder:
M & T Chemicals Inc., Rahway, N. J. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
München 5, Müllerstr. 31
Als Erfinder benannt:
Ambrose Joseph Gibbons jun.,
East Brunswick, N. J. (V. St. A.)
Ambrose Joseph Gibbons jun.,
East Brunswick, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. September 1962 (221367)
Gewünschtenfalls kann die Säure als Alkalisalz oder Ammoniumsalz angewendet werden, z. B. als
NaSCH2CH2COONa.
Andererseits kann die Umsetzung auch in Gegenwart einer Base durchgeführt werden.
Das bevorzugt verwendete Reaktionsmedium ist Aceton, insbesondere soll das verwendete Aceton
weniger als etwa 15 Gewichtsprozent Wasser enthalten. Geringere Konzentrationen an Wasser, vorzugsweise
etwa 10 bis 11%, erlauben — wie nachstehend beschrieben — eine schnellere Umsetzung; aber eine
geringere Konzentration an Wasser kann die Löslichkeit des Produktes im Reaktionsmedium erhöhen.
Vorzugsweise wird Aceton verwendet, das etwa 10 bis 11 Gewichtsprozent Wasser enthält, da es in diesem
Bereich möglich ist, sowohl die Reaktionszeit als auch den Verlust an Produkt auf Grund der Löslichkeit in
der Umsetzungsflüssigkeit sehr klein zu halten. Wenn wasserfreies Aceton verwendet wird, ergibt sich als
spezielles Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Reaktionsgeschwindigkeit wesentlich schneller
wird, und das Aceton kann von dem Umsetzungsgemisch abfiltriert oder abgedampft werden.
Das erhaltene Produkt ist praktisch rein und enthält nur Restmengen des Lösungsmittels, einschließlich
Das so erhaltene Rohprodukt kann weiter entweder mit Wasser mischbaren oder mit Wasser nicht mischbaren
Lösungsmitteln, z. B. Diäthyläther, gewaschen werden. Voruzgsweise wird es zunächst mit Aceton
und dann mit Wasser gewaschen. Das feste Produkt auch durch Umkristallisieren, vorzugsweise aus Aceton,
gereinigt werden. Anschließend wird das so erhaltene Rohprodukt getrocknet, z. B. bei weniger als etwa
4O0C im Vakuum.
Falls es erwünscht ist, die Umsetzung in Abwesenheit von inerten Lösungsmitteln herzustellen, kann die
/3-Mercaptopropionsäure mit dem Di-n-octylzinnoxid vermischt, das Reaktionsgemisch erhitzt und das bei
der Umsetzung als Nebenprodukt entstehende Wasser abgetrieben werden. Im allgemeinen wird das flüssige
Produkt in Aceton gegossen, filtriert und getrocknet. In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben
der Teile — wenn nicht anders angegeben — auf das Gewicht.
B e i s ρ i e 1 1
36,8 Teile Aceton (enthaltend 10% Wasser) wurden zusammen mit 12,3 Teilen /3-Mercaptopropionsäure in
ein Umsetzungsgefäß gegeben. Das Gemisch wurde Minuten lang gerührt, und während dieser Zeit
wurden 42,0 Teile Di-n-octylzinnoxid hinzugefügt. Die
509 599/439
Umsetzungstemperatur wurde während der Zugabe Das Rohprodukt wurde vom Methanol abfiltriert, gedurch
Kühlen unterhalb 400C gehalten. Nach voll- trocknet und aus Isobutanol umkristallisiert. Das
endeter Zugabe wurde das Gemisch 5 Stunden unter Di-n-octylzinn-ß-mercaptopropionat, zeigte einen
Rückfluß erhitzt. Wenn der pH-Wert einer Probe bei Schmelzpunktbereich von 90 bis 910C. Es besaß eine
etwa 4,0 liegt, entsprechend einer Konzentration von 5 weiße amorphe Struktur und ergab folgende Analysenweniger als etwa 1 % Säure im System, hat eine Um- werte: Sn 26,5%, S 7,08%.
