DE1495953C - Verfahren zur Herstellung von Poly (halogenphenylenathern) - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Poly (halogenphenylenathern)Info
- Publication number
- DE1495953C DE1495953C DE1495953C DE 1495953 C DE1495953 C DE 1495953C DE 1495953 C DE1495953 C DE 1495953C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- copper
- salt
- complex
- reaction
- aromatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 title claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- -1 heterocyclic amine Chemical class 0.000 claims description 57
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N cu2+ Chemical class [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 38
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 34
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 24
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011630 iodine Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910052740 iodine Chemical group 0.000 claims description 4
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical group II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 4
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 claims description 2
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 claims 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Natural products OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 43
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 32
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 30
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 25
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 25
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 18
- 239000002585 base Substances 0.000 description 17
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N cu+ Chemical class [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L Copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 13
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M Copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 7
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N Nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- LINPIYWFGCPVIE-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-Trichlorophenol Chemical compound OC1=C(Cl)C=C(Cl)C=C1Cl LINPIYWFGCPVIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTMDXZNDVAMKGV-UHFFFAOYSA-L Copper(II) bromide Chemical compound [Cu+2].[Br-].[Br-] QTMDXZNDVAMKGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 4
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 3
- DZCLVBQEPZQZNN-UHFFFAOYSA-N copper;phenol Chemical compound [Cu].OC1=CC=CC=C1 DZCLVBQEPZQZNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 238000005691 oxidative coupling reaction Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N Benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- XUOBAVGLUHPSGJ-UHFFFAOYSA-N ClC=1C(=C(C(=C2C=1O2)Cl)Cl)Cl Chemical compound ClC=1C(=C(C(=C2C=1O2)Cl)Cl)Cl XUOBAVGLUHPSGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEOCHZFPBYUXMC-UHFFFAOYSA-L Copper benzoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1.[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 YEOCHZFPBYUXMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- WIVXEZIMDUGYRW-UHFFFAOYSA-L Copper(I) sulfate Chemical compound [Cu+].[Cu+].[O-]S([O-])(=O)=O WIVXEZIMDUGYRW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L Copper(II) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- SXHYOTRZGGGMEV-UHFFFAOYSA-N Copper(II) azide Chemical compound [N-][N+]=[N-][Cu+2][N-]=[N+]=[N-] SXHYOTRZGGGMEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L Copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UXIJQZSBOOKEKZ-UHFFFAOYSA-N O.[Cu]=O Chemical compound O.[Cu]=O UXIJQZSBOOKEKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SVHOVVJFOWGYJO-UHFFFAOYSA-N Pentabromophenol Chemical compound OC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br SVHOVVJFOWGYJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N Pentachlorophenol Chemical compound OC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N Tetramethylenedisulfotetramine Chemical compound C1N(S2(=O)=O)CN3S(=O)(=O)N1CN2C3 AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 2
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IXSIQMIYJPIHFR-UHFFFAOYSA-N copper(1+);azide Chemical compound [Cu]N=[N+]=[N-] IXSIQMIYJPIHFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000336 copper(I) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Cu+2] MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- SXBOEBVXYQFVJM-UHFFFAOYSA-L copper;2-azanidylpentanedioate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C([NH-])CCC([O-])=O SXBOEBVXYQFVJM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 2
- 125000003106 haloaryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 2
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6-tetrachlorophenol Chemical compound OC1=C(Cl)C=C(Cl)C(Cl)=C1Cl VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NXXYKOUNUYWIHA-UHFFFAOYSA-N 2,6-Xylenol Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1O NXXYKOUNUYWIHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LHUADYKKTXZZMQ-UHFFFAOYSA-N 2,6-difluoro-4-iodophenol Chemical compound OC1=C(F)C=C(I)C=C1F LHUADYKKTXZZMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NURQLCJSMXZBPC-UHFFFAOYSA-N 3,4-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=NC=C1C NURQLCJSMXZBPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPHWYUNHLSYXED-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-2-chloro-6-fluorophenol Chemical compound OC1=C(F)C=CC(Br)=C1Cl CPHWYUNHLSYXED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYVJLYLUDKEISQ-UHFFFAOYSA-N 4,5-dichloro-7-oxabicyclo[4.1.0]hepta-1(6),2,4-triene Chemical compound ClC1=CC=C2OC2=C1Cl OYVJLYLUDKEISQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRPSJPFAAGLCA-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-2,6-difluorophenol Chemical compound OC1=C(F)C=C(Br)C=C1F GPRPSJPFAAGLCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DYRVFYHTONHQSA-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-2,3,5,6-tetrafluorophenol Chemical compound OC1=C(F)C(F)=C(Cl)C(F)=C1F DYRVFYHTONHQSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVXYFECYLILSJV-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-2,6-difluorophenol Chemical compound OC1=C(F)C=C(Cl)C=C1F BVXYFECYLILSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N Acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001140714 Citrus latifolia Species 0.000 description 1
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N Copper monosulfide Chemical compound [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M Copper(I) bromide Chemical compound Br[Cu] NKNDPYCGAZPOFS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N Copper(I) cyanide Chemical compound [Cu+].N#[C-] DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMRUOURRLCCWHB-UHFFFAOYSA-M Copper(I) fluoride Chemical compound [Cu]F BMRUOURRLCCWHB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M Copper(I) iodide Chemical compound I[Cu] LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYSA-N Copper(I) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+].[Cu+] AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N Copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YRNNKGFMTBWUGL-UHFFFAOYSA-L Copper(II) perchlorate Chemical compound [Cu+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O YRNNKGFMTBWUGL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N DMA Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 1
- LTMHDMANZUZIPE-PUGKRICDSA-N Digoxin Chemical compound C1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](O[C@@H]3C[C@@H]4[C@]([C@@H]5[C@H]([C@]6(CC[C@@H]([C@@]6(C)[C@H](O)C5)C=5COC(=O)C=5)O)CC4)(C)CC3)C[C@@H]2O)C)C[C@@H]1O LTMHDMANZUZIPE-PUGKRICDSA-N 0.000 description 1
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N Diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGOGYTDOFIYIDX-UHFFFAOYSA-N FC1=C(C(=C(C(=C1Cl)Br)Cl)F)O Chemical compound FC1=C(C(=C(C(=C1Cl)Br)Cl)F)O IGOGYTDOFIYIDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 241000530268 Lycaena heteronea Species 0.000 description 1
