DE1593821C - Verfahren zur Herstellung von Dialkyl hydroxybenzylsulfiden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Dialkyl hydroxybenzylsulfiden

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DE1593821C
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tert
mol
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formaldehyde
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Heinz Dipl Chem Dr 6141 Gadernheim Franzen Volker Dr 6900 Heidelberg Huhner Gerd 7860 Schopf heim Woltjes Dieter 6140 Bensheim Eggensperger
Original Assignee
Deutsche Advance Produktion GmbH, 6141 Lautern

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dialkyl-hydroxybenzylsulfiden der allgemeinen Formel Q — S — R, in welcher Q =
oder
R"
CH,-
R = eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppef die Sauerstoff oder Schwefel in Ätherbindung enthalten oder durch Hydroxyl substituiert sein kann, oder —Alkylen — S — Q, und R' und R" gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen bedeuten.
Die erhaltenen Verbindungen werden — gegebenenfalls in Gegenwart bekannter Antioxydantien— zum Stabilisieren von organischen Stoffen gegen die Zersetzung durch Sauerstoff, Licht und Wärme verwendet.
Die bekannten Herstellungsverfahren für Verbindungen dieses Typs verlaufen entweder über die ent- Γ % sprechenden Mannichbasen
R"
oder die entsprechenden Berizylchloride, die mit den gewünschten Mercaptiden umgesetzt werden. (USA.-Patentschrift 2417 118 bzw. britische Patentschrift 911958) oder über die entsprechenden alkylierten Phenole, die mit Formaldehyd oder einer Formaldehyd liefernden Verbindung und einem Mercaptan umgesetzt werden (USA.-Patentschriften 2 417 118, 2 831 030, britische Patentschrift 1 042 639, deutsche Auslegeschrift 1 233 879). Dieses Verfahren erfordert die Herstellung und Isolierung des Mercaptans.
Es wurde gefunden, daß sich die Dialkyl-hydroxybenzylsulfide der allgemeinen Formel Q — S — R auf dem Wege der Umsetzung von 1 Mol eines Dialkylphenols der allgemeinen Formel
OH
4-CH2N(CH3)2
R'
mit mindestens 1 Mol bzw. mit mindestens 2 Mol Formaldehyd oder einer Formaldehyd liefernden Verbindung und mindestens 1 bzw. 2 Mol einer Mercaptoverbindung der allgemeinen Formel R — SH in einem inerten Lösungsmittel besonders leicht, d. h. unmittelbar vom alkylierten Phenol ausgehend, im Einstufenverfahren in einer gegenüber den· vorbekannten Verfahren um etwa 10% gesteigerten Ausbeute herstellen lassen; wenn man die Umsetzung mit einer in situ aus einem Halogenid R—Hal und Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Alkalihydroxyd gebildeten Mercaptoverbindung in Gegenwart von 0,1 bis 1 Mol einer Base, vorzugsweise Alkalihydroxid, bei erhöhter Temperatur durchführt.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Mercaptoverbindung nicht als solche in die Reaktion eingeführt werden muß, sondern im Reaktionsgefäß aus dem leicht zugänglichen Alkylhalogenid und Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Alkalihydroxid gebildet und ohne Isolierung mit dem Dialkylphenol und Formaldehyd weiter umgesetzt werden kann, überraschenderweise setzt sich bei dieser Verfahrensführung die Mercaptoverbindung praktisch quantitativ mit dem Dialkylphenol und dem Formaldehyd zu den Verbindungen des angegebenen Typs um, ohne daß das gleichzeitig vorhandene Alkalisulftd stört. Außerdem füllt der mit der Isolierung der
Mercaptoverbindiing aus der Reaktionsmischung stets verbundene Ausbeuteverlust an Mereaptoverbindung weg, der bis zu 10% betragen kann.
Bei der Herstellung von Dialkyl-hydroxybenzylsulliden gcma'l.l tier ['Windung verführt man /weckmäßig
''.S wie folgt: In eine Lösung vim I bis 2 Mol (h/.vv. .! bis 4 MoIj je nachdem, ob ein oder zwei schwefelhaltige Gruppen in das Phenol eingeführt werden -sollen), Alkalihydroxyd in einem oiüiiiiisdii'n Lösungsmittel
(bevorzugt Äthanol und Isopropanol) wird bei einer Temperatur von 0 bis 2O0C bis zur Sättigung Schwefelwasserstoff eingeleitet, anschließend 1 bzw. 2 Mol Alkylhalogenid zugetropft und noch eine weitere Stunde die Temperatur auf 60 bis 7O0C gehalten. Danach leitet man durch die Reaktionslösung Stickstoff, gibt 0,7 bis 1 Mol alkyliertes Phenol und 1,2 bis 2 Mol bzw. 2,4 bis 4 Mol Formaldehyd hinzu, erhitzt das Reaktionsgemisch 1 bis 5 Stunden unter Rückfluß, neutralisiert es nach dem Abkühlen, z. B. mit Essigsäure, und extrahiert den durch Eindampfen im Vakuum erhaltenen Rückstand mit Äther. Das nach dem Abdestillieren des Äthers erhaltene Reaktionsprodukt kann zur weiteren Reinigung umkristallisiert werden.