Wandlung von etwa 98 % stattgefunden. „ . . . ,
Das Umsetzungsgemisch wurde auf 15 bis 200C ab- ü e! s ρ ι e l 3
gekühlt und nitriert, wobei eine Ausbeute an Roh- 42,4 Teile ß-Mercaptopropionsäure wurden zuprodukt von etwa 38,4 Teilen erhalten wurde. Dieses io sammen mit 144 Teilen Di-n-octylzinnoxid in ein UmRohprodukt kann Aceton enthalten, das durch setzungsgefäß gegeben. Das Umsetzungsgemisch wurde Vakuumtrocknung bei 40° C entfernt werden kann. erhitzt, um das durch die Reaktion gebildete Wasser Das Di-n-octylzinn-jS-mercaptopropionat, das in einer abzutreiben. Das rohe Reaktionsgemisch wurde zu Ausbeute von 95 % abgenommen wurde, zeigte einen Aceton hinzugefügt. Das Di-n-octylzinn-ß-mercapto-Schmelzpunktbereich von 90 bis 910C. Es besaß eine 15 propionat fiel aus, wurde abfiltriert und getrocknet. weiße amorphe Struktur und ergab folgende Analysen- Das Di-n-octylzinn-ß-mercaptopropionat besaß einen werte: Sn 26,4%; S 7,1%. Schmelzpunktbereich von 88 bis 93°C und ergab
Wandlung von etwa 98 % stattgefunden. „ . . . ,
Das Umsetzungsgemisch wurde auf 15 bis 200C ab- ü e! s ρ ι e l 3
gekühlt und nitriert, wobei eine Ausbeute an Roh- 42,4 Teile ß-Mercaptopropionsäure wurden zuprodukt von etwa 38,4 Teilen erhalten wurde. Dieses io sammen mit 144 Teilen Di-n-octylzinnoxid in ein UmRohprodukt kann Aceton enthalten, das durch setzungsgefäß gegeben. Das Umsetzungsgemisch wurde Vakuumtrocknung bei 40° C entfernt werden kann. erhitzt, um das durch die Reaktion gebildete Wasser Das Di-n-octylzinn-jS-mercaptopropionat, das in einer abzutreiben. Das rohe Reaktionsgemisch wurde zu Ausbeute von 95 % abgenommen wurde, zeigte einen Aceton hinzugefügt. Das Di-n-octylzinn-ß-mercapto-Schmelzpunktbereich von 90 bis 910C. Es besaß eine 15 propionat fiel aus, wurde abfiltriert und getrocknet. weiße amorphe Struktur und ergab folgende Analysen- Das Di-n-octylzinn-ß-mercaptopropionat besaß einen werte: Sn 26,4%; S 7,1%. Schmelzpunktbereich von 88 bis 93°C und ergab
. . folgende Analysenwerte: Sn 26,4%; S 7,1%·
Beispiel 2 Dem erfindungSgernäß erhaltenen Di-n-octylzinn-
100 Teile trockenes Aceton wurden zusammen mit 20 ß-mercaptopropionat, kommt folgende halbempirische
21,3 Teilen/3-MercaptopropionsäureineinUmsetzungs- Formel zu:
gefäß gegeben. Das Gemisch wurde 5 Minuten gerührt (n-C8H17)2Sn(SCH2CH2COO),
während welcher Zeit 67,75 Teile Di-n-octylzinnoxid 8
hinzugefügt wurden. Die Reaktionstemperatur wurde genauer dürfte die folgende Formel sein:
während der Zugabe durch Kühlen unterhalb 400C 25 r/_ r· w ^ ?„icrH ru rnnii
gehalten. Nach vollendeter Zugabe wurde das Umsetzungsgemisch 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt. wobei a, bestimmt auf Grund des durchschnittlichen
während welcher Zeit 67,75 Teile Di-n-octylzinnoxid 8
