DE1801231C3 - Alkalimetallhaltige Polyphenylenäther und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Alkalimetallhaltige Polyphenylenäther und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
20
worin R unabhängig für Wasserstoff, einen Alkylrest
einschließlich Cycloalkyl und arylsubstituiertem Alkyl mit 1 —20 C-Atomen ohne tertiäres α-Kohlenstoffatom
oder einen Arylrest einschließlich alkylsubstituiertem
Aryl mit 6 — 20 C-Atomen steht, m eine solche ganze Zahl ist, daß das Molekulargewicht
des Polyphenylenäthers im Bereich von 1100
bis 34 000 liegt, ρ gleich 0 oder 1 ist, M ein Alkalimetall bedeutet und für A Wasserstoff, M oder,
wenn ρ gleich 0 ist, OM steht worin M die vorstehende Bedeutung hat.
2. Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie lithiumhaltige Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenyienäther)
sind.
3. Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie natriumhaltige Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenäther)
sind.
4. Polymere nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sie kaliumhaltige Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenäther)
sind.
5. Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie lithiumhaltige Poly(2,6-diphenyl-1,4-phenylenäther)
sind.
6. Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie natriumhaltige Poly(2,6-diphenyll,4-phenylenäther)sind.
7. Polymere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie kaliumhaltige Poly(2,6-diphenyl-1,4-phenylenäther)sind.
8. Verfahren zum Herstellen einer Mischung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Polyphenylenäther der Formel
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35
40
worin R die in Anspruch 1 gegebene Bedeutung hat und η eine solche ganze Zahl ist, daß das
Zahlenmittel des Molekulargewichtes des Polyphenylenäthers mindestens 10 000 beträgt, mit einem
Spaltmittel aus den Alkalimetalladdukten des Diphenyls, des Terphenyls oder des Naphthalins, oder
wenn für wenigstens ein R von wenigstens einer aufeinanderfolgenden Einheit des Polyphenylen- e>0
äthers ein Arylrest steht, einem Alkalimetall, umgesetzt wird.
Die erfindungsgemäßen alkalimetallhaltigen Polyphenylenäther weisen ein niedrigeres Molekulargewicht
auf als die nicht metallhaltigen Ausgangspolyphenylen-
65 äther. Die Erfindung kann zwar auf andere als die
Poly(l,4-phenylen-äther), beispielsweise die PoIy(U-phenylenäther)
und die PoIy(1,2-phenylenäther) angewandt
werden, die jedoch im allgemeinen Produkte von relativ niedrigem Molekulargewicht sind, die entsprechend
ihrer Herstellung im allgemeinen sowohl eine endständige Halogen- oder Hydroxylgruppe an jedem
polymeren Molekül als reaktive Stellen aufweisen. Im Gegensatz dazu sind die PoIy(I,4-phenyIenäther), wie
sie im allgemeinen hergestellt werden. Produkte mit sehr hohem Molekulargewicht, die durchschnittlich
weniger als eine reaktive Stelle, im besonderen eine Hydroxylgruppe, pro polymerem Molekül aufweisen.
Die Erfindung betrifft deshalb Polymere, deren vorherrschende aufeinanderfolgende Einheit die 1,4-Phenylenäiher-Einheitist.
Gegenstand der Erfindung sind alkalimetallhaltige Polyphenylenäther der Formel
worin R unabhängig für Wasserstoff, einen Alkylrest einschließlich Cycloalkyl und arylsubstituiertem Alkyl
mit 1 -20 C-Atomen ohne tertiäres a-Kohlenstoffatom oder einen Arylrest einschließlich alkylsubstituiertem
Aryl mit 6 — 20 C-Atomen steht, m eine solche Zahl ist, daß das Molekulargewicht des Polyphenylenäthers im
Bereich von 1100 bis 34 000 liegt, ρ gleich 0 oder 1 ist, M ein Alkalimetall bedeutet und für A Wasserstoff, M oder,
wenn ρ gleich 0 .ist, -OM steht, worin M die vorstehende Bedeutung hat.