- LPNBBFKOUUSUDB-UHFFFAOYSA-N P-Toluic acid Chemical compound CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 LPNBBFKOUUSUDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RDOWQLZANAYVLL-UHFFFAOYSA-N Phenanthridine Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=NC2=C1 RDOWQLZANAYVLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DRFCSTAUJQILHC-UHFFFAOYSA-L acetate;benzoate Chemical compound CC([O-])=O.[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 DRFCSTAUJQILHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 229940111121 antirheumatic drugs Quinolines Drugs 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 235000020127 ayran Nutrition 0.000 description 1
- CREXVNNSNOKDHW-UHFFFAOYSA-N azaniumylideneazanide Chemical group N[N] CREXVNNSNOKDHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- WLLASMDMMUPSMP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid;copper Chemical compound [Cu].OC(=O)C1=CC=CC=C1 WLLASMDMMUPSMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000000068 chlorophenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- RFKZUAOAYVHBOY-UHFFFAOYSA-M copper(1+);acetate Chemical compound [Cu+].CC([O-])=O RFKZUAOAYVHBOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FOMJPIGTKDPIPD-UHFFFAOYSA-M copper(1+);hexadecanoate Chemical compound [Cu+].CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O FOMJPIGTKDPIPD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XVOMHXSMRIJNDW-UHFFFAOYSA-N copper(1+);nitrate Chemical compound [Cu+].[O-][N+]([O-])=O XVOMHXSMRIJNDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWMPRGJXLJWZLV-UHFFFAOYSA-M copper(1+);propanoate Chemical compound [Cu+].CCC([O-])=O SWMPRGJXLJWZLV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RPJAQOVNRDOGAY-UHFFFAOYSA-L copper(1+);sulfite Chemical compound [Cu+].[Cu+].[O-]S([O-])=O RPJAQOVNRDOGAY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M copper(1+);thiocyanate Chemical compound [Cu+].[S-]C#N PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- PUHAKHQMSBQAKT-UHFFFAOYSA-L copper;butanoate Chemical compound [Cu+2].CCCC([O-])=O.CCCC([O-])=O PUHAKHQMSBQAKT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NWFNSTOSIVLCJA-UHFFFAOYSA-L copper;diacetate;hydrate Chemical compound O.[Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O NWFNSTOSIVLCJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LEKPFOXEZRZPGW-UHFFFAOYSA-N copper;dicyanide Chemical compound [Cu+2].N#[C-].N#[C-] LEKPFOXEZRZPGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQVVSSAWECGTRN-UHFFFAOYSA-L copper;dithiocyanate Chemical group [Cu+2].[S-]C#N.[S-]C#N BQVVSSAWECGTRN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JDPSPYBMORZJOD-UHFFFAOYSA-L copper;dodecanoate Chemical compound [Cu+2].CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O JDPSPYBMORZJOD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PTVDYARBVCBHSL-UHFFFAOYSA-N copper;hydrate Chemical compound O.[Cu] PTVDYARBVCBHSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMWMEQINULDRBI-UHFFFAOYSA-L copper;sulfite Chemical compound [Cu+2].[O-]S([O-])=O FMWMEQINULDRBI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium(0) Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002537 isoquinolines Chemical class 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 150000005041 phenanthrolines Chemical class 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-M phenolate Chemical compound [O-]C1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Inorganic materials [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Poly-(halogenphenylenäthern), welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß Halogenphenole der allgemeinen Formel
in der X Fluor oder Chlor und — wenn gleichzeitig Y und jedes Z Brom sind — auch Brom bedeutet,
Y Chlor, Brom oder Jod und Z Wasserstoff, Fluor oder Chlor und — wenn Y und jedes X Brom sind — auch
Brom bedeutet, in Gegenwart eines Komplexes aus einem wäßrigen Kupfer(II)-salz und einem aromatischen,
heterocyclischen Amin in Lösung mit Sauerstoff bei Temperaturen von 80° C bis zur Rückflußtemperatur
der Lösung umgesetzt werden.
Nach einem bekannten Verfahren erfolgt die Herstellung von Eigenkondensationsprodukten von Phenolen
durch Umsetzung von Sauerstoff mit Phenolen der Strukturformel .
OH
in der X ein Substituent aus der Gruppe Wasserstoff, Chlor, Brom und Jod ist, R ein einwertiger Substituent
aus der Gruppe Wasserstoff, Kohlenwasserstoffreste, Halogenkohlenwasserstoffreste mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen
zwischen den Halogenatomen und dem Phenolkern, Oxykohlenwasserstoffreste und halogenierte
Oxykohlenwasserstoffreste mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und
dem Phenolkern ist, R' und R'' die gleiche Bedeutung haben wie R und zusätzlich Halogen bedeuten können,
wobei als sauerstofftragende Zwischenverbindung eine
ίο Lösung eines Komplexes zwischen einem basischen
Kupfer(II)-salz und einem tertiären Amin verwendet wird, in der das Phenol löslich ist. Nach einem weiteren
vorgeschlagenen Verfahren werden Eigenkondensationsprodukte einer begrenzteren Klasse von Phenolen
unter Verwendung einer Lösung von Komplexen zwischen basischen Kupfer(II)-salzen und primären
und sekundären Aminen als sauerstofftragende Zwischenverbindung hergestellt, wobei das Phenol in der
Lösung löslich ist. Die nach dem erstgenannten Verfahren hergestellten Produkte sind entweder PoIyphenylenäther
oder Diphenochinone. Es ist unmöglich, Eigenkondensationsprodukte von Phenolen zu
bilden, in denen beide o-Stellungen des Phenols durch
Halogen besetzt sind. Für viele Anwendungszwecke wäre es erwünscht, Polyphenylenäther herzustellen,
die Halogensubstituenten in wenigstens beiden ö-Stellungen enthalten, besonders wenn flammwidrige oder
selbst erlöschende Polyphenylenäther gewünscht werden.
Poly(halogenphenylenäther) sind bereits hergestellt worden, z. B. durch Herstellung von Silbersalzen der
Halogenphenole, die dann in Lösung thermisch zersetzt wurden, um das Silberhalogenid auszufällen.
Durch Verwendung von Silber wird dieses Herstellungsverfahren überaus teuer. Nach einem anderen
neuen Verfahren werden diese Poly(halogenphenylenäther) durch thermische Zersetzung eines vorher gebildeten
Pyridin-Kupfersalz-Phenolat-Komplexes hergestellt.
Soweit bekannt, ist es unmöglich, Poly(halogenphenylenäther),
ausgehend von 2,6-Dihalogenphenolen, herzustellen, jedoch wurde überraschenderweise
gefunden, daß diese Poly(halogenphenylenäther) bei erhöhten Temperaturen hergestellt werden können,
wenn von einem Phenol ausgegangen wird, das Halogenatome wenigstens in 2-, A- und ö-Stellung, d. h. in
p-Stellung und beiden o-Stellungen enthält, und nur bestimmte Amine zur Bildung des Komplexes aus
Amin und basischem Kupfer(II)-salz verwendet werden. Diese Phenole können oxydativ zu Poly(halogenphenylenäthern)
gekuppelt werden, indem sie mit Sauerstoff umgesetzt werden, wobei als sauerstofftragende
Zwischenverbindung eine Lösung eines basischen Kupfer(II)-salzes mit einem aromatischen, heterocyclischen
Amin verwendet wird, in der das Phenol löslich ist, vorausgesetzt, daß die Reaktion bei einer
Temperatur von 80° C bis zur Rückflußtemperatur der Lösung durchgeführt wird.
Die allgemeine Arbeitsweise zur Durchführung dieses Oxydationsverfahrens besteht darin, daß man
ein sauerstoffhaltiges Gas durch eine Lösung leitet, die ein als Ausgangsmaterial dienendes Gemisch von
monofunktionellen, monocyclischen Halogenphenolen, die Halogene wenigstens in der p-Stellung und in
beiden o-Stellungen enthalten (nachstehend kurz als"
- »Kalogenphenole« bezeichnet) und wenigstens ein basisches Kupfersalz als Komplex mit einem aromatischen,
heterocyclischen Amin gelöst enthält.
Bei der Verwendung des Katalysators in Form des Komplexes zwischen dem basischen Kupfersalz und
dem aromatischen, heterocyclischen Amin hat das jeweils verwendete Kupfersalz keinen Einfluß auf die
Art des erhaltenen Produkts. Man kann entweder von einem Kupfer(II)- oder einem Kupfer(I)-salz ausgehen.