hinzugefügt wurden. Die Reaktionstemperatur wurde genauer dürfte die folgende Formel sein:
während der Zugabe durch Kühlen unterhalb 400C 25 r/_ r· w ^ ?„icrH ru rnnii
gehalten. Nach vollendeter Zugabe wurde das Umsetzungsgemisch 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt. wobei a, bestimmt auf Grund des durchschnittlichen
Das Reaktionsgemisch wurde auf 25 bis 300C ab- Molekulargewichtes, eine kleine Zahl, etwa 4 bis 8,
gekühlt und filtriert, es ergab etwa 80 Teile Roh- sein kann. Das Produkt dürfte ein Gemisch sein, das
produkt. Dieses Rohprodukt enthielt Aceton, das 30 Molekülarten, in denen α eine ganze Zahl, z. B. 1 bis 12,
durch Lufttrocknung des Produktes bei 25 0C entfernt ist, enthält. Es scheint, daß diese Verbindung eine
werden konnte. Das Di-n-octylzinn-jß-mercaptopro- polymere Struktur aufweist und daß die Werte des
pionat, zeigte einen Schmelzpunktbereich von 90 bis durchschnittlichen Molekülargewichtes auf ein Vor-
91°C. Das Produkt besaß eine weiße amorphe Struktur liegen von 4 bis 8 der oben aufgezeigten Einheiten in
und ergab folgende Analysenwerte: Sn 26,23 %; 35 der Kette hinweisen. Diese 4 bis 8 Einheiten können
S 7,26%. ferner miteinander durch eine Ringstruktur verbunden
B e i s η i e 1 3 se'n' W0De^ das Zinnatom einer Einheit mit einem
Sauerstoff der Carboxylgruppe einer anderen Einheit
400 Teile Toluol wurden zusammen mit 21,2 Teilen verbunden und der Octylrest am Zinn gebunden sein
jS-Mercaptopropionsäure in ein Reaktionsgefäß ge- 40 kann. Demzufolge dürfte jedes Zinnatom eine Sauergeben.
Das Gemisch wurde 5 Minuten gerührt, Stoffbindung, eine Schwefelbindung und zwei Kohlenwährend
welcher Zeit 72,2 Teile Di-n-octylzinnoxid Stoffbindungen aufweisen.
hinzugefügt wurden. Nach vollendeter Zugabe wurde Diese neue Verbindung ist durch ihre weiße bis fast
das Reaktionsgemisch unter Rückfluß erhitzt. Das weiße Farbe, durch ihre amorphe oberflächlich
während der Umsetzung gebildete Wasser wurde durch 45 körnige Struktur, durch ihren unerwartet hohen
dreistündige azeotrope Destillation entfernt. Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich von etwa 87 bis
Das Umsetzungsgemisch wurde zwecks Entfernung 93 0C, gewöhnlich durch seinen sehr geringen typischen
des Toluols unter Vakuum erhitzt. Das abgekühlte Geruch, durch ihre hohe Löslichkeit in organischen
Gemisch enthielt das Rohprodukt in einer Menge von Lösungsmitteln, einschließlich Benzol und durch ihre
etwa 68 Teilen. Dieses Rohprodukt enthielt Toluol, 50 Unlöslichkeit in Wasser gekennzeichnet. Das Infra-
das durch Vakuumtrocknung bei 0,05 Torr und etwa rotspektrum, zeigt eine stark ionisierte »Carboxyl-
200C entfernt werden konnte. Das Di-n-octylzinn- Salz-Bande« bei 6,5 Mikron.