Die speziellen Polyphenylenäther, die als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
der alkalimetallhaltigen Polyphenylenäther nach der Erfindung äußerst brauchbar sind, sind jene
Polymeren, einschließlich der Copolymeren, die folgende Formel aufweisen
45
50
worin π eine ganze Zahl darstellt, die genügend groß ist,
daß das Zahlenmittel-Molekulargewicht mindestens 10 000 beträgt und worin jedes R die vorstehend
gegebene Bedeutung hat.
In den obigen Formeln kann R zusätzlich zu seiner Bedeutung als Wasserstoff ein Alkylrest mit 1-20
C-Atomen, der kein tertiäres a-Kohlenstoffatom aufweist,
sein, einschließlich Cycloalkyl und arylsubstituiertem Alkyl, wie z. B. Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl,
η-Butyl, sek.-Butyl, Hexyl, Cyclohexyl, Heptyl, Octyl,
Decyl, Oktadecyl, Eikosyl, Benzyl, Phenyläthyl, Naphthylmethyl,
Phenylpropyl, Tolylmethyl, Xylyläthyl, oder ein Arylrest mit 6 — 20 C-Atomen einschließlich dem
alkylsubstituierten Aryl, wie z. B. Phenyl, ToIyI, Naphthyl,
Äthylnaphthyl, Melhylnaphthyl, Älhylphenyl und Diphenyl. Die Alkyl- und Arylsubstituenten weisen
jedoch nicht mehr als 20 Kohlenstoffatome auf.
18 Ol
Weitere Beispiele fürSubstituenten mit nicht mehr als
20 Kohlenstoffatomen, die für R stehen können, sind die entsprechenden Alkylsubstituenten ohne tertiäres
a-Kohlenstoffatom und Arylsubstituenten, die in den eigenen US-PS 33 06 874 und 33 06 875 als Substituenten
an den als Ausgangsprodukten genannten Phenolen und Polyphenylenäthern aufgeführt sind.
Diese als Ausgangsstoffe eingesetzten Polyphenylenäther
werden gemäß der Erfindung durch Umsetzung mit einem Spaltmittel aus den Alkalimetalladdukten des
Diphenyls, Terphenyls oder des Naphthalins oder, wenn für wenigstens ein R von wenigstens einer aufeinanderfolgenden
Einheit des eingesetzten Polyphenylenäthers ein Arylrest steht, einem Alkalimetall, gespalten.
Obwohl jedes Aikalimetalladdukt von Aromaten mit mindestens zwei aneinandergebundenen oder kondensierten
aromatischen Ringen verwendet werden kann, dieser Aromat aber in der Spaltungsreaktion kein
Bestandteil des polymeren Moleküls wird, besteht keine Veranlassung, einen anderen als einen einfachen
aromatischen Kohlenwasserstoff mit zwei aromatischen Ringen, nämüch Diphenyl, Terphenyl und Naphthalin,
zu verwenden, die sehr leicht erhältlich sind und die billigsten Aromaten mit zwei Ringen darstellen.
Diese Aromaten reagieren, wenn sie in einem Äther als Lösungsmittel, wie z. B. in Dimethyläther, in dem
Dimethyläther des Äthylenglykols, dem Dimethyläther des Diäthylenglykols, in Tetrahydrofuran oder in einem
Kohlenwasserstofflösungsmittel in Gegenwart eines tertiären Amins, wie z. B. Benzol, Toluol oder Xylol, die
ein Trialkylamin einschließlich der Polyamine enthalten,
wie z. B. Trimelhylamin, Triäthylamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyläthylendiamin
und Hexamethylphosphortriamid aufgelöst sind, leicht mit einem Alkalimetall, wie z. B.
Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium oder Caesium, unter Bildung eines intensiv gefärbten Addukts des
Alkalimetalls und des Aromaten, ohne daß Wasserstoff substituiert oder eine Metall-Kohlenstuffbindung entstehen
würde.
Aus der GB-PS 10 15 501 sind Dilithiumderivate von
Diphenyläthern bekannt, die hergestellt sind durch Umsetzen von Butyllithium mit ρ,ρ-Dibromdiphenyläther.
