DE1745236C - Process for the partial decarboxylation of a polymeric carboxylic acid - Google Patents
Process for the partial decarboxylation of a polymeric carboxylic acidInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur partiellen Decarboxylierung polymerer Carbonsäuren.The invention relates to a process for the partial decarboxylation of polymeric carboxylic acids.
Von den polymeren Säuren sind Pnlyitaconsäure Selbst sowie andere nahe damit verwandte Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die in der USA.-Patentschrift 3 055 873 beschrieben werden, in der Technik bekannt und haben eine Vielzahl von verschiedenen Verwendungszwecken, jedoch erwiesen sie sich bisher noch nie als chelatbildende Mittel geeignet. Gemäß der vorliegenden Erfindung erwies es sich als möglich, Polyitaconsäure und andere ähnliche Verbindungen partiell zu decarboxylieren, so dall neue Polymeren erhalten werden, die diese gewünschte Eigenschaft, d. h. die chelatbildende Funktion, haben. Diese Tatsache ist überraschend, wenn man in Betracht zieht, daß sich sowohl die strukturell verwandte Polyacrylsäure als auch Polymethacrylsäure beide unter den gleichen Bedingungen völlig verschieden verhalten.Of the polymeric acids are polyitaconic acid itself as well as other closely related compounds, such as those described in U.S. Patent 3,055,873 in U.S. Patent No. 3,055,873 Techniques are known and have a variety of different uses, but they have been proven has never been used as a chelating agent. According to the present invention, it was found to be possible to partially decarboxylate polyitaconic acid and other similar compounds, so new ones Polymers are obtained which have this desired property, i.e. H. the chelating function. This fact is surprising when one considers that both the structurally related Both polyacrylic acid and polymethacrylic acid are completely different under the same conditions behavior.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine polymere Carbonsäure, die (1) Polyitaconsäure, (2) ein Mischpolymeres von Itaconsäure mit wenigstens 10 Molprozent Itaconsäure und bis zu 90 Molprozent eines sauren Mischpolymeren mit einer polymerisierbaren A./J-Doppelbindung an einer Carbonsäurecnippe oder (3) ein Mischpolymeres von Itaconsäiire""mit wenigstens etwa 30 Molprozent Itaconsäure bis zu etwa 7o"Mo!prozent eircs nichtsauren Mischmonomeren mil einer polymerisierbaren Doppelbindung ist. unter Bildung von Kohlendioxyd auf erhöhte Temperatur erhitzt. Geeignete Ausgangsstoffe ίο für die Umsetzung sind auller Polyitaconsäure selbst, wie oben bereits angeführt, beispielsweise die vorstehend genannten Mischpolymeren aus Itaconsäure mit bis zu etwa 90 Molprozent Acrylsäure oder Methacrylsäure als auch diejenigen, die aus Itaconsäure mit bis'zu etwa 70 Molprozent Styrol. Acrylnitril, Methacrylnitril, niedere Alkyhicrylute. niedere Alkylmethacrylate und Gemischen dieser Monomeion gebildet werden. Im allgemeinen besteht das Verfahren darin, dall die polymere Säure in einem wäßrigen Medium ίο erhitzt wird, bis die Entwicklung von Kohlendioxydga; nahezu beendet ist, so daß sich in der Praxis bis /■ etwa 30 Molprozent Kohlendioxyd pro Moläquivalent Itaconsäureeinheit im Polymeren entwickelter. Obgleich gewisse chdaibildcnde Funktionen h.-i weniger als etwa 5 Molprozent entwichenem Kohlendioxyd pro Itaconsäureeinheit im Polymeren dem pol·. nieren Molekül vermittelt werden können, ist es m allgemeinen nicht rat am oder zumindest nicht vor zuziehen, unter diesen Wert z.u gehen, falls der ccwünschte Effekt in überzeugender Weise erreicht werden soll. Beispielsweise entwickeln sich im F; ' derjenigen Mischpolymeren, die mit Nichtsäuremoiu.-nieren, wie z.B. Styrol. Acrylnitril u.dgl. gebildu werden, im allgemeinen weniger und unterschiedlich-. Kohlendioxydmenge pro Itaconsäureeinheit auf der gleichen Grundlage wie oben. Die zur Umsetzui-.c nötige Temperatur liegt vorzugsweise im Berek!: zwischen 60 und etwa 160' C, so daß sich etwa 5 h;-30 Molprozent Kohlendioxyd auf der vorstehende ; Grundlage während des Erhitzens entwickeln. D>-_ Umsetzung wird vorzugsweise in einem wäßrige:; Medium unter sauren, neutralen oder basische;' Reaktionsbedingungen durchgeführt, und fal!s ein: Base zur Beschleunigung der Umsetzung verwende; wird, wird gewöhnlich eine solche Menge eingesetzt durch die das vorstehend angeführte decarboxylieru" Produkt, das noch einige freie CaiDoxylgruppen ent hall., nur teilweise neutralisiert wird. In jedem Fall soll die Obergrenze, der Neutralisierung vorzugsweise etwa 80°/0 nicht überschreiten. Die Abtrennung des ge wünschten Produktes aus dem Reaktionsgemisch wird darin leicht durch übliche Maßnahmen, wie z. B. durch Gefriertrocknen, bewirkt. According to the process according to the invention, a polymeric carboxylic acid, (1) polyitaconic acid, (2) a copolymer of itaconic acid with at least 10 mol percent itaconic acid and up to 90 mol percent of an acidic copolymer with a polymerizable A./J double bond on a carboxylic acid clump or (3 ) a mixed polymer of itaconic acid "" with at least about 30 mol percent itaconic acid up to about 70 "mol percent eircs non-acidic mixed monomers with a polymerizable double bond is heated to an elevated temperature with the formation of carbon dioxide. Suitable starting materials for the reaction are all polyitaconic acid itself, As already mentioned above, for example the above-mentioned copolymers of itaconic acid with up to about 90 mol percent acrylic acid or methacrylic acid as well as those made from itaconic acid with up to about 70 mol percent styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, lower alkyl acrylic acid, lower alkyl methacrylates and mixtures of these monomers formed become T. In general, the method consists in heating the polymeric acid in an aqueous medium until carbon dioxide gas is evolved; is almost complete, so that in practice up to / ■ about 30 mol percent carbon dioxide per mol equivalent of itaconic acid unit is developed in the polymer. Although certain chdaib-forming functions h.-i less than about 5 mole percent escaped carbon dioxide per itaconic acid unit in the polymer of the pol ·. If the desired effect is to be achieved in a convincing manner, it is generally not advisable, or at least not preferable, to go below this value. For example, in F; 'of those copolymers which renate with non-acidic substances, such as, for example, styrene. Acrylonitrile and the like are formed, generally less and differently. Amount of carbon dioxide per unit of itaconic acid on the same basis as above. The temperature required for Umsetzui-.c is preferably in the Berek! : between 60 and about 160 ° C, so that about 5 hours; -30 mole percent carbon dioxide on the above; Develop base while heating. D> -_ reaction is preferably carried out in an aqueous :; Medium among acidic, neutral or basic; ' Reaction conditions carried out, and if this occurs : use base to accelerate the reaction; is, such an amount is usually used by which the above-mentioned decarboxylieru "product, which is still some free CaiDoxylgruppen ent hall., is only partially neutralized. In any case, should the upper limit, the neutralization preferably about 80 / not exceed ° 0th The The desired product is easily separated off from the reaction mixture therein by customary measures, such as, for example, by freeze-drying.