Die einzige Voraussetzung ist, daß bei Verwendung eines Kupfer(I)-salzes dieses in der Lage sein muß, im
zweiwertigen Zustand vorzuliegen, und einen im Reaktionsmedium löslichen Komplex mit dem aromatischen,
heterocyclischen Amin bilden muß. Der Forderung, daß das Kupfer(I)-salz fähig sein muß, im
zweiwertigen Zustand vorzuliegen, liegt folgende Annahme zugrunde: Die Oxydation des Halogenphenols
erfolgt durch Umsetzung des Sauerstoffs mit dem Komplex aus Kupfer(I)-salz mit dem aromatischen,
heterocyclischen Amin unter Bildung eines aktivierten Komplexes aus basischem Kupfer(II)-salz und aromatischem,
heterocyclischen! Amin als Zwischen verbindung, die mit dem Halogenphenol unter Bildung einer
Zwischenverbindung reagiert, die sich durch Erhitzen zersetzt, wodurch ein Halogenatom vom Halogenphenol
entfernt wird und das Eigenkondensationsprodukt des Halogenphenols und Wasser als Produkte gebildet
werden, wobei das vom Phenol entfernte Halogen mit dem Komplex aus basischem Kupfersalz und
aromatischem, heterocyclischem Amin reagiert und diesen deaktiviert, falls nicht Sauerstoff und eine freie
Base, z. B. Natrium- oder Kaliumhydroxyd, anwesend sind. Dieser aktivierte Komplex kann auch gebildet
werden, wenn bei der Bildung des Kupfer-Amin-Komplexes ursprünglich von einem Kupfer(II)-salz ausgegangen
wird, beispielsweise durch Verwendung eines Reduktionsmittels, das sich mit dem frei werdenden
Anion vereinigt und ein Kupfer(I)-salz in situ bildet, z. B. Kupfermetall. Jedoch können auch einfachere
Methoden angewendet werden. Beispielsweise kann man den aktivierten Komplex bilden, indem man
Kupferoxydhydrat zu einem Kupfer(II)-salz gibt, eine Base zu einem Kupfer(II)-salz gibt, ein Alkalisalz eines
Phenols (beispielsweise das Phenoxyd des als Reaktionskomponente eingesetzten Phenols) zu einem
Kupfer(II)-salz gibt, das Kupfer(II)-salz mit einem Ionenaustauschharz behandelt oder das eine austauschbare
Hydroxylgruppe enthält. Vorzugsweise werden diese Reaktionen zur Bildung des basischen
Kupfer(II)-salzes in Gegenwart des aromatischen, heterocyclischen Amins durchgeführt, um Ausfällung
des basischen Kupfer(II)-salzes zu verhindern, jedoch ist es möglich, das aromatische, heterocyclische Amin
später zuzugeben, um das basische Kupfer(II)-salz, auch wenn es als Fällung vorliegt, zu lösen. Wie später
ausführlicher erläutert wird, darf die Menge des in den Komplex eingeführten Hydroxylions nicht so hoch
sein, daß das Kupfer(II)-salz in Kupferoxydhydrat umgewandelt wird, es sei denn, man gibt später weiteres
Kupfer(II)-salz zu.
Typische Beispiele von Kupfersalzen, die sich für das Verfahren gemäß der Erfindung eignen, sind
60
Kupfer(I)-chlorid,
Kupfer(II)-chlorid,
Kupfer(IJ-bromid,
Kupfer(II)-bromid,
Kupfer(I)-sulfat, Kupfer(II)-sulfat,
Kupfer(I)-azid,
Kupfer(II)-azid, ■
Kupfer(I)-tetraminsulfat,
Kupfer(II)-tetraminsulfat,
Kupfer(I)-acetat,
Kupfer(II)-acetat,
Kupfer(I)-propionat,
Kupfer(II)-butyrat,
Kupfer(I)-palmitat,
Kupfer(II)-laurat,
Kupfer(I)-benzoat,
Kupfer(II)-toluat usw.
Polymere mit den höchsten Molekulargewichten werden mit Kupfer(I)-chlorid, Kupfer(II)-chlorid,
Kupfer(I)-bromid, Kupfer(II)-bromid, Kupfer(I)-azid und Kupfer(II)-azid erhalten. Obwohl Kupfer(II)-sulfit
unbekannt ist, kann Kupfer(I)-sulfit verwendet werden, weil es offensichtlich zu Kupfer(I)-sulfat oxydiert
wird.
Kupfersalze, wie Kupfer(I)-jodid, Kupfer(I)-sulfid, Kupfer(II)-sulfid, Kupfer(I)-cyanid oder Kupfer(I)-thiocyanat,
eignen sich nicht für die Zwecke der Erfindung, da sie entweder in aromatischen, heterocyclischen
Aminen nicht löslich sind oder nicht als stabile Kupfer(II)-salze vorliegen können. Beispielsweise zersetzen
sich Kupfer(II)-cyanid und Kupfer(II)-thiocyanat zum entsprechenden Kupfer(I)-salz; Die Existenz
von Kupfer(I)-nitrat und Kupfer(I)-fiuorid ist nicht bekannt, jedoch können die Aminkomplexe in
situ gebildet werden. Bei Verwendung von Kupfer(II)-chlorid, -sulfat, -perchlorat und -nitrat an Stelle des
Kupfer(I)-salzes ohne vorherige Umwandlung in das entsprechende basische Kupfer(II)-salz wurde keine
Oxydation von monocyclischen Phenolen in Gegenwart eines aromatischen, heterocyclischen Amins erzielt.
Als einzige Voraussetzung müssen die aromatischen, heterocyclischen Amine, d. h. Mono-, Di-, Triamine
usw., in denen die Aminostickstoffgruppen im aromatischen Ring vorliegen und daher tertiäre Aminogruppen
sind, mit dem Kupfersalz einen Komplex bilden, der im Reaktionsgemisch löslich und unter den
Reaktionsbedingungen stabil ist. Primäre und sekundäre Amine und die aliphatischen tertiären Amine werden
unter den Bedingungen dieser Reaktion oxydiert und pflegen das Produkt zu verunreinigen. Nur die
aromatischen, heterocyclischen Amine vermögen mit den Kupfersalzen Komplexe zu bilden, die unter den
Reaktionsbedingungen stabil sind. Typische Beispiele für aromatische, heterocyclische Amine, die sich für
das Verfahren gemäß der Erfindung eignen, sind die Pyridine, z. B. Pyridin selbst, α-, β- und y-Colidin,
a-, ß- und y-Picolin und 2,4-, 2,5-, 2,6- und 3,4-Lutidin,
Acridin, Phenanthridin, die Dipyridyle, die Chinoline, die Dichinoyle, die Isochinoline, die Phenanthroline
einschließlich der ringsubstituierten Produkte dieser heterocyclischen Amine, wobei ein oder mehrere
Wasserstoffatome an den Ringkohlenstoffatomen durch Gruppen substituiert sind, wie Alkyl (ζ. Β. Methyl,
Äthyl, Propyl, Butyl, Amyl, Hexyl, Heptyl, Octyl
und deren Isomere und Homologe), Alkoxy (ζ. Β. Methoxy, Äthoxy, Propoxy, Butoxy und deren Isomere
und Homologe), Aryl (ζ. B. Phenyl, Tolyl, Dimethylphenyl,
Chlorphenyl, Bromtolyl, Naphthyl, Chlorbromnaphthyl und deren Isomere und Homologe),
Aryloxy (ζ. B. Phenoxy, Toloxy, Xyloxy, Chlorphenoxy, Naphthoxy und deren Isomere und Homologe).
Die Ringsubstituenten können gleiche oder verschiedene Kohlenwasserstoffreste sein.
Die Stabilität des Komplexes des heterocyclischen Amins und des Kupfer(I)-salzes wird durch viele
Faktoren beeinflußt. Diese Faktoren sind allgemein bekannt. Einer der wichtigsten ist die Basizität des
Liganden. Es wurde festgestellt, daß offensichtlich die an der Basizität der gemäß der Erfindung als Liganden
verwendeten aromatischen heterocyclischen Amine erkennbare Fähigkeit, stabile Komplexe zu bilden,
auch ein Maßstab für die Aktivität des Katalysators ist. Diejenigen aromatischen, heterocyclischen Amine,
die starke Basen sind, bilden aktivere Katalysatoren als die aromatischen, heterocyclischen Amine, die
schwache Basen sind. Die Basizität der verschiedenen aromatischen, heterocyclischen Amine sowie weitere
Beispiele von aromatischen, heterocyclischen Aminen, die zur Bildung des Komplexes verwendet werden
können, sind in der Literatur angegeben.