Im Gegensatz zu diesem einfachen lithiumhaltigen Diphenyläther sind die Äther der Erfindung
Polymere, die mindestens 10 wiederkehrende Einheiten aufweisen, wenn im Fall der der Verbindung nach der
genannten GB-PS am nächsten kommenden Verbindungen die Reste R Wassersioffatome sind. Die erfindungsgemäßen
alkalimetallhaltigen Polyphenylenäther können u. a. zur Herstellung von Pfropf- oder Block-Copolymeren
eingesetzt werden, und sie gestatten auf diese Weise die Einführung von Polyphenylenäthereinheiten
in ein solches Copolymer, was mit den einfachen lithiumhaltigen Diphenyläthern nach der genannten
GB-PS nicht möglich ist.
Diese Addukte sind von den Organometallverbindungen zu unterscheiden, die durch eine Substitutionsreaktion
eines Alkalimetalls mit Aromaten entstehen, die nur einen aromatischen Ring aufweisen, wie z. B. Benzol,
Toluol oder Xylol und das entsprechende Phenyllithium RRR
oder Benzyllithium bilden, worin das Metall direkt an
ein Kohlenstoffatom gebunden ist. Diese letzteren Organometallverbindungen reagieren auf völlig andere
Weise mil den Polyphenylenäthern unter Metallierung des Phenylenringes oder der Alkylseitenkette, ohne daß
das Polymere gespalten werden würde. Ebenso sind die erfindungsgemäßen Alkalimetalladdukte der Aromaten
von den Alkalimetalladdukten der Diarylketone zu unterscheiden, die zur Entfärbung und Aktivierung,
jedoch nicht zur Spaltung der Polyphenylenäther führen, so daß die Polymeren leicht mit veräthernden
oder veresternden Mitteln bedeckt werden können.
Offenbar bilden die Alkalimetalladdukte von Aromaten mit mindestens zwei aneinandergebundenen oder
kondensierten Ringen eine Klasse organometallischer Verbindungen, die mit den Polyphenylenäthern viel
leichter reagieren als die Alkalimetalladdukte von Diarylketonen oder die Alkalimetallalkyle oder -aryle.
Offenbar können sie das Alkalimetall auf den Polyphenyienäther unter Bildung eines ionischen Alkaiimetalladdukts
übertragen, das entweder so reaktiv oder so instabil ist, daß es das polymere Molekül spontan in
kleinere Teile spaltet.
Wie oben bereits ausgeführt wurde, addieren sich die Alkalimetalle leicht an Aromaten an, die mindestens
zwei aneinandergebundene oder kondensierte aromatische Ringe tragen. Da ein Polyphenylenäther, der einen
Arylsubstituenten trägt, wie z. B. Poly(2-methyl-6-phenyl-l,4-phenylenäther) oder Poly(2,6-diphenyl-l,4-phenylenäther)
in jeder aufeinanderfolgenden Einheit des polymeren Moleküls zwei miteinander verbundene
Arylringe als Grundstruktur enthält, reagieren solche Polyphenylenäther direkt mit dem Alkalimetall unter
Bildung des ionischen Alkalimetalladdukts, ohne daß mit einem Aromaten ein Addukt als Zwischenprodukt
gebildet werden müßte. Dies bedeutet, daß diese mindestens eine solche Phenyleneinheit in dem PoIyphenylenmolekül
enthallenden Polyphenylenäther oder Copolymere mit dem Alkalimetall oder dem Alkalimetalladdukt
eines Aromaten direkt zur Umsetzung gebracht werden können, während andere Polyphenylenäther,
die keinen Arylsubstituenten am Phenylenring der aufeinanderfolgenden Einheit tragen, wie z. B.
Poly(l,4-phenylenäther)oder Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylenäther), die Verwendung eines Alkalimetalladdukts
eines Aromaten mit zwei aromatischen Ringen, wie z. B.
die Alkalimetalladdukte des Diphenyls, Terphenyls oder Naphthalins, benötigen. In jedem Fall reagiert das
Alkalimetallreagenz bei Raumtemperatur mit den Polyphenylenäthern äußerst schnell unter Spaltung des
Polymeren.
Bei dieser Spaltungsreaktion wird jede Hydroxylgruppe in das entsprechende Alkalimelallsalz überführt
und an beide Hälften des Polymeren ein Alkalimetallatom an der Stelle, an der die Spaltung eintritt, addiert.