Durch das crfindungsgemäße Decarboxylierungsverfahren werden in die polymeren Ausgangsverbin dungen chromophore Gruppen eingeführt, die im UV-Bereich des Spektrums bei elwa 283 πψ absorbieren. Gleichzeitig beginnen sich im Polymeren chelalbilijende Funktionen zu zeigen, was einfach durch den δο positiven Ferrichlorid-Enoltest (purpurrote Farbe) nachgewiesen wird, der bei nichtdecarboxylierten Polymeren negativ ausfällt. Die optische Dichte bei der Wellenlänge des Absorptionsmaximums, ausgedrückt als El«, d. h. die optische Dichte einer l%igen Lösung von 1 cm Stärke, ist ein einfaches Maß für das Ausmaß der Decarboxylierung und Einführung von chelatbildenden Gruppen bei denjenigen Polymeren, bei denen andere ultraviolettabsofbierende sich Through the decarboxylation process according to the invention, chromophoric groups are introduced into the polymeric starting compounds which absorb in the UV region of the spectrum at about 283 πψ. At the same time, chelal biliary functions begin to show in the polymer, which is simply demonstrated by the δο positive ferric chloride enol test (purple color), which is negative for non-decarboxylated polymers. The optical density at the wavelength of the absorption maximum, expressed as El «, ie the optical density of a 1% solution 1 cm thick, is a simple measure of the extent of decarboxylation and introduction of chelating groups in those polymers in which other ultraviolet absorbents himself
wiederholende Einheiten nicht stören. Ein llomopohmeres \on Itaconsäure, d. h. Polyitaconsäure. das partiell so weit wie -.inter den Bedingungen der erlinjungsgemäßen Umsetzung möglich decarhoxyliert tvurde. hat eine optische Dichte E-;';, \on etwa 4*5 bis 50. L mollständig partiell decarboxvlierie Polvilaeonsäure und vollständig oder unvollständig partiell decarbo\vlierte Mischpolymeren von Itacnnsäure mis njctüahsorbierenden Monomeren haben eine Dichte E';'. '.on etwa 0 bis 45 bis 50. und zwar Gleichfalls bei u etwa Z!S3 πιμ.do not interfere with repetitive units. A llomopohmeres \ on itaconic acid, ie polyitaconic acid. which was partially decaroxylated as far as possible under the conditions of the conversion according to the invention. has an optical density E-; '; \ on about 4 * 5 to 50. L fully partially decarboxvlierie polvilaeonic acid and fully or incompletely partially decarboated copolymers of itacnic acid misnomeric monomers have a density E';'.'.on about 0 to 45 to 50. and also at u about Z! S3 πιμ.
P;e erlindungsgemäß herstellbaren Produkte haben " Abhängigkeit von der Art der Po'v nieren, in denen jiatbildenden Gruppen vorliegen, verschiedene Jie Verwendungszwecke. Beispielsweise emnen i< ■>i\ nieren mit einem Gehalt von 30 hi- HX)" „ Iu,. ,".siure nach dem Deearboulieren in 1-orm ihrer Λ!'. ^metallsalze zum stabilisieren anderer Po!\;v,en:ri. v.:; B. Ρολ (inylchlorid oder Pol;, prcpsl'jn. bei (JL· ■"■ -puren von Schwermetallionen, wie z. B. Eisen .v-■ tapfer, sonst die Zersetzung derselben kauihs- :.■■ könnten. Andererseits eigenen sich MiM/hpoU-p.ie:·- 'ml einem Ciehalt von 5 bis ?0"„ itacousäure na.- ler Decarboxylierung zur Herstellung \on Überzu-. die durch die chelatbüduidcn viruppen selbs: mn' '■ mehrwertiger Metallionen vernetzt werden i%u; Ar. "Kirn- und Alkalimetallsalze der partiell decarbov; ■ ieu Polymeren, die aus 15 bis HX)0 ,., Itaconsäure und ■' Ins 85°',. eines \./>-ungesäitigten Carbonsäiireniis.r Monomeren hergestellt wurden, eignen mcIi als pign "lidispergierende Mitte! iiir Latexfarben Die partiell decar'.iox>lier:o PoKiiaeoiisäure. die sichProducts that can be manufactured according to the invention have different purposes depending on the type of polygons in which jiat-forming groups are present. . , ". acid after de-arbouling in 1-orm of your Λ! '. ^ metal salts to stabilize other Po! \; v, en: ri. v.:; B. Ρολ (inyl chloride or Pol ;, prcpsl'jn. at ( JL · ■ "■ - traces of heavy metal ions, such as iron .v- ■ brave, otherwise the decomposition of the same kaui h s-:. ■■ could. On the other hand, MiM / hpoU-p.ie: · - ' ml a Ciehalt 5-0 "" itacousäure na.- ler decarboxylation for producing \ on Überzu- by the chelatbüduidcn viruppen selbs:.. are crosslinked mn '' ■ polyvalent metal ions i% u Ar "? Kirn- and alkali metal salts of Partially decarbov; ieu polymers which have been prepared from 15 to HX) 0 ,., itaconic acid and ■ 'Ins 85 °', Latex paints which partially decar'.iox> lier: o PoKiiaeoiisäure. Which are
bildet, wenn Polyitaconsäiire se.nst dem erlindungscemäl'cn Decarboxylierungsverfahren his /um Abschli;;' der Entwicklung von Kohicndioxvdgas unierwori::! wird, ist eir.e biaügeibe saure organische- Verbind-.iiig. die mit einer Vielzahl -von verschiedenen Me; igrimdvcrbindungen, mit Ammoniak und mit ort: μ !sehen Aminen Salze /u bilden \ermag. Sie ist in S\ ::s-.,.T löslich und in Aceton schwach löslich und aui-i'dem im trockenen Zustand oder, wenn sie in wa -erfreien Lösungsmitteln gelöst ist, beständig. In widriger Lösung zeigt sie ein Absorptionsmaxinuim UV-Bereich des Spektrums bei einer charakteoptische Dichte E!'.; nur 17 für diese bestimmte Substanz.forms when polyitaconic acids are not followed by the ingenious decarboxylation process until the end of the process ;; ' the development of carbon dioxide gas unierwori ::! is, eir.e still acidic organic compound .iiig. those with a variety of different Me ; igrimd connections, with ammonia and with ort: μ! see amines salts / u form \ ermag. It is soluble in S \ :: s -,. In an adverse solution, it shows an absorption maximum in the UV range of the spectrum with a characteristic optical density E! '.; only 17 for that particular substance.
Zusammenfassend sei gesagt, daß die vorliegende Erlindung diejenigen partiell decarboxylierten Mischpolymeren und polymeren Säuren betrifft, die sich aus Polyitaconsäure selbst bilden, diejenigen aus Mischpolymeren von Itaconsäure mit einem Gehalt von wenigstens 10 Molprozent Itaconsäure und bis zu etwa 90 Moiprozent polymerisierbaren Einheilen mitIn summary, it should be said that the present invention those partially decarboxylated copolymers and polymeric acids which form from polyitaconic acid itself, those from interpolymers of itaconic acid containing at least 10 mole percent itaconic acid and up to about 90 mole percent polymerizable units with
η Doppelbindungen von Monomeren der Struktur CW, -- CR1R2, wobei R1 ein Wasserstoffatom oder eine Meihvigruppe bedeutet und R2 ein Carboxylrest ist. sowie diejenigen aus Mischpolymeren von Itaconsäure mit einem Gehalt von wenigstens etwa 30 MoI-η double bonds of monomers of the structure CW, - CR 1 R 2 , where R 1 is a hydrogen atom or a Meihvi group and R 2 is a carboxyl radical. as well as those of copolymers of itaconic acid with a content of at least about 30 mol
', Prozent Itaconsäure bis zu etwa 70 Molprozent pclymerisierbarer Einheiten mit Doppelbindungen von Monomeren der Struktur CH., = CR1R2, bei denen R1 ein Wasserstoff atom oder eine Meihvigruppe und R2 eine Carbalkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe. eine Cyano- oder eine Phenylgruppe bedeute' und R1 immer ein Wasserstoffatorr bedeutet, wenn R, eine Phenylgruppe bedeutet. Mit der Bezeichnung Polyitaconsäure und den damit ziisammennangenden Mischpolymeren und polymeren Säuren, wie sie oben genannt sind, s>nd diejenigen Polymeren und Mischpolymeren gemeint, die 10 bis 100% Itaconsäure enthalten und eine Brookfield-Viskosität zwischen 10 und 100 (XX) cP bei 25 C als 25°/oige Lösung in Wn^er oder Dioxan aufweisen. ', Percent itaconic acid up to about 70 mole percent polymerizable units with double bonds of monomers of the structure CH., = CR 1 R 2 , in which R 1 is a hydrogen atom or a Meihvi group and R 2 is a carbalkoxy group with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group. a cyano or a phenyl group means' and R 1 always means a hydrogen atom when R 1 means a phenyl group. The term polyitaconic acid and the associated copolymers and polymeric acids, as mentioned above, mean those polymers and copolymers which contain 10 to 100% itaconic acid and a Brookfield viscosity between 10 and 100 (XX) cP at 25 C than 25 ° / o solution in Wn ^ have he or dioxane.