Die Ausbeuten liegen bei diesen Verfahren bei 80 bis 99%, auf Dialkylphenol bezogen.
Das Verfahren der Erfindung soll durch folgende Beispiele näher erläutert werden.
Beispiel 1
In eine Lösung von 45 g (0,8 Mol) Kaliumhydroxyd in 250 ecm Äthanol leitet man bei 200C bis zur Sättigung Schwefelwasserstoff ein, gibt anschließend 102 g (0,5 Mol) Laurylchlorid zu und erhitzt 1 Stunde auf 60 bis 700C. Nach dem Abkühlen leitet man durch die Reaktionslösung Stickstoff, gibt 82,4g (0,4 Mol) 2,4-Ditert.butylphenol und 64 ecm einer 40%igen wäßrigen Formaldehydlösung (0,8 Mol) zu und erhitzt die Mischung 2 Stunden unter Rückfluß. Danach kühlt man die Mischung ab, neutralisiert sie mit Eisessig, dampft sie im Vakuum zur Trockene ein und extrahiert den Rückstand mit Äther. Das nach dem Abdestillieren des Äthers erhaltene Produkt wird zweimal aus Methanol umkristallisiert. Man erhält ein öl, das bei -300C aus einer Methanol-Äthanol-Mischung umkristallisiert werden kann. Ausbeute: 80% der Theorie, bezogen auf eingesetztes Phenol.
Nach dem Infrarotspektrum und der Elementaranalyse
(S-Gehalt, berechnet 7,6%, S-Gehalt, gefunden 7,2%)
ίο handelt es sich um das Lauryl-(3,5-di-tert.butyl-2-hydroxybenzyl)-sulfid.
Beispiel 2
In eine Lösung von 45 g (0,8 Mol) Kaliumhydroxyd in 250 ecm Äthanol leitet man bei 2O0C Schwefelwasserstoff bis zur Sättigung ein, tropft anschließend 47 g (0,25 Mol) 1,2-Di-bromäthan zu und erhitzt die Mischung 1 Stunde auf 60 bis 7O0C. Nach dem Abkühlen wird durch die Reaktionslösung Stickstoff geleitet, 82,4 g (0,4 Mol) 2,6-Di-tert.butylphenol und 80 ecm einer 40%igen wäßrigen Formaldehydlösung (1 Mol) hinzugegeben, die Mischung 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt und wie im Beispiel 1 weiter aufgearbeitet. Nach dem Umkristallisieren aus Methanol erhält man 102 g (96% der Theorie, bezogen auf einge-.. setztes Phenol) l,2-Bis-(3,5-di-tert.butyl-4-hydroxybenzylmercapto)-äthan. Schmp.: 143 bis 144° C. S-Gehalt, berechnet: 12,1%, S-Gehalt, gefunden:
11,7%
In analoger Weise wurden die in den folgenden Tabellen 1 bis 3 aufgeführten Verbindungen hergestellt.