Typische Ausgangsphenole der oben angegebenen allgemeinen Formel sind
2,4,6-frichlorphenol,
2,3,4,6-Tetrachlorphenol,
Pentachlorphenol,
Pentabromphenol,
. ^,ö-Dichlor^-jodphenol,
2,6-Difluor-4-chlorphenol,
2,6-Difluor-4-bromphenol,
2,6-Difluor-4-jodphenol,
2,3,5,6-Tetrafluor-4-chlorphenol,
2,6-Difluor-3,5-dichlor-4-bromphenol oder
2^hlor-3-brom-6-fluorphenol.
2,3,4,6-Tetrachlorphenol,
Pentachlorphenol,
Pentabromphenol,
. ^,ö-Dichlor^-jodphenol,
2,6-Difluor-4-chlorphenol,
2,6-Difluor-4-bromphenol,
2,6-Difluor-4-jodphenol,
2,3,5,6-Tetrafluor-4-chlorphenol,
2,6-Difluor-3,5-dichlor-4-bromphenol oder
2^hlor-3-brom-6-fluorphenol.
Bei der Oxydationsreaktion, bei der die Halogenphenole oxydativ zu den Poly(halogenphenylenäthern)
aneinandergelagert werden, reagiert der Wasserstoff der phenolischen Hydroxylgruppe und das Halogen in
o- oder p-Stellung, wobei die genaue Stellung von der Leichtigkeit abhängt, mit der das Halogen, das eine
dieser beiden Stellungen einnimmt, im Verhältnis zu dem Halogen in der anderen Stellung entfernt wird.
Beispielsweise wird im Falle des 2,4,6-Trichlorphenols
das Chlor bei der oxydativen Kupplungsreaktion in einigen Fällen in der p-Stellung und in einigen Fällen
in der o-Stellung entfernt, wobei das Chlor in der p-Stellung bevorzugt entfernt wird. Wenn das Halogen
in der p-Stellung eine höhere Ordnungszahl hat als das Halogen in einer der o-Stellungen, z. B. Brom oder Jod
in p-Stellung und Fluor oder Chlor in jeder o-Stellung, findet die Reaktion vorwiegend, wenn nicht ausschließlich
unter Entfernung des Halogens in der p-Stellung statt. Bei der Aneinanderlagerung reagiert somit das
Halogen in o- oder p-Stellung und der Wasserstoff der phenolischen Hydroxylgruppe unter Bildung der PoIy-(halogenphenylenäther).
Das Halogenatom, das entfernt wird, reagiert mit 1 Mol Kupfer im Komplex und deaktiviert es, falls nicht gleichzeitig Sauerstoff und
eine freie Base in der Lösung anwesend sind. Es ist daher zweckmäßig, den Komplex in einer solchen
Menge zu verwenden, daß 1 Mol Kupfer für jedes entfernte Halogenatom eingeführt wird, oder einen starken
Säureakzeptor zu verwenden. Hierauf wird später eingegangen. Diese Entfernung des Halogens aus der o-
oder p-Stellung findet statt, obwohl die m-Stellungen
unsubstituiert sind.
Wie bereits erwähnt, werden mit gewissen aromatischen, heterocyclischen Aminen Amin-Kupfer-Komplexe
erhalten, die reaktionsfähiger sind als andere, d. h. die Eigenkondensationsreaktion stärker katalysieren,
aber bei jedem einzelnen Komplex hängt die Reaktionsfähigkeit vom Kupfer-Phenol-Verhältnis ab.
Je höher das Verhältnis, um so schneller findet die Reaktion statt und um so höher ist im allgemeinen das
Molekulargewicht der Polyphenylenäther. Eine Möglichkeit, ein höheres Kupfer-Phenol-Verhältnis zu erzielen,
ohne tatsächlich ein hohes Verhältnis für das insgesamt umgesetzte Halogenphenol anzuwenden,
ist die langsame Zugabe des Halogenphenols zur Lösung des Komplexes des aromatischen, heterocyclischen
Amins mit dem basischen Kupfer(II)-salz, durch den man Sauerstoff perlen läßt. Auf diese Weise
ist nur sehr wenig nicht umgesetztes Halogenphenol im Reaktionsgemisch vorhanden und daher das
Kupfer-Phenol-Verhältnis viel höher, als wenn das gesamte
Halogenphenol auf einmal zugesetzt wird. Es wurde festgestellt, daß bei dieser Arbeitsweise Produkte
erhalten werden, die hellfarbiger sind, ein Zeichen, daß hierbei in iioch stärkerem Maße Nebenreaktionen
unterdrückt werden.
Die Poly(hälogenphenylenäther), die gebildet werden,
wenn das Halogen aus der p-Stellung entfernt wird, haben wiederkehrende Einheiten der Strukturformel
in der X und Z die bereits für das Ausgangsphenol genannte Bedeutung haben. Das Sauerstoffatom einer
Einheit ist mit dem Benzolkern der benachbarten Einheit verbunden. Wenn ein Halogenatom aus einer
der o-Stellungen entfernt wird, entsprechen die wiederkehrenden Einheiten der Strukturformel
in der X, Y und Z die bereits für das Ausgangsphenol genannte Bedeutung haben, wobei das Sauerstoffatom
der Einheit wiederum an den Benzolkern der benachbarten Einheit gebunden ist. Da jedoch die Halogene Y
immer die gleiche oder eine höhere Ordnungszahl haben als die Halogene X, wird die Reaktion nie ausschließlich
über die o-Stellung unter diesen Bedingungen ablaufen, so daß selbst in dem Fall, in dem die
Halogene X und Y gleich sind, die Phenoleinheiten des Polymermoleküls teilweise über die o-Stellung und
teilweise über die p-Stellung gebunden sind, wobei der genaue Anteil der beiden Einheiten im Polymermolekül
von der Reaktionsfähigkeit des Halogens in diesen beiden Stellungen abhängt. Dies ist erwünscht, da die
Polymeren, die ausschließlich durch Kupplung in o-Stellung gebildet werden, niedrigmolekulare öle
sind. Wie bereits erwähnt, ist in dem Fall, in dem das Halogen sowohl in p-Stellung als auch in o-Stellung
das gleiche ist, die p-Stellung im allgemeinen die reaktionsfähigere und vorwiegend die reaktive Stellung,
wenn Y ein Halogen von höherer Ordnungszahl ist. Ein solcher gemischter Poly(halogenphenylenäther)
würde durch ein Gemisch der obengenannten beiden Einheiten dargestellt. Natürlich bilden diese wiederkehrenden
Einheiten in der endgültigen Molekülstruktur eine lange Kette. Es hat sich gezeigt, daß
durch „ diesen Oxydationsprozeß Poly(halogenphenylenäther) mit Molekulargewichten im Bereich von
7500 bis 12 000 und mehr erhalten werden können.
Eine Festlegung auf eine Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch wird angenommen, daß 1 Mol Kupfersalz
einen Komplex mit 2 Mol Aminstickstoff im aromatischen, heterocyclischen Amin bildet, z. B.
1 Mol Monoamin hat 1 Mol Aminstickstoff, ein Diamin hat 2 Mol Aminstickstoff usw. Es ist jedoch
möglich, die erfindungsgemäße Reaktion mit nur 0,66 Mol Aminstickstoff pro Mol Kupfer durchzuführen.
Es ist jedoch möglich, daß in diesem Fall nur ein Teil des Kupfers in den Komplex überführt wird,
oder es können mehrkernige Komplexe gebildet werden. Bei diesem niedrigen Verhältnis ist die Reaktion
träge, und das Molekulargewicht der Produkte ist gewohnlich viel niedriger als bei Anwendung eines
höheren Verhältnisses von aromatischem, heterocyclischen! Amin zu Kupfer.