Wenn das Molekulargewicht des anfänglich verwendeten Polyphenylenäthers sehr gering ist, z. B. wie bei
einem Trimeren mit polymeren Einheiten, scheint die Spaltung, was die Art der Spaltung anbetrifft, spezifisch
zu sein, wie es folgende allgemeine Formel zeigt
_... Spaltungsmitlei UrI >
RRR R RR
worin M das Alkalimetallatom des Spaltungsmittels bedeutet. Wie Beispie! 1 zeigt, führ! die Umsetzung der
Mischung der Spaltprodukte nur zu zwei der sechs möglichen Produkte einer einzelnen Spaltungsreaktion,
wodurch ersichtlich wird, daß die Spaltung dieser Verbindung nur an einer der vier möglichen Stellen
eintritt, d. h. auf beiden Seiten der zwei Äther-Sauer-Stoffatome. Mit der Zunahme des Molekulargewichtes
verschwindet diese Spezifität, und die Spaltung wird mehr und mehr regellos, sowohl weiche Seite des
Äther-Sauerstoffs als auch welcher bestimmte Äther-Sauerstoff in der polymeren Kette gespalten wird. Wird
z. B. ein Polyphenylenäther mi; sehr enger Molekulargewichtsverteilung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gespalten, dann ist die Verteilung des Molekulargewichtes
breiter als die des anfänglichen Polymeren, wodurch ersichtlich wird, daß die Spaltung statt an
derselben Stelle jedes polymeren Moleküls an verschiedenen Stellen eingetreten ist.
Dies bedeutet, daß, wenn Polymere mit relativ hohem Molekulargewicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gespalten werden, das nach einer einzelnen Spaltung der polymeren Moleküle erhaltene Paar von
polymeren Einheiten eine Mischung aus polymeren Molekülen sein wird, die folgende vier allgemeine
Formeln aufweisen:
H-
-M und
-M
und MO
R
D
D
--M
Die durch die Formeln A und B dargestellten polymeren Moleküle sind die zwei Produkte, die
erhalten werden, wenn die Spaltung an einer Seite der Äthergruppe eintritt, während die durch die Formeln C
und D dargestellten zwei Polymeren als Produkte erhalten werden, wenn die Spaltung an der anderen
Seite der Äthergruppe eintritt. Der Index χ bedeutet eine variable Anzahl, deren Zahl davon abhängt, welche
Äthergruppe gespalten wird und deren Wert geringer ist als der Index η des betreffenden gespaltenen
Polyphenylenäthermoleküls. M Dcsiut die oben angegebene
Bedeutung.
Wenn ein bestimmtes polymeres Molekül einmal gespalten ist, sind die auf diese Weise erhaltenen
polymeren Moleküle ebenfalls der Spaltung zu zwei Polymeren von noch geringerem Molekulargewicht
fähig.
Die zweite Spaltung eines polymeren Moleküls führt zusätzlich zur Herstellung von durch die Formeln A', B',
C und D' dargestellten Polymeren zu Polymeren der Formeln E und F. Die bei A bis D verwendete
Bezifferung zeigt, daß a- durch y ersetzt wurde und η
minus χ durch χ minus y in den obenstehenden Formeln
A bis D ersetzt wurde, wobei y in den sechs Formeln eine ganze Zahl bedeutet, deren Wert geringer ist als die
Zahl der aufeinanderfolgenden Polymereneinheilen des jeweiligen gespaltenen Polymerenmoleküls.
M—MO
Die Spaltung der Polymeren der Formel A führt zu einem der zwei niedermolekularen Polymerenpaare, die
die Formeln A', B' oder C und D' aufweisen. Die Spaltung der Polymeren der Formel B führt entweder
zu zwei Produkten, die beide die Formel B' haben, oder zu zwei Produkten der Formeln D' und E. Die Spaltung
der Polymeren der Formel C führt zu Polymerenpaaren, die entweder die Formeln A' und E oder C und F
aufweisen. Die Spaltung der Polymeren der Formel D führt zu zwei Produkten, die entweder die Formel B'
und D' oder D' und F aufweisen. Die anschließende Spaltung dieser Polymeren führt zu Polymeren, die alle
die obenstehenden sechs Formeln haben, aber ein noch niedrigeres Molekulargewicht aufweisen.