Nachfolgende Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.
ss in einen 2-1-Dreihalsrundkolben mit Rückflußkühler, mechanischem Rührwerk urd einem Eintauchthermometer wurden 500 g (3,85 Mol) raffinierte Itaconsäure in 1000 ecm Wasser gegeben (die letztere Stufe erforderte zuerst Erhitzen des wäßrigen Gemisches auf einem Dampfbad). Dann begann man zu rühren, die Temperatur des Reaktionsgemisches wurde auf 70"C eingestellt, und 5,4 g (0,5 Molprozent) Kaliumpersulfat wurden zugegeben. Das entstandene Gemisch wurde anschließend 29 Stunden lang aufss in a 2-1 three-necked round bottom flask with reflux condenser, mechanical stirrer and an immersion thermometer 500 g (3.85 mol) of refined itaconic acid were placed in 1000 ecm of water (the latter 1st stage required heating the aqueous mixture first on a steam bath). Then stirring started, the temperature of the reaction mixture became adjusted to 70 "C, and 5.4 g (0.5 mole percent) potassium persulfate were added. The resulting Mixture was then left on for 29 hours
sehen Wellenlänge von etwa 283 11m. wobei 45 etwa 65°C erhitzt (durch ein ölbad von 701C). Nachsee wavelength of about 283 11m. where 45 is heated to about 65 ° C (by an oil bath of 70 1 C). To
48,6 ist, und wenn sie in 0,0In-NaOH gelöst von etwa 312 ma, wobei E1^n -- 74,5 ist. Zu den Salzen, die sie mit Metallen bildet, gehören die Salze der Alkalimetalle, beispielsweise von Natrium und48.6, and when dissolved in 0.0 In NaOH of about 312 ma, where E 1 ^ n - 74.5. The salts it forms with metals include the salts of alkali metals, such as sodium and
dieser Zeitspanne wurden weitere 2,7 g (0,25 Molprozent) Kaliumpersulfat zugegeben und das Erhitzen weitere 18,5 Stunden fortgesetzt. Danach, d.h. nach 47,5 Stunden, zeigte die Bromzahlanalyse bei einerover this period an additional 2.7 g (0.25 mole percent) potassium persulfate was added and heating continued for another 18.5 hours. After that, i.e. after 47.5 hours, the bromine number analysis in one
p
Kalium, der Erdalkalimetalle, wie z. B. von Calcium, 50 Probe, daß nur noch 9,5°/0 der ursprünglich als Ausp
Potassium, the alkaline earth metals, such as. B. calcium, 50 sample that only 9.5 ° / 0 of the originally called from
Magnesium und Barium, und der Schwermetalle, wie z. B. von Eisen, Kupfer und Zink. Zu den Salzen, die sie mit organischen Aminen bildet, gehören diejenigen, die aus wasserlöslichen niederen Alkylaminen gebildet gangsmaterial verwendeten Itaconsäure in dem Gemisch vorlagen. Eine Probe von 2(X) g der wäßrigen Polymerenlösung wurde dann langsam in 2 1 kalten Acetons gegossen, und das Polymere fiel aus derMagnesium and barium, and heavy metals such as B. of iron, copper and zinc. To the salts that it forms with organic amines include those formed from water-soluble lower alkyl amines raw material used itaconic acid in the mixture templates. A 2 (X) g sample of the aqueous polymer solution was then slowly poured into 2 liters of cold Poured acetone, and the polymer fell out of the
y gy g
werden, wie die niederen Alkanolamine, beispielsweise 55 Lösung in Form eines feinen Granulats aus. Es wurde ßer Pyridin auch Äthylendiamin und Triäthylamin abgenutscht und zweimal erneut aus wäßrigem Acetonlike the lower alkanolamines, for example 55 solution in the form of fine granules. It was ßer pyridine also ethylenediamine and triethylamine suction filtered and twice again from aqueous acetone
außer Pyridin auch Äthylendiamin und Triethylamin. Andere partiell decarboxylierte Polyitaconsäuren werden erfindungsgemäß durch partielles Decarboxylieren von Mischpolymeren aus Itaconsäure gemäß der vorstehenden Beschreibung erhalten. Beispielsweise wurde ein Produkt durch Decarboxylieren eines Mischpolymeren erhalten, das aus Itaconsäure mit einer äquimolaren Menge Acrylsäure hergestellt wurde, d. h., daß das Gewichtsverhältnis der Reaktionsteilabgenutscht und zweimal erneut aus wäßrigem Aceton ausgefällt. Das auf diese Weise erhaltene flaumige weiße Pulver wurde dann mit weiterem frischem Aceton gewaschen und luftgetrocknet, so daß ein Produkt erhalten wurde, das anschließend in einem Vakuumofen bei 55°C und 20 mm Hg Druck getrocknet wurde. Auf diese Weise erhielt man feste Polyitaconsäure, die, nachdem sie 64 Stunden in einem Vakuumexsikkator über Phosphorpentoxyd und dannbesides pyridine also ethylenediamine and triethylamine. Other partially decarboxylated polyitaconic acids are according to the invention by partial decarboxylation of copolymers of itaconic acid according to the obtained above description. For example, a product was made by decarboxylating a Copolymers obtained from itaconic acid with an equimolar amount of acrylic acid, d. that is, the weight ratio of the reaction parts is sucked off and reprecipitated twice from aqueous acetone. The fluffy one obtained in this way white powder was then washed with more fresh acetone and air dried to give a Product was obtained which was then dried in a vacuum oven at 55 ° C and 20 mm Hg pressure would. In this way there was obtained solid polyitaconic acid which, after 64 hours in one Vacuum desiccator over phosphorus pentoxide and then
nehmer 1,8:1.0 betrug. Die erhaltene, partiell de- 65 5 Stunden in einem Fischer-Trockenrohr bei 56°C und carboxylierte polymere Säure zeigt ebenso ein Ab- 0,1 mm Hg stehengelassen worden war, auf ein konstantes Gewicht getrocknet worden war. Dieses Produkt ergab mit Ferrichloridlösung keine Farbe, warwas 1.8: 1.0. The obtained, partially de- 65 5 hours in a Fischer drying tube at 56 ° C and carboxylated polymeric acid also shows that 0.1 mm Hg had been left to stand at a constant Weight had been dried. This product gave no color with ferric chloride solution
torptionsmaximum im UV-Bereich des Spektrums bei einer Wellenlänge von etwa 2Ki mu. jedoch beträgt dieabsorption maximum in the UV range of the spectrum at a wavelength of about 2Ki mu. however, the
745 236745 236
in Wasser löslich und in Aceton unlöslich und besaß die folgenden charakteristischen Eigenschaften: /.1^l = 282nm (E!!;. = 4,7); BrookfieldA'iskosität. Spindel Nr. 2.' 30 Umdr./Min. bei 25 C 126 cP (J8n,oige wäßrige Lösung).soluble in water and insoluble in acetone and had the following characteristic properties: /. 1 ^ l = 282nm (E !!;. = 4.7); Brookfield viscosity. Spindle No. 2. ' 30 rev / min. at 25 C 126 cP (J8 n , o ige aqueous solution).
Analyse für (C5H6O4):Analysis for (C 5 H 6 O 4 ):
Berechnet . .. C 46,2, H 4.65:Calculated . .. C 46.2, H 4.65:
gefunden ... C 47,2, H 5.15, Bromzahl 1.5.Found ... C 47.2, H 5.15, bromine number 1.5.