Tabelle 1
Verbindungen der allgemeinen Formel
R' R" -CH.,
-CH2CH2
-(CH2I2SC
R OH tert.Butyl Physikalische
Eigenschaften
Schmelzpunkt
C
Aus
beute
s ■
berechnet
S
gefunden
— lert.Butyl
— tert.Butyl
— tert.Bulyl
- CH.,
— tert.Bulyl
— terl.Bulyl
-CII2CH2 -S-CH2 -( ) — OH 73 bis 75
52 bis 55
43 bis 45
90
97
85
14.3
10.8
11.9
14.6
9.9
12.1
- tert.Butyl — tert.Butyl tert.Butyl
tert.liiityl
143 bis 144 96 12.1 11.4
(CII.),, S CII, on
tert.Htilyl lert. But)l lerl. HiH)I
lerl Huul
7(1 bis 73 S 7 II).'» io.K
( IU II, S cn, on
.,■MMu,M CII1 K-II Hun I I.1" Hu 131 1JS I !.-> 11.2
R' -CH3 R" R CH3 Physikalische
Eigenschaften
Schmelzpunkt
"C
Aus
beute
S
berechnet
S
gefunden
-CH3
CH3
\
CH-
/
-CH3 140 bis 142 72 17,7 ■ 18,1
CH3 -CH3
CH,
CH3
-CH2CH2OH
63 bis 65 70 15,1 15,8
\
CH-
-CH2-CH2-O-CH3 Ol 70 11,3 11,9
CH3
Verbindungen der allgemeinen Formel
Tabelle 2
K-/
R' R" R -CH3 Physikalische
Eigenschaften
Aus
beute
%
berechnet
%
S
gefunden
% ·
— tert.Butyl —tert.Butyl -CH3 Schmp. 44 bis 46 C 83 12,0 12,1
—tert.Butyl -CH, —n-C,2H25
OH
Sdp.0,2 93,95' C 85 14,3 14,4
—tert.Butyl —tert.Butyl —CH2-CH2-S—CH2-/V-tert.Butyl Öl, n'S 1,5029 80 7,6 7,2
—tert.Butyl —tert.Butyl T Schmp. 135 bis 137" C 79 12,08 12,25
tert.Butyl
Verbindungen der allgemeinen Formel
Tabelle 3
R' R" R -CH3 Ci2H25 Physikalische
Eigenschaften
Aus
beute
%
S
berechnet
%
S
gefunden
%
— tert.Butyl -CH3 —n-QH, Schmp. 88 bis 90 C 70 22.6 21,9
— tert.Butyl -CH3 -"-C12H25 σι 80 17,4 17,6
—tert.Butyl -CH3 "CH^ CH C4H1) Schmp. 41 bis 43° C 75 10.8 10,2
—tert.Butyl -CH3 C2H5 Ol 82 13,3 13,1
-CH3 -CH3 Schmp. 43 bis 45 C 72 11.6 11.3
Die gemäß der Erfindung erhaltenen Dialkyl-hydroxybenzylsulfide eignen sich, gegebenenfalls in Gegenwart von organischen Phosphiten, zum Stabilisieren von Polystyrolharzen, Estern und synthetischen ölen gegen die Einwirkung von Sauerstoff, Licht und Wärme.
Einige Beispiele Tür Polystyrolharze, die mit den oder
gemäß der Erfindung erhaltenen Verbindungen stabilisiert werden können, sind schlagfestes Polystyrol (das Copolymere aus Butadien und Styrol oder andere Copolymere enthält), Polymerisate aus Acrylnitril, Butadien und Styrol, Polymerisate aus Methacrylsäureestern, Butadien und Styrol oder Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Ester z. B. Phthalsäureester, die als Weichmacher verwendet werden, oder Polyester (z. B. Kondensationsprodukte aus Dicarbon- >° säuren und Diolen), und synthetische öle wie Polymeröle.
Besonders gute Stabilisierungsergebnisse wurden mit Verbindungen erhalten, in denen R' eine tertiäre Butylgruppe und R" eine Methylgruppe darstellt.
Nach dem Verfahren der Erfindung kann man Stabilisatoren herstellen, die bekannten Stabilisatoren, wie dem 2,6-Di-tert.butyl-p-kresol oder den in der deutschen Auslegeschrift 1 201 349 beschriebenen Verbindungen überlegen sind. Eine Verbesserung der stabilisierenden Wirkung und eine Verhinderung der Gelbfärbung der zu· stabilisierenden Stoffe erreicht man durch die zusätzliche Verwendung von organischen Phosphiten, z. B. dem Trisnonylphenylphosphit, zu den nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Stabilisatoren.
Die Stabilisatorverbindungen werden gewöhnlich in einer Menge von 0,01 bis 10% — auf das Gesamtgewicht des zu stabilisierenden Stoffes bezogen — eingesetzt. 1

Claims (2)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Dialkyl-hydroxybenzylsulfiden der allgemeinen Formel Q — S — R, in welcher Q =
    40
    45
    CH,-
    R = eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, die Sauerstoff oder Schwefel in Ätherbindung enthalten oder durch Hydroxyl substituiert sein kann, oder — Alkylen — S :— Q, und R' und R" gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mitl bis 6 C-Atomen bedeuten, durch Umsetzung von 1 -Mol eines Dialkylphenols der allgemeinen Formel
    R'
    R'
    55 mit mindestens 1 Mol bzw. mit mindestens 2 Mol Formaldehyd oder einer Formaldehyd liefernden Verbindung und mindestens 1 bzw.
  2. 2 Mol einer Mercaptoverbindung der allgemeinen Formel
    R-SH
    in einem inerten Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit einer in situ aus einem Halogenid R — Hai und Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Alkalihydroxyd gebildeten Mercaptoverbindung in Gegenwart von 0,1 bis 1 Mol einer Base, vorzugsweise Alkalihydroxid, bei erhöhter Temperatur durchführt.
    209 610/108

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