Der aus einem Kupfer(I)-salz und einem aromatischen, heterocyclischen Amin gebildete Komplex kann
mit Sauerstoff unter Bildung einer oxydierten Zwischenverbindung reagieren, während der aus einem
Kupfer(II)-salz gebildete Komplex bereits in der Form der oxydierten Zwischenverbindung vorliegt, die irgendwie
einen Komplex mit dem Phenol bilden kann. Dieser Komplex aktiviert irgendwie den Arylkern, der
durch Erhitzen unter Bildung der Polymerketten zerfällt, wobei das Halogen mit dem Kupfer im Komplex
unter Bildung einer inaktiven Form reagiert. Wenn jedoch im Reaktionsmedium ein Halogen wasserstoffakzeptor,
z. B. eine freie Base, vorhanden ist, reagiert dieser mit der inaktiven Form des Katalysators, die in
Gegenwart von Sauerstoff wieder zur aktivierten Form des Katalysators wird, die dann eine weitere oxydative
Kupplung des -Phenols bewirken kann. Dieser Annahme liegt die Tatsache zugrunde, daß bei Einführung
von Sauerstoff in das aus einem Kupfer(I)-salz hergestellte,
im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysatorsystem und anschließender Zugabe des
Halogenphenols ohne weitere Sauerstoffzugabe 1 Mol Phenol pro 2 Mol des anwesenden Katalysators oxydiert
wird. Durch eine solche Reaktion kann die Eigenkondensation von Halogenphenolen durchgeführt
werden, ohne daß tatsächlich Sauerstoff in das Reaktionssystem eingeführt wird, das das Halogenphenol
enthält. Diese Reaktionen werden durch die folgenden Gleichungen veranschaulicht, wobei Cl —Φ den HaIogenarylkern
des reagierenden Phenols darstellt, Chlor als das an der oxydativen Kupplungsreaktion beteiligte
Halogen gewählt wurde, (A) ein aromatisches, heterocyclisches Amin darstellt, KOH als typische
Base gewählt wurde und CuCl und CuCl2 typische Kupfer(I)- und Kupfer(II)-salze darstellen.
Herstellung eines Komplexes zwischen einem aromatischen, heterocyclischen Amin und einem basischen
Kupfer(II)-salz
(1) | 2(A) | + | CuCl + | H2O | 1/4O2 - | 1/2 H | 2o |
\ | |||||||
(A) . | |||||||
(2) | 2(A) | + | Cu(OH)2 | + HCl | HO: | Cu: Cl | |
(3) | 2(A) | + | CuCl2 + | KOH - | (A) | ||
♦ H2O: Cu: Cl + | |||||||
(A) | |||||||
-H2O | |||||||
-KCl | |||||||
(4) 2(A) + 1/2CuCl2 + 1/2 Cu(OH)2-
Umsetzung mit dem Halogenphenol (A) (A)
(5) HO : Cu: Cl + Cl- Φ0Η
(A)
(A)
(6) b Cl - ΦΟ : Cu : Cl
(A)
Cl - ΦΟ: Cu: Cl + H2O
wobei b einen Wert von 2 oder mehr haben kann. Wenn b einen Wert von 2 hat, ist das Produkt ein PoIy-(halogenphenylenäther)-dimeres.
Obwohl der gemäß Gleichung (6) gebildete Kupferkomplex mit 1 Mol der
Base reagieren sollte, um das gleiche Produkt wie aus Gleichung (3) zu bilden, geschieht dies erst, wenn
Sauerstoff in die Lösung eingeführt wird. Offensichtlich liegt das Kupfer im einwertigen Zustand vor und
65 (A)
muß zum zweiwertigen Zustand reoxydiert werden. Es ist zu bemerken, daß die vorstehenden Ausführungen
zwar theoretischer Art sind, daß sie jedoch einen Hinweis geben, wie das Wasser gebildet und wie der
Komplex regeneriert wird und als sauerstofftragende Zwischenverbindung wirkt. Da Wasser als Reaktionsprodukt gebildet wird und vollständig wasserfreie
Reagenzien überaus schwer erhältlich sind, erwies es
209521/465
sich nie als erforderlich, Wasser dem Reaktionsgemisch zuzusetzen, auch wenn von einem Kupfer(I)-salz ausgegangen
wird.
Wenn von einem Kupfer(II)-salz ausgegangen wird, ist es zweckmäßig — wie aus den obigen Gleichungen
ersichtlich — ein Basenäquivalent pro Mol Kupfersalz zuzusetzen, um das gesamte Kupfer am wirksamsten
auszunutzen. Wenn eine geringere Menge der Base verwendet wird, wird nur die äquivalente Kupfersalzmenge
in den katalytisch aktiven Komplex aus dem aromatischen, heterocyclischen Amin und dem basischen
Kupfer(II)-salz umgewandelt. Der Rest des Kupfer(II)-salzes bleibt unverändert; auch in Form
seines Aminkomplexes ist es eine inaktive Komponente im System. Wenn mehr als ein Äquivalent der
Base zugesetzt wird, wäre zu erwarten, daß das Kupfer(II)-salz teilweise oder ganz in Kupferoxydhydrat
umgewandelt wird. Da jedoch die Halogenphenole starke Säuren sind und das in der Reaktion entfernte
Halogen mit der Base reagiert, ist ein Basenüberschuß bei der Reaktion nicht störend, vorausgesetzt, daß er
nicht im Überschuß über diese sauren oder säurebildenden Materialien vorliegt. Der Zusatz von weniger
als ein Basenäquivalent, d. h. 1 Mol Hydroxylion pro Mol Kupfer(II)-salz, hat die gleiche Wirkung, als wenn
weniger Kupfer(II)-salz zur Bildung des Komplexes aus aromatischem, heterocyclischem Amin und basischem
Kupfer(II)-salz verwendet worden wäre. Die gleiche Wirkung ist festzustellen, wenn mehr als ein
Äquivalent der Säure, d. h. 1 Mol Wasserstoffion oder 1 Mol eines Kupfer(II)-salzes, zur Bildung des Komplexes
zu 1 Mol Kupferoxydhydrat gegeben wird.
Die Kupfer(II)-salze von Carbonsäure, z. B. Kup-
fer(II)-acetat oder Kupfer(II)-benzoat, stellen eine be-. sondere Klasse von Kupfer(II):salzen dar. Mit aromatischen,
heterocyclischen Aminen bilden sie einen Komplex, der in Gegenwart von Sauerstoff Poly(halogenphenylenäther)
bildet, aber diese Produkte haben ein viel niedrigeres Molekulargewicht, und die Reaktion
ist träger, als wenn das Kupfer(II)-carboxylat in den entsprechenden Komplex aus aromatischem,
heterocyclischem Amin und basischem Kupfer(II)-carboxylat umgewandelt worden wäre. Offensichtlich
wegen der schwach sauren Natur von Carbonsäuren sind die Halogenphenole und der Kupfer(II)-carboxylatkomplex
im Gleichgewicht mit dem Halogenphenolkomplex und der Carbonsäure, gemäß folgender
Gleichung, in der wiederum Cl — φ den Halogenarylkern des Halogenphenols, AcO das Carboxylation
■ und (A) ein aromatisches, heterocyclisches Amin darstellen:
(A)
Cl - Φ0Η + AcO: Cu: OAc
Cl - Φ0Η + AcO: Cu: OAc
(A)
(A)
Cl - Φ0 : Cu: OAc + AcOH
Cl - Φ0 : Cu: OAc + AcOH
(A)
Offensichtlich liegt das Gleichgewicht überwiegend auf der linken Seite der Gleichung, da die träge Reaktion
eine niedrige Konzentration der aktiven Komponenten erkennen läßt.
Es ist festzustellen, daß dieser Phenol-Kupfer(II)-komplex auf der rechten Seite der Gleichung der gleiche
ist, wie er aus einem Kupfer(I)-salz und Sauerstoff oder einem Kupfer(II)-salz und einer Base bei Umsetzung
mit einem Halogenphenol in einer Nicht-Gleichgewichtsreaktion erhalten würde. Im Rahmen dieser
Beschreibung bezeichnen die Ausdrücke »Komplex zwischen aromatischem, heterocyclischem Amin und
basischem Kupfer(II)-salz« und »basischer Kupfer(II)-salzkomplex eines aromatischen, heterocyclischen
Amins« den oben beschriebenen katalytisch aktiven Komplex, der als sauerstofftragende Zwischenverbindung
bei der Oxydation der Halogenphenole zu Eigenkondensationsprodukten wirkt oder verwendet wird.