In einen 100-ccm-Rundkolben mit Kiickflul.H.ühler und Gasauslaßrohr, das mit dem offenen Ende des Kühlers verbunden war und in einen umgekehrten, mit gesättigter Natriumchloridlösung gefüllte» Zylinder hineinragte, wurden 13 g Polyitaconsäiire (hergestellt nach Beispiel 1 aus raffinierier Itaconsäure) und 26 ecm Wasser gegeben. Nachden* sich nahezu die gesamte Polyitaconsäiire gelöst hatte, wurde das Reaktionsgemisch allmählich auf Rückfiußicmpciuiur mittels eines auf 1 25 C vorgewärmten Ölbads erhitzt, und die sich entwickelnde Menge Kohlendioxydgas, die in dem Zylinder aufgefangen wurde, w urde in verschiedenen Zeitabständen gemessen. Es wurde eefunden. daß sich nach 47 Stunden 650 c:m Kohlendioxvdcas entwickelt hatten und daß damit die Umsetzung im wesentlichen abgeschlossen war. Dies entsprach 29u/n des theoretischen Wertes für 1 Mol Kohlendioxyd pro Mol Itaconsäurecinhciten in dem Polymeren. Die Halbwertszeit für die Kohlendiowdentw ick lung betrug etwa 4,5 Stunden.13 g of polyitaconic acid (prepared according to Example 1 from refined itaconic acid) were placed in a 100 cc round bottom flask with a cooling condenser and gas outlet tube, which was connected to the open end of the condenser and protruded into an inverted cylinder filled with saturated sodium chloride solution ) and given 26 ecm of water. When almost all of the polyitaconic acid had dissolved, the reaction mixture was gradually heated to reflux by means of an oil bath preheated to 125 ° C., and the amount of carbon dioxide gas evolved and collected in the cylinder was measured at various time intervals. It was found. that after 47 hours 650 c: m carbon dioxide had developed and that the reaction was essentially complete. This corresponded to 29 u / n of the theoretical value for 1 mole of carbon dioxide per mole of itaconic acid sequestones in the polymer. The half-life for the development of carbon was about 4.5 hours.
20 g der vorstehend hergestellten decarhox>licrten Polyitaconsäurelösung wurde anschließend mit 20 ecm Wasser verdünnt und durch einen Glasfrittcnirichtcr fillriert. nachdem sie vorher kurz erwärmt worden war. Ein Teil desauf diese Weise erhaltenen liltrats(15 ecm) wurde mit weiteren 15 ecm Wasser verdünnt, und die erhaltene Probe gefriergetrocknet. Das entstandene flaumige, leichte Material wog 1,8 g und wurde dann weitere 20 Minuten in einem I isher-Troekenrohr bei 54 C und 0,1 mm Hg Druck getrocknet. Das partiell decarboxylierte feste Polyitaconsäureprodukl ergab eine rote Färbung mit Eerrichloridlösung vvai in Wasser löslich (obgleich weniger als die ursprüngliche Polyilaconsäurc). leicht löslich in Aceton und besaß die folgenden charakteristischen Eigenschaften: /."," bei 283 ημ (E Γ. =- 48,6); z.1;,^ NaOH bei 316 mn (E|.s m -- 74,5).20 g of the above-prepared decarboxylic acid polyitaconic acid solution was then diluted with 20 ecm of water and refilled through a glass frit. after having been briefly warmed up beforehand. A portion of the filtrate obtained in this way (15 ecm) was diluted with a further 15 ecm of water, and the sample obtained was freeze-dried. The resulting fluffy, light material weighed 1.8 g and was then dried for a further 20 minutes in an I isher-Troeken tube at 54 ° C. and 0.1 mm Hg pressure. The partially decarboxylated solid polyitaconic acid product gave a red color with cerium chloride solution which was soluble in water (although less than the original polyilaconic acid). Easily soluble in acetone and had the following characteristic properties: /. "," at 283 ημ (E Γ. = - 48.6); z. 1 ;, ^ NaOH at 316 mn (E |. S m - 74.5).
Analyse:
Gefunden ... C 50,88, H 5,02, Bromzahl 16,3.Analysis:
Found ... C 50.88, H 5.02, bromine number 16.3.
Eine Lösung aus 33,6 g (0,3 Mol) Itaconsäurcanhydrid in 33.6 ecm Benzol mit einem Gehalt an 0.36 g (0,5 Molprozcnt) Bcnz.oylperoxyd wurde in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Ölbadtemperatur von 75 'C in der gleichen Weise erhitzt, wie sie in dem vorstehenden Beispiel für die entsprechende Umsetzung mit llaconsäure als Ausgangsmaterial beschrieben wurde. Nach 96 Stunden wurde die Erhitzung unterbrochen, -:nd das aus der heißen Lösung ausgefallene Polymere wurde abpenutschl und darauf teilweise luftgetrocknet. Nach Waschen mit warmem Benzol wurde es anschließend in 100 ecm trockenem Aceton gelöst und die Lösung dann langsam in 1 Liter Chloroform unter heftigem Rührei: gegossen. Das ausj gefallene Polymere wurde erneut abfiltriert, teilweise, wie vorstehend, luftgetrocknet und dann in einem Vakuumofen ohne Erwärmung getrocknet. Fun Driuel dieser letzteren Probe wurde dann nochmals aus 440 ecm wasserfreiem Aceton-Chloroform-GcmischA solution of 33.6 g (0.3 mol) of itaconic acid anhydride in 33.6 ecm of benzene with a content of 0.36 g (0.5 mole percent) of benzyl peroxide was added in a nitrogen atmosphere at an oil bath temperature of 75 'C in the same way as in the previous example for the corresponding reaction with ilaconic acid as the starting material. After 96 hours the heating stopped interrupted, -: nd the polymer precipitated from the hot solution was abpenutschl and then partially air-dried. After washing with warm benzene, it was then dried in 100 ecm Dissolved acetone and then slowly poured the solution into 1 liter of chloroform with vigorous scrambling. The ausj precipitated polymers were again filtered off, partially air dried as above and then in one Vacuum oven dried without heating. Fun Driuel this latter sample was then again made from 440 ecm anhydrous acetone-chloroform mixture
ίο (Volumenverhältnis 1 : 10) ausgefällt, und die erhaltene Probe schließlich auf ein konstantes Gewicht im Vakuum über Phosphorpcntoxyd und dann etwa 5 Stunden in einem Eishcr-Trockenrohr bei 54 C und 0.1 mm Hg getrocknet. Auf diese Weise wurden 28 g (S3'V0) festes Polyitaconsäureanhydrid erhalten, das im wesentlichen frei von jeglichen rückständigen Monomerens pure η war.ίο (volume ratio 1:10) precipitated, and the sample obtained is finally dried to a constant weight in vacuo over phosphorus oxide and then for about 5 hours in an ice-cream drying tube at 54 ° C. and 0.1 mm Hg. In this way, 28 g (S3'V 0 ) of solid polyitaconic anhydride were obtained, which was essentially free of any residual monomers pure η.
Analyse für (C-H4O3),,:Analysis for (CH 4 O 3 ) ,,:
Berechnet ... C 53,56. H 3,59:
gefunden ... C 53,11. H 4.14.Calculated ... C 53.56. H 3.59:
found ... C, 53.11. H 4.14.