Aus diesen Reaktionen wird ersichtlich, daß jede
Aus diesen Reaktionen wird ersichtlich, daß jede
folgende Spaltungsreaktion eine zunehmende Menge des Spaltungsmittels zu einer gegebenen Lösung des
Polymeren benötigt und zu einer Erhöhung des Prozentsatzes der Polymerenmoleküle führt, die zwei
Metallatome aufweisen. Geht man deshalb von einem hochmolekularen Polyphenylenäther aus und verwendet
man eine ausreichende Menge des Spaltungsmittels, um mehrfache Spaltungen der Polymermoleküle ?u
bewirken, so kann man ein Endprodukt erhalten, das im
10
wesentlichen zwei Metallatome auf jedes Polymerenmolekül aufweist. Außerdem kann die Spaltungsreaktion,
was die Menge oder den Grad der erzielten Spaltung anlangt, durch die Menge des zu dem
Polymeren hinzugegebenen Spaltungsmittels reguliert werden.
Die Umsetzung wird vorzugsweise in einem Lösungs-111
ttei ausgeführt, das für beide Reaktionsteilnehmer, d. h. den Polyphenylenäther und das Spaltungsmittel,
lösend wirkt, da die Umsetzung in homogener Lösung v'el schneller vor sich geht. Es bietet keinen Vorteil, die
Umsetzung in einem flüssigen Zwei-Phasen-System auszuführen in dem ein Reaklionsmittel in einer Phase
und der andere Reaktionsteilnehmer in der anderen Phase löslich ist, oder die Umsetzung in einem
heterogenen System, in dem ein Reaktionsteilnehmer in Lösung und der andere als Feststoff vorliegt, auszuführen.
Im allgemeinen werden Lösungsmittel, die beide Reaktionsteilnehmer lösen, auch die metallhaltigen
Spaltprodukte lösen, obwohl dies für das Endprodukt nicht besonders notwendig ist. Tatsächlich kann durch
Verwendung eines Lösungssystems, welches das Produkt hei Erreichung eines vorbestimmten Molekulargewichtes
ausfällt, ein Endprodukt mit einem einheitlicheren Molekulargewicht erhalten werden, da das ausgefällte
Polymere viel weniger schnell gespalten wird als das noch in Lösung befindliche Polymere.
Die flüssigen Aromaten, wie z. B. Benzol. Toluol und Xylol, sind für die Polyphenylenäther gute Lösungsmitte!
und in Gegenwart eines tertiären Amins gute Lösungsmittel für das Spaltungsmittel. Tetrahydrofuran
und alkylsubstituierte Tetrahydrofurane sind leicht erhältliche cyclische Äther, die ebenfalls sowohl für die
Polyphenylenäther wie auch als Spaltungsmittel in
Abwesenheit eines tertiären Amins gute Lösungsmiuel darstellen. Äther der mehrwertigen Alkohole, wie z. B.
die Dimethyl-. Diäthyläther usw. des Äthylenglykols. des
Diäthylenglykols usw., sind gute Lösungsmittel für das
Spaltungsmittel, jedoch nicht für die Polyphenylenäther. Da jedoch diese Äther mit den flüssigen Aromaten
leicht mischbar sind, kann durch Vermischen der Lösung des Spaltungsmittels in einer dieser Äther-Lösungsmittel
mit einer Lösung des Polyphenyienäthers in einem flüssigen Aromaten eine homogene Reaktionsmischung
erhalten werden, vor allem, wenn das Volumen des Aromaten im Verhältnis zu dem Volumen des Äthers
groß genug ist.
Von diesen Lösungsmitteln reagiert Benzol nicht mit dem Alkalimetalladdukt. während die anderen Metall-Lösungsmittel
damit langsam reagieren. Sie können jedoch Verwendung finden, wenn die Lösungen kurz
nach ihrer Zubereitung verwendet oder kühl gelagert werden.