Wie vorstehend dargelegt, kann dieser Komplex aus Kupfer(I)- oder Kupfer(II)-salzen erhalten werden. Er
oxydiert die Halogenphenole zu Eigenkondensationsprodukten, während das Kupfer im Komplex zum
einwertigen Zustand reduziert wird.
Wenn die umzusetzende Halogenphenolmenge größer ist, als durch die anwesende Komplexmenge
oxydiert werden kann, wird Sauerstoff in das Reaktionsgemisch eingeführt, wobei der Kupfer(I)-komplex
- in Gegenwart einer Menge eines Halogenidakzeptors, z. B. einer starken Base (beispielsweise eines Alkalihydroxyds),
die zur Reaktion mit dem aus dem Halogenphenol entfernten Halogen ausreicht, wieder zum
Kupfer(II)-komplex oxydiert wird. Gleichgültig, ob in dieser Weise verfahren oder die stöchiometrische
Menge des Komplexes aus dem aromatischen, heterocyclischen Amin und dem basischen Kupfer(II)-salz
zur Oxydation des Halogenphenols verwendet wird, die reine Gesamtreaktion ist in jedem Fall die Reaktion
von Sauerstoff entweder in elementarer Form oder aus dem Komplex mit dem Phenol. Diese Reaktion
kann daher am besten als Umsetzung von Halogenphenolen mit Sauerstoff unter Verwendung des Komplexes
zwischen dem aromatischen, heterocyclischen Amin und dem basischen Kupfer(II)-salz als Sauerstoffüberträger
beschrieben werden.
Zwar können auch Gemische von aromatischen, heterocyclischen Aminen und Gemische von Kupfersalzen
verwendet werden, jedoch ergibt sich hieraus im allgemeinen kein Vorteil. Zur Durchführung der Oxydationsreaktion
können viele verschiedene Lösungsmittel verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß die
polaren Lösungsmittel die Amin-Kupfer(Il)-salzkomplexe besser lösen als nichtpolare Lösungsmittel und
daher mit polaren Lösungsmitteln höhere Konzentrationen des Komplexes erzielbar sind. Dies ist zuweilen
erwünscht, um die schnellsten Reaktionen und Polymere von höchstem Molekulargewicht zu erhalten.
Die Löslichkeit der Komplexe in nichtpolaren Lösungsmitteln kann durch Erhöhung des Amin-Kupfer-Verhältnisses
verbessert werden, jedoch ist dies nicht immer zweckmäßig, da die Amine teuer sind
und zusätzliche Waschstufen erfordern, um ihre Entfernung aus dem Endprodukt sicherzustellen.
Der Kupferkomplex wird vorzugsweise im Lösungsmittel
gelöst, bevor das Halogenphenol zugesetzt wird. In einigen Fällen kann bei Verwendung des Kupfer(I)-salzes
dessen Auflösung durch Erhitzen des Gemi-
sches, Einleiten von Luft oder Sauerstoff oder durch beide Maßnahmen beschleunigt werden. Um das gesamte
Kupfer wirksam auszunutzen, ist genügend aromatisches, heterocyclisches Amin für die Komplexbildung
und somit für die Auflösung des gesamten Kupfersalzes zuzugeben. Größere Aminüberschüsse
beeinträchtigen die Reaktion nicht und können in gewissen Fällen erwünscht sein, um das gesamte Halogenphenol
vollständig aufzulösen oder die Löslichkeit des Komplexes zu erhöhen. Sie können also als Lösungsmittel
für das Reaktionsprodukt dienen.
Auch andere Lösungsmittel, wie Alkohole, Ketone, Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Nitrokohlenwasserstoffe,
Äther, Ester, Amide, Gemische von Äthern und Estern oder Sulfoxyde, können im Reaktionssystem vorhanden sein, vorausgesetzt, daß
sie die Oxydationsreaktion nicht stören oder sich an ihr beteiligen. Das Lösungsmittel hat die einzige Aufgabe,
eine Flüssigphase zu bilden, in der sowohl das Halogenphenol als auch der Amin-Kupfer(II)-salzkomplex
löslich ist. Es braucht nicht als Lösungsmittel für die Reaktionsprodukte zu wirken. Die höhermolekularen
Poly(halogenphenylenäther) steigern die Viskosität des Reäktionsgemisches. Es ist daher zuweilen
vorteilhaft, ein Lösungsmittelsystem zu verwenden, das ihre Ausfällung bewirkt, während es die
Polymeren von niederem Molekulargewicht in Lösung läßt, bis sie die höhermolekularen Polymeren bilden.
Wenn eine geringere als die stöchiometrische Menge des Amin-Kupfer(II)-salzkomplexes verwendet wird,
wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas bei einer Temperatur zwischen 80° C und der Rückflußtemperatur
des Reaktionsgemisches eingeleitet, das eine genügende Menge eines Halogenidakzeptors zur
Umsetzung mit dem aus dem Phenol entfernten Halogen enthält, wobei Wasser als Nebenprodukt gebildet
wird. Da es bei dieser Arbeitsweise möglich ist, die gleichen Produkte zu bilden, jedoch geringere Mengen
des Komplexes zu verwenden, wird sie bevorzugt. Wenn für das Reaktionsmedium ein Lösungsmittel
verwendet wird, das mit dem gebildeten Wasser nicht mischbar ist, entfernt man zweckmäßig das Wasser so
schnell, daß die Bildung einer getrennten Phase verhindert wird, die den Katalysator deaktivieren würde.
Dies kann beispielsweise durch Extraktion oder Hydrolyse geschehen. Wenn die Temperatur der Reaktion
nicht so hoch ist, daß das Wasser so schnell, wie es gebildet wird, aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert
wird, können mit dem Reaktionsgemisch mischbare Alkohole, z. B. Äthanol oder Isopropanol zur Verhinderung
der Bildung einer getrennten' wäßrigen Phase verwendet werden. Wenn das Lösungsmittel mit
Wasser mischbar ist, brauchen keine besonderen Maßnahmen zur Entfernung des Wassers ergriffen zu werden,
wenn das Lösungsmittel nicht ohne Reinigung, z. B. bei einem Chargenprozeß, wiedervefwendet werden
soll. Falls gewünscht, kann jedoch das Wasser entfernt werden. Es muß entfernt werden, wenn das
Lösungsmittel ohne Reinigung beispielsweise bei einem kontinuierlichen Kreislaufverfahren wiederverwendet
werden soll. Die Entfernung des Wassers kann durch Spülen mit einem Inertgas, Durchführung der
Reaktion bei-vermindertem Druck, Verwendung von Trockenmitteln, azeotrope Destillation, Verwendung
von offenen Reaktionsgefäßen oder Kombination dieser Maßnahmen begünstigt werden. Trockenmittel
sind besonders vorteilhaft zur Entfernung von überschüssigem Wasser, wenn das Wasser schneller gebildet
wird, als es aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert werden kann, und eine vom Reaktionsmedium
getrennte Phase bildet.
Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Reaktion kann der Sauerstoff mit einem Inertgas, ζ. Β.
Stickstoff, Helium oder Argon, verdünnt werden, oder es kann Luft verwendet werden. Durch entsprechende
Einstellung des Verhältnisses von Sauerstoff zu Inertgas, der Eintrittstemperatur dieses Gemisches und der
Reaktionstemperatur läßt es sich erreichen, daß das gesamte Wasser ebenso schnell, wie es gebildet wird,
aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird.