B e i s ρ i e 1 4B e i s ρ i e 1 4
Eine Lösung aus 11.2g (0.1 Mol) Polyitaconsäureanhydrid in 28 ecm Wasser wurde in der im Beispiel 2 beschriebenen Weise decarboxyliert. Zum Lösen des gesamten Anhydrids waren etwa 20 Minuten zunächst erforderlich, dann war das Verfahren das gleiche wie obensteheiul. Nach 96 Stunden wurde die Eihit/ung unterbrochen und das ausgefallene Polymere gesammelt. Das auf diese Weise erhaltene Produkt wurde dann unter Bildung einer 5°/„igen Losung in Wasser gelöst, während es noch warm war. durch einen Cilasfrittcntrichter lillriert und unter Bildung von 6.5 g partiell deearboxylierter fester Polyitaconsäiire in Form von flaumigen kristallinen Teilchen gefrier-A solution of 11.2g (0.1 mol) polyitaconic anhydride decarboxylation was carried out in the manner described in Example 2 in 28 ecm of water. To solve the total anhydride was required about 20 minutes first, then the procedure was the same as upstairs After 96 hours the Eihit / ung interrupted and collected the precipitated polymer. The product thus obtained became then dissolved in water to form a 5% solution while it was still warm. through a cilas frit funnel Illuminated and with the formation of 6.5 g partially deearboxylated solid polyitaconic acid in Form of fluffy crystalline particles freeze-
4" getrocknet. Eine Probe wurde dann weitere 24 Stunden in einem I isher-Trockenrohr bei 54 C und 0,1 mm Hg Druck auf ein konstantes Gewicht getrocknet und ei gab folgende Analyse:4 ". A sample was then dried for an additional 24 hours in an I isher drying tube at 54 ° C. and 0.1 mm Hg Print dried to constant weight and egg gave the following analysis:
Analyse:
Gefunden ... C 50,90, H 5,05, Bromzahl 23.90.Analysis:
Found ... C 50.90, H 5.05, bromine number 23.90.
S" BeispielsS "example
Die Ergcbni· c einer Reiiie von Versuchen, die die Wirkung von Säure und Base auf das Decarboxylicrungsvcrfahrcn aufzeigen sollen, werden nacli-The result of a series of attempts which the Effect of acid and base on the decarboxylic process should show, are nacli-
,',., folgend angegeben. In jedem !"alle wurden entweder 0,02 Mol (als Itaconsäurceinheileii) Polyitaconsäiire oder 0.02 Mol Polyilaconsäurcanhydrid unter Rühren /u 18 ecm eine», wäßrigen Lösungsmittels mil einer Temperatur von 1000C zugegeben, das in einem mit einem mechanischen Rührwerk ausgestatteten und durch einen Rückflußkiihler mit einer Gasburcttc verbundenen K~>lben enthalten war. Der Kolben und sein Inhalt wurden schnell verschlossen, und die Geschwindigkeit und Menge der Kohlendioxydgasentwicklung wurden gemessen, wobei die Ergebnisse wie folgt ermittelt wurden (Entwicklung von Kohlendioxyd wird ausgedrückt in Mol pro Moläquivalcnt llaeonsiiuiccinheil im Polymeren):, ',., indicated below. In each "all of which were either 0.02 mol (as Itaconsäurceinheileii) Polyitaconsäiire or 12:02 mol Polyilaconsäurcanhydrid stirring / u 18 ecm an" aqueous solvent mil a temperature of 100 0 C is added in one equipped with a mechanical stirrer and by The flask and its contents were quickly closed and the rate and amount of carbon dioxide gas evolution were measured, the results of which were determined as follows in the polymer):
Halbwcrlzcit StundenHalf an hour
Menge CC),Amount of CC),
Polyitaconsäure Polyitaconic acid
Polyitaconsäure Polyitaconic acid
Polyitaconsäureanhydrid
Polyitaconsäureanhydrid
PolyitaconsäureanhydridPolyitaconic anhydride
Polyitaconic anhydride
Polyitaconic anhydride
destilliertes Wasser
NaOH, 0,25 Mol*
destilliertes Wasser
6n-Salzsäure
NaOH, 0,5 Mol*distilled water
NaOH, 0.25 mol *
distilled water
6N hydrochloric acid
NaOH, 0.5 mol *
1,30 0,30 1,501.30 0.30 1.50
2,0 bis 3,0** 0,0252.0 to 3.0 ** 0.025
0,260.26
0,30 0,26 0,290.30 0.26 0.29
*) Bezogen auf 1 Mol ltaconsäurccinhcit.*) Based on 1 mol of itaconic acid cinhitol.
··) Erhitzt von Raumtemperatur auf RückfluBicmpcraiur von 1080C. Die die Gasentwicklung überlagernde Wärmeexpansion führte nur zu angenäherten Halbwcrtzcitcn.··) is heated from room temperature to 108 0 C. The RückfluBicmpcraiur of the evolution of gas overlying thermal expansion resulted in only approximate Halbwcrtzcitcn.
Aus den Daten der vorstehenden Tabelle ist ersiehtlieh, daß begrenzte Mengen an Base wesentlich die Decarboxylierungsgeschwindigkeit erhöhen, ohne daß das endgültige Ausmaß der Umsetzung beeinträchtigt wird. Gibt man Polyitaconsäure zu verdünntem wäßrigem Kaliumhydroxyd, das 2 Mol Kaliumhydroxyd auf 1 Mol ltaconsäureeinheit in dem Polymeren enthält, erfolgt bei 58°C in 24 Stunden keine Decarboxylierung, was durch UV-Absorption der angesäuerten Lösung bei 279 ιτιμ nachgewiesen wurde. Die teilweise Neutralisierung der Base mit konzentrierter Schwefelsäure bewirkte, daß die Decarboxylierung wieder fortschritt. Die Zugabe von Polyitaconsäureanhydrid andererseits zur gleichen Menge Base bewirkte eine im wesentlichen vollständige Decarboxylierung innerhalb von 1 Minute, die erforderlieh war, um zu mischen und eine Probe zur Untersuchung durch UV-Absorption abzuziehen.From the data in the table above it can be seen that that limited amounts of base significantly increase the rate of decarboxylation without the final level of implementation is affected. Add polyitaconic acid to dilute aqueous potassium hydroxide containing 2 moles of potassium hydroxide for 1 mole of itaconic acid unit in the polymer contains no decarboxylation takes place at 58 ° C in 24 hours, which is due to UV absorption of the acidified Solution at 279 ιτιμ was detected. The partial neutralization of the base with concentrated sulfuric acid caused the decarboxylation progress again. The addition of polyitaconic anhydride, on the other hand, is the same amount Base caused essentially complete decarboxylation in the 1 minute required was to mix and withdraw a sample for examination by UV absorption.
In einen 5-Liter-Vierhalsrundkolben, mit einem Rückflußkühler, einem Thermometer, einem mechanischen Rührwerk und einem Stickstoffeinlaßrolir, wurden 910 g (7,0 Mol) raffinierte Itaconsäure, die in 2828 ecm enlionisiertem Wasser gelöst war, gegeben. Das Rührwerk wurde dann in Betrieb genommen, auf einem ölbad wurde erhitzt und 504 g (7,0 Mol) Acrylsäure wurden zu dem Gemisch zugegeben. Die Innentemperatur wurde auf etwa 500C {. 2°C gebracht, während langsam ein Stickstoffgasstrom in das erwärmte System eingeleitet wurde. Nach Einstellung des Gleichgewichts wurden 18,92 g (0,07 Mol) Kaliumpersulfat zugegeben, und der Verlauf der Umsetzung wurde durch Ermittlung der Bromzahl verfolgt. Nach 31 Stunden, 15 Minuten wurde eine weitere Menge (9,46 g, 0,035 Mol) Kaliumpersulfat zugegeben. Die Umsetzung wurde dann fortgesetzt, bis insgesamt 49 Stunden und 15 Minuten vergangen waren (die Bromzahlanalyse nach 46 Stunden, 35 Minuten zeigte eine 97%ige Umsetzung an). Das auf diese Weise erhaltene Haconsäure-Acrylsäure-Mischpolymere zeigte folgende typische physikalische Eigenschaften in wäßrieer Lösung: Brookfield-Viskosität mit Spindel Nr. 2 und 30Umdr./Min. bei 250C = 97OcP; spezifisches Gewicht bei 15/15° C = 1,154: n™ 1 °/0 - 0,64: n2™ 0.33 0Z0 ----- 0,89. Das feste Polymere läßt sich durch Ausfällen mit Aceton aus der wäßrigen Lösung, wie im Beispiel 1 für Polyitaconsäure beschrieben wurde, gewinnen.To a 5 liter, four neck, round bottom flask equipped with a reflux condenser, thermometer, mechanical stirrer, and nitrogen inlet roller, was added 910 grams (7.0 moles) of refined itaconic acid dissolved in 2828 cc of deionized water. The stirrer was then started, heated on an oil bath and 504 g (7.0 mol) of acrylic acid was added to the mixture. The internal temperature was increased to about 50 0 C {. 2 ° C while slowly introducing a stream of nitrogen gas into the heated system. After equilibrium had been established, 18.92 g (0.07 mol) of potassium persulfate were added and the course of the reaction was followed by determining the bromine number. After 31 hours, 15 minutes an additional amount (9.46 g, 0.035 mole) of potassium persulfate was added. The reaction was then continued until a total of 49 hours and 15 minutes had passed (the bromine number analysis after 46 hours, 35 minutes indicated 97% conversion). The haconic acid-acrylic acid mixed polymer obtained in this way showed the following typical physical properties in aqueous solution: Brookfield viscosity with spindle no. 2 and 30 rev / min. at 25 0 C = 97OcP; Specific weight at 15/15 ° C = 1.154: n ™ 1 ° / 0 - 0.64: n 2 ™ 0.33 0 Z 0 ----- 0.89. The solid polymer can be obtained from the aqueous solution by precipitation with acetone, as described in Example 1 for polyitaconic acid.
Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde im wesentlichen wiederholt, um das Mischpolymere von llaconsäure und Acrylsäure, das nach dem \ erstehenden Beispiel erhalten wurde (1,8 Teile Itacon" säure pro 1,0 Teil Acrylsäure, bezogen auf das Ge* wicht) teilweise zu decarboxylicren, mit der Abweichung, daß 2,0 g des Mischpolymeren und 18 ecm Wasser verwendet wurden. Nach Ablauf von etwa 25 Stunden war die Decarboxylierung im wesentlichen abgeschlossen (59 ecm entwickeltes Kohlendioxydgas wurden gesammelt), und man erhielt ein partiell decarboxyliertes festes Mischpolymerenprodukt, dessen Absorptionsmaximum im UV-Bereich des Spektrums bei einer Wellenlänge von 283 ΐημ lag, während die Dichte EU — 17 betrug. Die Menge des entwickelten Gases betrug 26 Molprozent Kohlcndioxyd pro Moläquivalent ltaconsäureeinheit im Polymeren. The procedure described in Example 2 was essentially repeated to produce the interpolymer of llaconic acid and acrylic acid, the one after the above Example was obtained (1.8 parts of itaconic acid per 1.0 part of acrylic acid, based on the Ge * weight) partially to decarboxylic, with the difference that 2.0 g of the mixed polymer and 18 ecm Water were used. After about 25 hours had elapsed, decarboxylation was essentially completed (59 cc of evolved carbon dioxide gas was collected), and a partially decarboxylated one was obtained solid copolymer product, the absorption maximum of which is in the UV range of the spectrum was at a wavelength of 283 ΐημ, while the Density EU-17 was. The amount of developed Gas was 26 mole percent carbon dioxide per mole equivalent of itaconic acid unit in the polymer.
In einen S-Litcr-Vicrhahrundkolbcn. mn einem Rückflußkühler, einem Thermometer, einem mechanischen Rührwerk und einem Slickstoffeinlaßrohr, wurden 700 g (5,38 MoI) raffinierte llaconsäure, die in 2800 ecm entionisiertem Wasser gelöst war, gegeben. Das mechanische Rührwerk wurde in Betrieb gesetzt, und der Kolben und dessen Inhalt wurden mittels eines Ölbades erhitzt, während 700 g (9,71 Mol) Acrylsäure zugegeben wurden. Das Rcakticnsgemisch wurde binnen 1 Stunde auf 50 C ± 2°C gebracht, während Stickstoff durchgeblasen wurde, und danach wurde der aus 20,4 g (0,0755 Mol) Kaliumpersulfat bestehende Katalysator auf einmal zugegeben. Ein sein langsamer Slickstoffgasstrom wurde dann in da· System eingeleitet, und die Umsetzung wurde aul übliche Weise durch die Analyse der Bromzahl verfolgt. Nach 28 Stunden, 25 Minuten war die Um setzung zu 98% hinsichtlich der Mischpolymerenbildung abgeschlossen, und nach 31 Stunuen, 10 Mi nuten wurde die ErhiUung eingestellt. Die auf diese Weise erhaltene wäßrige Lösung des Itaconsäure Acrylsäure-Mischpolymeren (Gewichtsverhälthis dei Reaklionsleilnchmer =-- 1:1) zeigte die folgenden cha rakteristischen physikalischen Eigenschaften: Brook field-Viskosität mit Spindel Nr. 3, 30 Umdr./Min. be 25°C - 3720 cP; spezifisches Gewicht, 15/15°C = 1,146; n2^' 1% = 1,15; n™ 0,33% - 1,81.In a half-liter bottle. Into a reflux condenser, thermometer, mechanical stirrer, and nitrogen inlet tube, 700 g (5.38 mol) of refined llaconic acid dissolved in 2800 cc of deionized water was added. The mechanical stirrer was started and the flask and its contents were heated with an oil bath while 700 g (9.71 moles) of acrylic acid was added. The reaction mixture was brought to 50 ° C ± 2 ° C over 1 hour while blowing nitrogen through it, after which the catalyst consisting of 20.4 g (0.0755 mol) of potassium persulfate was added all at once. A slow stream of nitrogen gas was then introduced into the system, and the reaction was followed in the usual manner by analyzing the bromine number. After 28 hours, 25 minutes, the conversion was 98% complete with regard to the copolymer formation, and after 31 hours, 10 minutes the increase was discontinued. The aqueous solution of the itaconic acid acrylic acid copolymer obtained in this way (weight ratio dei Reaklionsleilnchmer = -1: 1) showed the following characteristic physical properties: Brookfield viscosity with spindle no. 3, 30 rev / min. be 25 ° C - 3720 cps; specific gravity, 15/15 ° C = 1.146; n 2 ^ '1% = 1.15; n ™ 0.33% - 1.81.
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde im wesenilichei wiederholt, um das feste Mischpolymere des vor stehenden Beispiels (1,0 Gewichtsteil llaconsäure zi 1,0 Gewichtsteil Acrylsäure) partiell zu carboxylierei mit der Abweichung, daß 1,85 g des Mischpolymere: und 18 ecm Wasser verwendet wurden. Nach Ablau von etwa 28 Stunden war die Decarboxylierung in wesentlichen abgeschlossen (39 ecm des entwickeltci Kohlendiüxyds waren gewonnen worden). Es wurdThe procedure of Example 2 was essentially repeated to prepare the solid copolymer of the prior Example (1.0 part by weight of llaconic acid zi 1.0 part by weight of acrylic acid) to partially carboxylate with the difference that 1.85 g of the mixed polymer and 18 ecm of water were used. After Ablau The decarboxylation was essentially complete in about 28 hours (39 ecm of the developed ci Carbon dioxide had been obtained). It was
:in partiell decarboxyliertes festes Mischpolymerenprodukt erhalten, dessen Absorptionsmaximum im UV-Bereich des Spektrums bei einer Wellenlänge von 2,82 ηιμ bei E!?. - 6,9 lag. Die Menge des entwickelten Gases betrug 24 Molprozent Kohlendioxyd pro Moläcn -,valenl Itaconsäuremonomereneinheit im Poly meren.: in partially decarboxylated solid copolymer product obtained whose absorption maximum in the UV range of the spectrum at a wavelength of 2.82 ηιμ at E!?. - 6.9 lay. The amount of developed Gas was 24 mole percent carbon dioxide per mole, valen / itaconic acid monomer unit in the poly meren.