jS-mercaptopropionat wurde aus Isopropanol um- Eine besonders überraschende Eigenschaft dieser
kristallisiert, F. = 88 bis 930C. Die Analyse ergab: neuartigen Verbindung besteht darin, daß sie eine nur
Sn 27,60%; S 7,25%. 55 geringe Toxizität aufweist. Bei Prüfungen mit Hilfe
. . des bekannten Karbar-Verfahrens unter Verwendung
Beispiel 4 yon Ratten W111-^e LD30 mit 2,57 g je Kilogramm ge-
640 Teile Benzol wurden zusammen mit 42,4 Teilen funden. Dies ist wesentlich höher als die LD30-Toxi-
/?-Mercaptopropionsäure in ein Umsetzungsgefäß ge- zität von vielen üblicherweise verwendeten Stabili-
geben. Das Gemisch wurde 5 Minuten gerührt, 60 sierungsmitteln für Polyvinylchlorid, die eine LD30 von
während welcher Zeit 144 Teile Di-n-octylzinnoxid nur Zehntelgrammen je Kilogramm besitzen können,
hinzugefügt wurden. Nach vollendeter Zugabe wurde Eine sehr wichtige Eigenschaft des Di-n-octylzinn-
das Gemisch unter Rückfluß erhitzt. Das während der /J-mercaptopropionats besteht in der Verwendbarkeit
Umsetzung gebildete Wasser wurde durch azeotrope zur Stabilisierung von Polymerisaten gegen den Abbau
Destillation innerhalb 150 Minuten entfernt. Das Re- 65 durch Einwirkung von Wärme und Licht,
aktionsgemisch wurde erhitzt, um das Benzol zu ver- Um die Überlegenheit der gemäß der Erfindung
dampfen. Es wurde sodann mit einem Überschuß an hergestellten Produkte als Stabilisierungsmittel für
Methanol vermischt, um das Produkt zu kristallisieren. Polymere nachzuweisen, wurden die im folgenden er-
läuterten Versuche durchgeführt. Das bei den Versuchen verwendete Polymerisat bestand aus Polyvinylchlorid
und besaß ein spezifisches Gewicht von 1,40, eine Shoren-Durometer-»D«-Härte von 80 und eine
Zugfestigkeit von 492 kg/cm2.
Für jeden Versuch wurden 100 Teile des obengenannten Vinylchloridpolymerisates mit den nachstehend
aufgeführten Mengen des erfindungsgemäß erhaltenen Stabilisierungsmittels bzw. der Kontroll-Stabilisierungsmittel
vermischt. Das Polymerisat wurde zusammen mit dem Stabilisierungsmittel auf einen
DifFerential-Zweiwalzenmischer, der auf 163 bis 177° C
erhitzt war, gebracht, und das Gemisch wurde dann etwa 5 Minuten vermählen. Es bildete sich ein ununterbrochenes
Band der Masse um eine der Walzen. Dieses Band wurde zerschnitten und die Masse von der
heißen Walze als ununterbrochenes Schichtgebilde abgenommen.
Für die Prüfung auf Wärmebeständigkeit wurden diese stabilisiertenMassen in Quadrate von 2,54 · 2,54 cm
zerschnitten, die in einen Luftofen eingebracht wurden, der auf 190°C eingestellt war. Muster von jeder Masse
wurden in Abständen von 15 Minuten aus dem Ofen entnommen und gemäß folgender Skala hinsichtlich
Farbveränderung und Abbau visuell bewertet:
7 — hell, reinweiß,
6 — fast weiß,
5 — geringster Vergilbungsgrad,
4 — eindeutige Gelbfärbung,
3 — tief gelbbraune Färbung,
2 — tiefe Braunfärbung,
1 — schwarzbraune bis schwarze Färbung.
Die Zeitdauer in Minuten, die notwendig war, um einen Wert von 3 oder weniger zu erreichen, wurde als
»Wärmebeständigkeitswert« aufgezeichnet.
| Beispiel | Stabilisierungsmittel | Gewichts teile |
| A B C D E |
Di-n-octylzinn-jS-mercaptopro- pionat Di-n-octylzinn-ß-mercaptopro- pionat Di-n-octylzinn-ß-mercaptopro- pionat Kontrollsubstanz I Kontrollsubstanz II |
3 3 2 2 2 |
Das als Kontrollsubstanz I verwendete Stabilisierungsmittel war Di-n-butylzinn-S.S'-bis-isooctylmercaptoacetat,
ein im Handel erhältliches Polyvinyl-Stabilisierungsmittel; das als Kontrollsubstanz II verwendete
Stabilisierungsmittel war Di-n-butylzinndilaurylmercaptid, ebenfalls ein handelsübliches Polyvinylchlorid-Stabilisierungsmittel.