Die Einleitung von Sauerstoff in das Reaktionsgemisch wird gewöhnlich so lange fortgesetzt, bis die
gewünschte Sauerstoffmenge aufgenommen worden ist. Es ist auch möglich, intermittierend oder kontinuierlich
das gleiche oder ein anderes Halogenphenol als das ursprünglich eingesetzte während der Oxydationsreaktion
zuzugeben. Wenn ein anderes Halogenphenol zugesetzt wird, ist das Produkt ein gemischter
Poly(halogenphenylenäther), der eine andere Struktur hat, als wenn die gemischten Phenole als Ausgangsmaterialien
verwendet würden. Ebenso können gegebenenfalls andere Phenole, z. B. Phenol selbst,
2,6-Xylenol oder 2,6-Diäthyldihalogenphenol, zur Modifizierung
der Eigenschaften des Endprodukts zugegeben werden. Zur Beendigung der Reaktion zerstört
stört man das Katalysatorsystem durch Zusatz einer Säure, vorzugsweise einer Mineralsäure, wie Salzsäure
oder Schwefelsäure, oder einer Base, z. B. Kalk, Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, die mit dem
Komplex des aromatischen, heterocyclischen Amins mit dem basischen Kupfer(II)-salz reagiert, oder man
trennt das Produkt, wenn es ausgefällt worden ist, durch Filtration vom Katalysator oder gießt das
Reaktionsgemisch in ein Material, das ein Lösungsmittel für das Katalysatorsystem, aber ein Nichtlöser
für das Produkt ist. Es ist auch möglich, das Kupfer als unlösliche Verbindung auszufällen und vor der Isolierung
des Produkts abzufiltrieren oder einen Chelatbildner zuzusetzen, der das Kupfer deaktiviert, oder
die Lösung über ein aktives Absorptionsmittel für den Katalysator und andere Nebenprodukte zu leiten.
Nach der Ausfällung des Produkts kann es zur Entfernung von Verunreinigungen beliebig oft erneut aufgelöst
und wieder gefällt werden. Abschließend wird es filtriert und zur Entfernung etwaiger restlicher Verunreinigungen
gewaschen. Nach dem Trocknen kann das Produkt durch Pressen, Strangpressen oder Schmelzspinnen
weiterverarbeitet werden. Es kann in Lösungsmitteln aufgelöst werden, um für die Herstellung von
überzügen, Fasern oder Klebstoffen brauchbare Lösungen herzustellen, oder es kann mit anderen Polymeren
gemischt werden, um deren Eigenschaften zu verändern, beispielsweise ihre Flammwidrigkeit zu
verbessern.
In den folgenden Beispielen beziehen sich die Menganangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.
In eine auf die Temperatur des Dampfbades erhitzte Lösung von 3 g Kupfer(I)-chlorid, 10 cm3 Pyridin und
5 g 2,4,6-Trichlorphenol in 135 cm3 Nitrobenzol wurde
unter kräftigem Rühren Sauerstoff eingeleitet. Nach 4 Stunden wurde das Reaktionsgemisch in Methanol
gegossen, wodurch das Polymere ausgefällt wurde; das Polymere wurde in Chloroform gelöst, filtriert und
erneut ausgefällt. Es wurden 3,6 g eines farblosen PoIy-(dichlorphenylenäthers)
erhalten, der 43,8% Chlor enthielt und einen Erweichungspunkt von 217° C und ein Molekulargewicht von 13 000 hatte. Polymere von
noch höherem Molekulargewicht können hergestellt werden, wenn die Reaktionsdauer verlängert wird.
Bei einer Reaktionsdauer von 24 Stunden werden Molekulargewichte von mehr als 40 000 erhalten.
IO
Wenn der im Beispiel 1 beschriebene Versuch unter Verwendung von 5,1 g Kupfer(II)-chloriddihydrat an
Stelle von 3 g Kupfer(I)-chlorid wiederholt wird, findet keine Reaktion statt. Wenn jedoch eine Lösung von
1,68 g Kaliumhydroxyd in 15 cm3 Äthanol zum Reaktionsgemisch gegeben wird, verläuft die Reaktion
schnell bei der Temperatur des Dampfbades. Hierbei wird ein Produkt erhalten, das mit dem gemäß Beispiel
1 erhaltenen im wesentlichen identisch ist. Die gleiche Reaktion findet ebenfalls statt, wenn 3 g
Kupferoxydhydrat und 2,43 cm3 12molare Salzsäure oder 1,5 g Kupferoxydhydrat und 2,55 g Kupfer(II)-chloriddihydrat
als Quelle des Kupfers zur Bildung des Komplexes verwendet werden. Im Falle der beiden
letztgenannten Reaktionen ist zu Beginn eine Induktionsperiode vorhanden, während der vermutlich die
Formierung "des Katalysators stattfindet. Hiernach verläuft die Reaktion ebenso schnell wie im Falle der
Verwendung von Kupfer(I)-chlorid oder von mit Kaliumhydroxyd behandeltem Kupfer(II) - chlorid.
Auch wenn die gleiche Reaktion unter Verwendung ;von 6 g Kupfer(II)-acetatmonohydrat als Kupferquelle
durchgeführt wird, verläuft sie sehr langsam und erfordert mehr als 8 Stunden zur Bildung eines Polymeren
von sehr niedrigem Molekulargewicht. Wenn jedoch das Kupfer(II)-acetat mit einer Lösung von 1,68 g
Kaliumhydroxyd in 15 cm3 Äthanol behandelt wird, läuft die Reaktion in der normalen Zeit von 4 Stunden
ab, aber das Polymere hat ein noch niedrigeres Molekulargewicht als das Polymere, das mit Kupferchlorid
als Katalysator erhalten wird.
Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise wurden drei Versuche durchgeführt, in denen Benzonitril,
o-Dichlorbenzol und Dimethylacetamid an Stelle von Nitrobenzol als Lösungsmittel verwendet wurden.
Diese verschiedenen Lösungsmittel hatten keine wahrnehmbare Wirkung auf die Reaktionsgeschwindigkeit
und die Art des verwendeten Produkts.
Zur Herstellung von Poly(tetrachlorphenylenäther) wird eine Lösung von 3 g Kupfer(I)-chlorid, 10 cm3
Pyridin und 8 g Pentachlorphenol in 135 cm3 Diphenyläther unter Einleiten von Sauerstoff und kräftigem
Rühren 4 Stunden auf 2000C erhitzt. Das Polymere wird auf die im Beispiel 1 beschriebene
Weise ausgefällt und gereinigt. Ein helles lohfarbenes Polymeres von Poly(tetrachlorphenylenäther) mit
einem Chlorgehalt von etwas weniger als die theoretische Menge von 61,7% und einem Molekulargewicht
von 11 000 wird erhalten.
In der gleichen Weise wird Poly(tetrabromphenylenäther) unter Verwendung von Pentabromphenol als
Ausgangsmaterial hergestellt.
Durch das folgende Beispiel wird veranschaulicht, daß es nicht erforderlich ist, 1 Mol Kupfer pro Mol
des umgesetzten Halogenphenols zu verwenden, wenn die Reaktion in Gegenwart von Sauerstoff und eines
Halogenidakzeptors durchgeführt wird. In eine auf dem Dampfbad erhitzte Lösung von 1 g Kupfer (I)-chlorid,
10 cm3 Pyridin, 5 g 2,4,6-Trichlorphenol und
0,9 g Kaliumhydroxyd in 135 cm3 Nitrobenzol wird Sauerstoff unter kräftigem Rühren eingeleitet. Nach
einer Reaktionsdauer von 4 Stunden wird das Polymere auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise ausgefällt,
wobei 3,8 g eines Polymeren erhalten werden, das mit dem gemäß Beispiel 1 erhaltenen Produkt im
wesentlichen identisch ist.
Der nachstehend beschriebene Versuch veranschaulicht, daß die Menge des oxydativ gekuppelten
Halogenphenols von der im Komplex vorhandenen Kupfermenge abhängt, wenn ein basisches Kupfer(II)-salz
in Abwesenheit von Sauerstoff verwendet wird.