Beispiel 10Example 10
Es wurde eine Lösung von 6,35 g partiell decarboxylierter fester Polyitaconsäure in 40 ecm Wasser hergestellt. Der pH-Wert dieser Lösung betrug 1,7. Dann wurde eine gleiche Lösung hergestellt und mit 1,5 ecmA solution of 6.35 g was partially decarboxylated solid polyitaconic acid in 40 ecm of water. The pH of this solution was 1.7. then an identical solution was prepared and with 1.5 ecm
1010
50°/0igem wäßrigem Kaliumhydroxyd auf einen pH-Wert von 9,0 gebracht. Beide Lösungen svurden dann mit V/asser auf 100 g aufgefüllt (um jeweils eine 5°/oige Lösung zu ergeben) und einer Reihe von Tests mit verschiedenen wäßrigen Metaüsalzlösungen unterworfen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt, wo die angegebenen Zahlen die Menge in ecm der 2,5°/„igen wäßrigen Metallsalzlösung angeben, die erforderlich ίο ist, um das Ausfällen in 2 ecm einer jeden der beiden 5°/oii!en wäßrigen Polymerenlösungen zu bewirken. Eine entsprechende Reihe von Werten, die mit 5°/0>ger wäßriger Polyitaconsäure erhalten wurde, wird zu Vergleichzwecken gleichfalls angegeben.Brought to 50 ° / 0 aqueous potassium hydroxide to a pH value of 9.0. Both solutions then svurden V / ater filled up to 100 g (in each case to give a 5 ° / o solution) and subjected to a series of tests with various aqueous Metaüsalzlösungen. The results thus obtained are summarized in the table below, where the numbers in ecm specify the amount of 2.5 ° / "aqueous metal salt solution, which is required ίο to the precipitation in 2 cc each of the two 5 ° / o ii! to effect aqueous polymer solutions. A corresponding series of values / 0> ger aqueous polyitaconic was obtained with 5 ° is given for comparison purposes also.
Decarboxyliertes Polymeres pH-Wert 1.7 pH-Wert 9,0Decarboxylated polymer pH value 1.7 pH value 9.0
l'olyitaconsäure pH-Wert 1,0 pH-Wertl'olyitaconic acid pH value 1.0 pH value
Magnesium 0,10 0,25 kein NiederschlagMagnesium 0.10 0.25 no precipitate
Calcium 0,07 0,05 kein NiederschlagCalcium 0.07 0.05 no precipitate
Barium 0,25 kein Niederschlag 0,05Barium 0.25 no precipitate 0.05
Eisen(ll) 0,05 0,05 kein NiederschlagIron (II) 0.05 0.05 no precipitate
Eisen(Ul) 0,05 I 0.75* kein NiederschlagIron (Ul) 0.05 I 0.75 * no precipitate
Kupfer 0,05 I 0,10* kein NiederschlagCopper 0.05 I 0.10 * no precipitate
Zink 0,20* O.:o* kein NiederschlagZinc 0.20 * O.:o* no precipitate
·) rs wurde ein plötzlicher Niederschlag bei 0,05 ecm erhalten, der jedoch nicht beständig war.·) R s a sudden precipitate was obtained at 0.05 ecm, but this was not permanent.
0,050.05
0,40*0.40 *
1,90*1.90 *
0,050.05
0,65*0.65 *
0,050.05
0,50*0.50 *
In einen 2000-ccm-Vierhalsrundkolben, mit einem Rückflußkühler, einem mechanischen Rührwerk, einem Stickstoffeinlaßrohr und einem Thermometer, wurden 450 g (3,46 Mo!) raffinierte ltaconsäure in 1200 ecm entionisiertem Wasser gegeben. Es wurde dann mit dem Rühren und der gleichzeitigen Zuleitung von Stickstoff in das System begonnen. Das Gemisch wurde auf 600C erhitzt, wonach vollständige Lösung eintrat, und 150 g (1,74 Mol) Methacrylsäure wurden zu dem Gemisch zugegeben. Nach Gleichgewichtseinstellung des endgültigen Reaktionsgemisches bei 500C ± TC wurden 7,1g (0,026 Mol) Kaliumpersulfat unter Rühren zu dem erhitzten System zugegeben, das dann auf übliche Weise in verschiedenen Zeitabständen mittels der Bromzahl analysiert wurde. Nach 24 Stunden hatte eine 64%ige Umsetzung stattgefunden. Nach Zugabe von weiteren 3,6 g (0,013 Mol) Kaliumpersulfat zu dem Gemisch und weiterem 24stündigem Erhitzen desselben auf 60° C ± Γ C hatte eine 88,2%ige Umsetzung stattgefunden. Das so erhaltene feste Itaconsäure-Methacrylsäure-Mischpolymere mit einem Gewichtsverhältnis der Reaktionsteilnehmer von 3:1 besaß die folgenden charakteristischen Viskositätseigenschaften nach Verdünnung zu einer 14°/„igen wäßrigen Lösung, bezogen auf das anfängliche Monomerengewicht: Brookfield-Viskosität, Spindel Nr. 1, 30 Umdr./Min. bei 25°C =- 57 cP.To a 2,000 cc four-necked round bottom flask, equipped with a reflux condenser, mechanical stirrer, nitrogen inlet tube, and thermometer, was placed 450 g (3.46 Mo!) Of refined itaconic acid in 1200 cc of deionized water. Stirring and the simultaneous introduction of nitrogen into the system was then started. The mixture was heated to 60 ° C. after which complete dissolution occurred and 150 g (1.74 mol) methacrylic acid were added to the mixture. After equilibration, the final reaction mixture at 50 0 C ± TC 7.1 g (0.026 mol) potassium persulfate was added with stirring to the heated system, which was then analyzed in the usual way at various time intervals by means of the bromine number. A 64% conversion had taken place after 24 hours. After adding a further 3.6 g (0.013 mol) of potassium persulfate to the mixture and heating it for a further 24 hours at 60 ° C. ± C, an 88.2% conversion had taken place. The solid itaconic acid-methacrylic acid mixed polymer obtained in this way with a weight ratio of the reactants of 3: 1 had the following characteristic viscosity properties after dilution to a 14% aqueous solution, based on the initial monomer weight: Brookfield viscosity, spindle No. 1, 30 rev / min. at 25 ° C = - 57 cP.
Das im Beispiel 2 für Polyitaconsäure beschriebene Verfahren wird im wesentlichen zur partiellen Decarboxylierung des in dem vorstehenden Beispiel erhaltenen festen Mischpolymeren wiederholt (3,0 Gewichtsteile ltaconsäure, 1,0 Gewichtsteil Methacrylsäure). Nach Abschluß dieser Umsetzung wird das entsprechende Dartiell decarboxylierte Mischpolymere erhalten.The process described in Example 2 for polyitaconic acid is essentially used for partial decarboxylation of the solid copolymer obtained in the above example is repeated (3.0 parts by weight itaconic acid, 1.0 part by weight methacrylic acid). After completing this implementation, the corresponding Partially decarboxylated copolymers obtained.