Jeder Wärmeprüfungsversuch und Kontrollversuch wurde unter identischen Bedingungen ausgeführt.
Tabelle I zeigt, unter Bezugnahme auf die vorstehende Bewertungsskala die Färbung der Polyvinylchloridmuster:
| Tabelle I | Bei- | 7 | 15 | Minuten | 60 | 75 | 90 | Wärme beständig |
| lo sPiel | 7 | 6 | 30 I 45 | 4 | 4 | 4 | keitswert | |
| A | 7 | 6 | ι 5 ; 5 |
4 | 3 | 90 + | ||
| B | 6 | 6 | 5 ! 5 | 4 | 4 | 1 | 75 | |
| ic C | 5 | 4 | 5 I 5 | 1 | 1 | — | 60 + | |
| 5 D | 4 | 4 ! 1 | 1 | 1 | 1 | 30 + | ||
| E | 4 ! 1 | 30 + | ||||||
Wie sich aus obiger Tabelle ergibt, sind die Polymeren, die das erfindungsgemäße Produkt enthalten,
über einen unerwartet langen Zeitraum hinweg gegenüber Wärmeabbau beständig. Im Falle des Beispiels C
im Vergleich zum Kontrollbeispiel D ist beispielsweise eine Verbesserung von 50% festzustellen. Bei keinem
der Beispiele dunkelten die erfindungsgemäßen PoIyvinylchloridmuster
in weniger als etwa 60 bis 75 Minuten nach und wurden braun. Viele handelsübliche
Stabilisierungsmittel sind nach 15 Minuten verfärbt und nach 30 Minuten gewöhnlich schwarz. Ein handelsübliches
Muster, das nach 60 Minuten nicht schwarz wird, wird normalerweise als unerwartet und außergewöhnlich
überlegen bewertet.
Das neuartige feste Stabilisierungsmittel ist insofern besonders vorteilhaft, als es das Polyvinylchlorid nicht
weichmacht, was bei vielen flüssigen Stabilisierungsmitteln der Fall ist.
Ein spezielles Merkmal des erfindungsgemäß hergestellten Produktes besteht darin, daß das damit stabilisierte
Polyvinylchlorid Gleiteigenschäften bekommt. Die Verträglichkeit der neuen Verbindung mit PoIyvinylchloridharzen
ist außergewöhnlich hoch; es werden weder Trübungen noch andere unerwünschte Nachteile beobachtet. Ein Geruch dieser Substanz und
des damit stabilisierten Polyvinylchlorids ist praktisch nicht vorhanden. Mit Hilfe dieser Substanz stabilisierte
Polymerisate werden unter normalen Bedingungen nicht fleckig. Die Klarheit der erfindungsgemäß
stabilisierten Polymerisate ist ungewöhnlich hoch.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Di-(n-octyl)-zinniS-mercaptopropionat, dadurch gekennzeichnet, daß man ß-Mercaptopropionsäure oder eines ihrer Alkalisalze oder ihr Ammoniumsalz mit einem Di-(n-octyl)-zinndihalogenid, -dialkoxid, -diacetat oder -oxid in an sich bekannter Weise umsetzt.In Betracht gezogene Druckschriften:
D u b »OrganomeballicCompounds«, Band II (1961), S. 190.509 599/439 6.65 ® Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22136762A | 1962-09-04 | 1962-09-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1196197B true DE1196197B (de) | 1965-07-08 |
Family
ID=22827519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEM57984A Pending DE1196197B (de) | 1962-09-04 | 1963-08-27 | Verfahren zur Herstellung von Di-n-octylzinn-beta-mercaptopropionat |
Country Status (4)
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|---|---|
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| DE (1) | DE1196197B (de) |
| GB (1) | GB1055995A (de) |
| NL (1) | NL297477A (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59309728D1 (de) * | 1992-06-30 | 1999-09-16 | Witco Vinyl Additives Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Diorganozinnmercaptocarboxylaten |
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-
1963
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