Eine Lösung von 3,1 g Kaliumhydroxyd in 10 cm3 Äthanol wurde unter kräftigem Rühren zu einer
unter Stickstoff gehaltenen Lösung von 9,9 g 2,4,6-Trichlorphenol, 6,8 g Kupfer(II)-chloriddihydrat und
10 cm3 Pyridin in 135 cm3 o-Dichlorbenzol gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf dem Dampfbad
auf 100° C erhitzt. Die rotbraune Lösung wurde nach 35 Minuten g'rünschwarz. Nach einer Reaktionsdauer von 60 Minuten wurde der Poly(dihalogenphenylenäther)
ausgefällt, indem das Reaktionsgemisch in überschüssiges Methanol gegossen wurde,
das mit wäßriger Salzsäure angesäuert war. Nach erneuter Fällung aus einer Lösung in Chloroform
wurden 5,5 g eines Polymeren mit einem Erweichungspunkt von 200°C erhalten.
Wenn der vorstehend beschriebene Versuch mit einer verringerten Kupfer(II)-chloridmenge von 3,4 g
wiederholt wurde, trat die Farbänderung erst nach 65 Minuten ein, und die Polymerausbeute betrug
nur 2,2 g nach einer Reaktionsdauer von insgesamt 108 Minuten. Das Polymere hatte einen Erweichungspunkt
von 190° C.
Bei einer Verringerung der Kupfer(II)-chloridmenge auf 1,7 g dauerte die Zeit bis zum Farbumschlag
135 Minuten, und die Polymerausbeute betrug nur 1,7 g nach einer Reaktionszeit von 180 Minuten.
Der Erweichungspunkt des Poly(dihalogenphenylenäthers) betrug 180° C.
Auf Grund ihrer ausgezeichneten physikalischen, mechanischen, chemischen, elektrischen und thermischen
Eigenschaften eignen sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polymeren
für zahlreiche verschiedene Verwendungszwecke. Sie können beispielsweise allein oder in Mischung mit
anderen Polymeren als Preßpulver verwendet werden und ohne oder mit den verschiedensten Füllstoffen,
wie Holzmehl, Diatomeenerde, Ruß oder Kieselsäure, zu Formteilen verarbeitet werden, z. B. zu Stirnrädern,
Schrägzahnrädern, Schneckenrädern oder Kegelrädern, Zahngesperren, Lagern, Nockenscheiben, Anschlagteilen,
Dichtungen, Ventilsitzen für unter hohem Druck stehende Leitungen für öle, Gase oder Chemikalien,
bei denen chemische Beständigkeit erforderlich ist. Die Polymeren können zur Herstellung
von gepreßten, kalandrieren oder stranggepreßten
Teilen, Folien, überzügen, Garnen, Fäden oder Bändern verwendet werden. Sie eignen sich für die
verschiedensten Verwendungszwecke in Form von Platten, Stäben oder Streifen auf dem Gebiet der Elektrotechnik,
z. B. als Kabelklemmen, Anschlußklemmleiste^ Unterlagen für Schaltungen, Teile von
Dynamos, die bei hohen Temperaturen arbeiten. Folien dieser Polymeren können in bekannter Weise
hergestellt werden, z. B. durch Auflösen oder Suspendieren in Lösungsmitteln, Auftragen der Lösungen
auf eine Unterlage, von der das Polymere nach dem Abdampfen des Lösungsmittels abgenommen
wird, durch Kalandrieren oder Strangpressen. Diese Folien (orientiert oder nicht orientiert)
eignen sich als Metallauskleidung, Behälter, Bezüge, Schließbeläge, elektrische Isolierbänder, Schallaufzeichnungsbänder,
Magnettonbänder, photographische Filme, Bänder zum Umhüllen von Rohren und Kabeln. Als Überzugsmassen können sie in Form
von Lösungen und Suspensionen auf beliebige Unterlagen aufgetragen werden, wo Oberflächen, die die
ausgezeichneten Eigenschaften der Polymeren haben, gewünscht werden. Sie können als Vergußmasse,
für elektrische Isolierungen, z. B. als Drahtlack oder Einbettungsmasse, verwendet werden. Sie können
aus der Schmelze, Lösung oder Suspension in ein fällendes Lösungsmittel oder verdunstendes Medium
stranggepreßt werden. Die auf diese Weise hergestellten Fasern (orientiert oder nicht orientiert) können zu
Geweben verarbeitet werden, die sich für viele Zwecke eignen, z. B. als Filtertücher, wo es auf hohe chemische
Beständigkeit und Wärmebeständigkeit ankommt. Auf Grund ihrer ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften
eignen sich Schichtstoffe aus diesem Material für Elektrogeräte, z. B. als Nutzverschlußkeile im
Rotor von Elektromotoren, als Unterlagen für gedruckte Schaltungen, als Bauplatten für elektrische
Apparate, Radio- und Fernsehgeräte, kleine Stanzteile für elektrotechnische Zwecke, Klemmbretter
für Transformatoren, Distanzscheiben für Transformatorspulen. Die Polymeren können ferner mit den
verschiedensten Füllstoffen, modifizierenden Mitteln, wie Farbstoffen, Pigmenten, Stabilisatoren oder Weichmachern,
gemischt werden.
209521/465
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Poly(halogenphenylenäthern), dadurch gekennzeichnet, daß Halogenphenole der allgemeinen Formelin der X Fluor oder Chlor und — wenn gleichzeitigY und jedes Z Brom sind — auch Brom bedeutet,Y Chlor, Brom oder Jod und Z Wasserstoff, Fluor oder Chlor und — wenn Y und jedes X Brom sind — auch Brom bedeutet, in Gegenwart eines Komplexes aus einem wäßrigen Kupfer(II)-salz und einem aromatischen, heterocyclischen Amin in Lösung mit Sauerstoff bei Temperaturen von 80° C bis zur Rückflußtemperatur der Lösung umgesetzt werden.
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1570683B2 (de) | ||
DE1145360B (de) | Verfahren zur Oxydation von Phenolen mit Sauerstoff | |
DE2228071C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyphenylenäthern mit aktivierten Kupfer-Amin-Katalysatoren | |
DE2430130C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von PoIyphenylenäthern | |
DE2754887C2 (de) | ||
DE2616746C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von PoIyphenylenathern | |
DE2755937A1 (de) | Verfahren zur steuerung der grundmolaren viskositaetszahl von polyphenylenaether-reaktionsmischungen | |
EP1076648B1 (de) | Verfahren zur katalytischen herstellung von substituierten bipyridylderivaten | |
DE1495898A1 (de) | Polymere,Heteroatome enthaltende Acetylenverbindungen | |
DE1495953B2 (de) | Verfahren zur herstellung von poly (halogenphenylenaethern) | |
DE2105372A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Poly phenylenathern | |
DE1595046B2 (de) | Verfahren zur herstellung von polyarylenaethern | |
DE3414882A1 (de) | Verfahren zur herstellung von substituierten polyarylethern | |
EP0184149A2 (de) | Poly(phenylenether) und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1495953C (de) | Verfahren zur Herstellung von Poly (halogenphenylenathern) | |
EP0103276B1 (de) | Verfahren zur Stabilisierung von Polyphenylenetherlösungen | |
DE2431796C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von N,N, N',N'-Tetraarylchinondiimonium-Salzen | |
DE3325894A1 (de) | Verfahren zur entfernung des katalysators aus polyphenylenethern | |
DE2160419C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von PoIyphenylenoxiden | |
DE2451905B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyphenylenoxiden mit niedrigem Molekulargewicht | |
DE1570683C (de) | Verfahren zur Herstellung von Poly phenylenathern Ausscheidung aus 1693090 | |
DE2505329A1 (de) | Verfahren zum verkappen von polyphenylenoxiden | |
DE1420485C (de) | Verfahren zur Herstellung von Poly phenylenoxyden | |
DE1570699A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Poly-(2,6-dihalogenphenylen)-aethern | |
DE2446425A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polyphenylenaethern bei erhoehtem druck |