Ein Vorteil des Benzols als Lösungsmiuel besteht darin, daß. wenn der zu spaltende Polyphenylenäther
Alk>lsubstituenten trägt, die Neigung des direkt an das
Kohlenstoffatom der Phenyiengruppe gebundenen Alkalimetall an das «-Kohlenstoffatom des AJkylsubstituenten
zu wandern, besonders bei Raumtemperatur oder tieferer Temperatur durch Benzol unterdrückt
wird. Wenn alle Substituenten am Phenylenäther Aryl sind oder wenn keine Substituenten vorliegen, tritt
keine Wanderung auf. Die Neigung zur Wanderung an den Alkylsubstituenten wird durch lange Reaktionszei-•en.
erhöhte Temperaturen, das jeweilige Alkalimetall und nach unseren Untersuchungen offenbar auch vom
Lösungsmittel begünstigt. Die Wanderung scheint bei Benzol weniger ausgeprägt zu sein als bei irgendeinem
45
50 anderen Lösungsmittel. Von den Alkalimetallen hat Lithium ebenfalls die geringste Neigung zu wandern.
Obwohl die^e Wanderung des Alkalimetalls an das
α-Kohlenstoffatom eines AlkylsubstiUienten am Phenylkern
die Reaktivität oder Fähigkeit zur Bildung von Derivaten der Polyphenylenäther nach der Wanderung
nicht zerstört, ist es im allgemeinen vorzuziehen, die Spaltungsreaktion unter Bedingungen durchzuführen,
die eine solche Wanderung auf ein Minimum herabsetzt oder völlig ausschließt, d. h. durch Anwendung von
Temperaturen, die bei Zimmertemperatur oder niedriger liegen. Hie Verwendung vnn Benzol als Lösungsmittel.
Da die Alkalimetalle, die Alkalimetalladdukte der
Aromaten und die gespaltenen Polyphenylenäther, die Alkalimetallsubstituenten tragen, mit Sauerstoff, Kohlendioxid,
Wasser oder Alkohol äußerst reaktionsfreudig sind, soüie die Berührung mit solchen Stoffen nicht
nur bei der Herstellung dieser Addukte, sondern auch während der Lagerung und der Verwendung dieser
Stoffe so lange vermieden werden, bis eine Reaktion rr.it
solchen Agenzien gewünscht wird. Deshalb sollte eine inerte Atmosphäre angewendet werden und alle
Reagenzien und I .ösungsmittel wasserfrei sein.
Wenn das gespaltene Polymere aus der Reaktionsmischung ausfällt, kann es aus dem Gleichgewicht der
Reaktion durch Zentrifugieren, Filtrieren usw. unter inerter Atmosphäre abgetrennt werden. Bleibt das
gespaltene Polymere in Lösung, dann kann es aus dem Gleichgewicht der Reaktionsmischung durch Zusatz
eines flüssigen Alkans zu der Reaktionsmischung oder umgekehrt durch Ausfällung des gespaltenen Polyphenyienäthers
und anschließender Filtration oder Zentrifugation erhalten werden. Da das gespaltene Polymere
Alkaiimetallsubstituenten trägt, wird es am besten zum Schutz gegen Sauerstoff, Kohlendioxid oder Feuchtigkeit
unter der Oberfläche eines flüssigen Alkans aufbewahrt, bis es bei der Herstellung der verschiedenen
Derivate benötigt wird. Soll der metallhaltige Polyphenylenäther zur Herstellung anderer Derivate
verwendet werden, dann muß er nicht aus der Reaktionsmischung isoliert werden.
Zusätzlich zu oben beschriebenen Spaltungsreaktionen können Nebenreaktionen eintreten, die für die
Endprodukte vorteilhaft sind. Bei der oxidativen Vereinigung von Phenolen unter Bildung von Polyphenylenäthern
ist an einem Ende jeder der Polymerenmoleküle eine phenolische Hydroxylgruppe bis zu dem
Punkt anwesend, an dem die Polymeren ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von etwa 20 000 haben. Wird die
Reaktion zur Erzielung höherer Molekulargewichte fortgesetzt, dann bewirkt eine Nebenreaktion, deren
Mechanismus noch unbekannt ist, daß einige dieser endständigen Hydroxylgruppen verschwinden. Andere
auftretende Nebenreaktionen führen zur Färbung des Polymeren. Die chromophoren Gruppen können von
den in dem Polymerenmolekül aufgelösten oder enthaltenen Aminen und/oder Diphenochinonen den an
dem Polymerenmolekül gebildeten Carbonylgruppen herrühren. Es wurde festgestellt, daß die chromophoren
Gruppen mit dem Spaltungsmittel sehr schnell reagieren, so daß die anschließende Reaktion der metallhaltigen
Polyphenylenäther mit verschiedenen Reagenzien die chromophoren Gruppen in farblose Derivate
überführen.