Beispiel 11Example 11
In einem SOO-ccm-Einhalsrundkolben mit Seitenarm, einem Rückflußkühler, einem Thermometer und einem Trockenrohr wurden 47,0 g (0,419 Mol) frisch auskristallisiertes Itaconsäureanhydrid (Schmelzpunkt: 64,5 bis 67°C) zugegeben und anschließend mit 200 ecm gereinigtem Dioxan und 43,6 g (0,419 Mol) frisch destilliertem Styrol versetzt. Der Kolben und dessen Inhalt wurden dann in ein Ölbad mit konstanter Temperatur von 6O0C gegeben und gelegentlich geschüttelt, bis die Temperatur des Reaktionsgemisches 6O0C erreichte. (Dazu waren 20 Minuten erforderlich.) Danach wurden 1,02 g (0,00419 Mol) umkristallisiertes Benioylperoxyd dem Gemisch zugegeben. Der Kolben wurde dann 1 Stunde lang alle 5 Minuten geschüttelt. Nach 1 Stunde, 4 Minuten wurde das Reaktionsgemisch vom Bad entfernt und langsam in 1 Liter frisch getrocknetes Benzol unter magnetischem Rühren gegossen. Das Rühren wurde Vi Stunde fortgesetzt, dann wurden die ausgefallenen Feststoffe durch einen Bucher-Trichter unter einer Stickstoffatmosphäre filtriert und schnell in eine im Vakuumexsikkator befindliche Kristallschale gegeben. Nach 40stündigem Trocknen im Vakuum über P2O; bei Raumtemperatur wog das feste Produkt 20,7 g Dies bedeutet für das ltaconsäureanhydrid-Styrol System mit äquimolarem Gewichtsverhältnis ein« 22,8%ige Umwandlung zum Polymeren. Durch etwj 16stündiges Trocknen einer kleinen Probe diese: Produktes in einem Fisher-Trockenrohr bei 6O0C unter vermindertem Druck stellte man eine Analysen probe her.47.0 g (0.419 mol) of freshly crystallized itaconic anhydride (melting point: 64.5 to 67 ° C.) were added to a SOO ccm one-necked round bottom flask with a side arm, a reflux condenser, a thermometer and a drying tube, followed by dioxane and purified with 200 ecm 43.6 g (0.419 mol) of freshly distilled styrene were added. The flask and its contents were then placed in an oil bath at a constant temperature of 6O 0 C and occasionally shaken until the temperature of the reaction mixture reached 6O 0 C. (This took 20 minutes.) Then 1.02 g (0.00419 mol) of recrystallized benioyl peroxide was added to the mixture. The flask was then shaken every 5 minutes for 1 hour. After 1 hour, 4 minutes, the reaction mixture was removed from the bath and slowly poured into 1 liter of freshly dried benzene with magnetic stirring. Stirring was continued for four hours, then the precipitated solids were filtered through a Bucher funnel under a nitrogen atmosphere and quickly placed in a crystal dish in the vacuum desiccator. After drying for 40 hours in vacuo over P 2 O ; the solid product weighed 20.7 g at room temperature. For the itaconic anhydride-styrene system with an equimolar weight ratio, this means a conversion of 22.8% to the polymer. By etwj 16stündiges drying of a small sample this: product in a Fisher-drying oven at 6O 0 C under reduced pressure, there was prepared a sample analysis forth.
Analyse (für 50 Molprozent):Analysis (for 50 mole percent):
Berechnet ... C 72,3, H 5,6;Calculated ... C 72.3, H 5.6;
gefunden ... C 69,87, H 5,33.Found ... C 69.87, H 5.33.
Bezogen auf den ermittelten Kohlenstoff un Wasserstoff entspricht dies 55,8 Molprozent Itacor säureanhydrid.Based on the determined carbon and hydrogen, this corresponds to 55.8 mol percent Itacor acid anhydride.
Beispiel 14Example 14
Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde im wesentlichen wiederholt, um das Itaconsäure-Slyrol-Mischpolymere des vorstehenden Beispiels partiell zu decarboxylieren, mit der Abweichung, daß 2,16 g des letzteren Mischpolymeren als Ausgangsstoff zusammen mit 15,6 ecm entionisiertem Wasser undThe procedure described in Example 2 was essentially repeated to produce the itaconic acid-slyrole copolymer of the above example to partially decarboxylate, with the difference that 2.16 g of the latter mixed polymer as starting material together with 15.6 ecm deionized water and
2.4 ecm 1,0309 n-Kaliumhydroxydlösung verwendet wurden. Nach etwa 7 Stünden war die Decarboxylierung im wesentlichen abgeschlossen (24,5 ecm entwickelten Kohlendioxydgases wurden gewonnen), und das erhaltene Produkt erwies sich als partiell decarboxyliertes festes Mischpolymeres. Die Menge des entwickelten Kohlendioxydgases betrug in diesem Fall 9,9 Molprozent Kohlendioxyd pro Moläquivalent Itaconsäureanhydrideinheit in diesem Polymeren.2.4 ecm 1.0309 n-potassium hydroxide solution is used became. After about 7 hours, the decarboxylation was essentially complete (24.5 ecm developed Carbon dioxide gases were recovered) and the product obtained was found to be partially decarboxylated solid copolymer. The amount of carbon dioxide gas evolved in this case was 9.9 mole percent carbon dioxide per mole equivalent of itaconic anhydride unit in this polymer.
Es wurde eine Lösung aus 6,35 g partiell decarboxylierter fester Polyitaconsäure in 40 ecm Wasser hergestellt. Der pH-Wert dieser Lösung wurde mitA solution of 6.35 g of partially decarboxylated solid polyitaconic acid in 40 ecm of water was prepared. The pH of this solution was with
1.5 ecm 50%igem wäßrigem Kaliumhydroxyd auf 9,0 eingestellt. Durch Eindampfen zur Trockne erhielt man das Kaliumsalz der partiell decarboxylierten Polyitaconsäure.1.5 ecm of 50% aqueous potassium hydroxide 9.0 set. Evaporation to dryness gave the potassium salt of the partially decarboxylated Polyitaconic acid.
Auf ähnliche Weise wurden die entsprechenden Natrium- und Ammoniumsalze dieser Säure dadurch erhalten, daß man einfach die entsprechende Menge von Natrium- oder Ammurüümhydrüxyd an Steile von Kaliumhydroxyd bei dem vorstehenden Verfahren verwendete. In a similar manner, the corresponding sodium and ammonium salts of this acid were thereby obtained get that you simply the appropriate amount of sodium or Ammurüümhydrüxyd at steep of Potassium hydroxide was used in the above procedure.
Das in dem vorstehenden Beispiel beschriebene Ver fahren wurde im wesentlichen wiederholt, um das Mo S noäthanolammoniumsalz der partiell decarboxylierter festen Polyitaconsäure herzustellen, wobei man lediglich die entsprechenden Mengen Monoäthanolamir an Stelle von Ammoniumhydroxyd verwendete. Nach Abschluß der Umsetzung wurde das gewünschte SahThe Ver drive was essentially repeated to remove the partially decarboxylated monoethanolammonium salt to produce solid polyitaconic acid, using only the appropriate amounts of monoethanolamine used in place of ammonium hydroxide. After the completion of the implementation, the desired saw
ίο aus der wäßrigen Lösung durch Eindampfen derselber zur Trockne unter vermindertem Druck gewonnen.ίο from the aqueous solution by evaporation of the same recovered to dryness under reduced pressure.
Auf ähnliche Weise wurden andere organische Aminsalze dieser Säure lediglich dadurch erhalten, dat man die entsprechende Menge Amin an Stelle de:In a similar manner, other organic amine salts of this acid were obtained merely by using dat the corresponding amount of amine in place of de:
Monoäthanolamins bei sonst gleichem Reaktions verfahren verwendete. Zu den Salzen, die besonder auf diese Weise hergestellt wurden, gehören diejenigen die die partiell decarboxylierte Polyitaconsäure mi Diethanolamin, Triethanolamin, Äthylendiamin, DiMonoethanolamine with otherwise the same reaction method used. Among the salts specially made in this way are those the partially decarboxylated polyitaconic acid mi diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, di
ao äthylamin, Triäthylamin bzw. mit Pyridin bildet.ao ethylamine, triethylamine or with pyridine forms.
Das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren zur par tiellen Decarboxylierung von Polyitaconsäure wurdiThe process described in Example 2 for the partial decarboxylation of polyitaconic acid was used
»5 im wesentlichen wiederholt, mit der Abweichung, dal kein Wasser als Lösungsmittel für die Umsetzung ver wendet wurde. Statt dessen wurde ein Film des festet Polymeren auf ein Substrat gegeben und, wie vor stehend, erhitzt, wobei die Reaktionstemperatur ledig Hch etwas höher als 1000C lag. In jedem Fall entwickel sich auch hier wieder Kohlcndioxydgas, und feste partiell decarboxylierte Polyitaconsäure war auch hie das erhaltene Produkt.»5 essentially repeated, with the difference that no water was used as a solvent for the reaction. Instead, a film of the festet polymer was placed on a substrate and, as heated before standing, the reaction temperature was single Hch slightly higher than 100 0 C. In any case, carbon dioxide gas is also evolved here, and solid, partially decarboxylated polyitaconic acid was also the product obtained.
Claims (6)
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