Die Spaltungsreaktion der Polyphenylenäther wird im allgemeinen durch Zusatz der benötigten Menge des
Spaltungsmittels zu einer Lösung des Polyphenyienäthers ausgeführt. Die Stöchiometrie der Reaktion
verlangt ein Alkalimetallatom für jede Hydroxylgruppe des gespaltenen polymeren Moleküls. Da bei jeder
Spaltungsreaktion aus jedtMr der ursprünglichen polymeren
Moleküle zwei polymere Moleküle gebildet werden und jedes dieser neugebildeten polymeren
Moleküle zwei Atome des Alkalimetalls benötigt, ist die benötigte Menge des Alkalimetalls für jede anschließende
Spaltungsreaktion doppelt so groß wie die für die vorhergehende Spaltungsreaktion benötigte Menge. Da
durch die Spaltungsreaktion keine Hydroxylgruppen entstehen, braucht mit Ausnahme für die im ursprünglichen
Polymeren vorhandenen Hydroxylgruppen kein in Alkalimetall für eine solche Gruppe hinzugegeben
weiden.
Da die Spaitungsreaktion bei Raumtemperatur schnell und leicht vor sich geht, besteht keine
Notwendigkeit, höhere oder niedrigere Temperaturen oder Über- oder Unterdruckatmosphärendruck anzuwenden.
Die Anwendung dieser Methoden wird jedoch nicht ausgeschlossen. Bei Verwendung erhöhter Temperaturen
sollte der vorher erwähnten Wanderungsreaktion des Alkalimetalls an die Alkylseitenkette und
ebenfalls die Tatsache bedacht werden, daß die Stabilität des Spaltungsmittels durch erhöhte Temperaturen
nachteilig beeinflußt wird.
Wie bereits oben erwähnt wurde, sind die gespaltenen Polymeren wegen ihrer Alkalimeiallsubstituenten äußerst
reaktionsfähig. Es wurde deshalb in allen Beispielen eine inerte, feuchtigkeitsfreie Atmosphäre
über der Reaktionsmischung aufrechterhalten, sofern irgendeine Organometallverbindung anwesend war,
wobei besondere Sorgfalt auf die Trocknung der Lösungsmittel verwendet wurde. Um eine Analyse der
Produkte zur Feststellung des Spaltungsgrades und der anderweitigen Charakterisierung der Produkte durchführen
zu können, wurden die gespaltenen Polyphenylenäther in Derivate überführt, die nicht nur die
Brauchbarkeit der gespaltenen Polymeren zeigen, sondern auch zu Polymeren führten, die mit den
herkömmlichen Untersuchungsmethoden leicht analysiert werden konnten.
Wenn im folgenden nichts anderes vermerkt ist, bestand das angewandte Verfahren darin, den gut
getrockneten Polyphenylenäther in einem wasserfreien Lösungsmittel aufzulösen. Die Lösung des Polymeren
wurde in ein mit einem Magnetrührer, Rückflußkühler,
Stickstoffeinlaß und entweder einem Druckausgleichsrichter oder einem selbstschließenden Gummiverschluß
ausgerüstetes Reaktionsgefäß eingegeben. Während der Reaktion wurde eine Atmosphäre aus trockenem,
sauerstofffreiem Stickstoff aufrechterhalten. Das Spaltungsmittel wurde zu der Lösung des Polymeren in dem
Reaktionsgefäß aus einer Injektionsspritze durch die Gummidichtung eingeführt. Die Zugabe der Lösung des
Polymeren zu der Lösung des Spaltungsmittels im 3,
Reaktionsgefäß erfolgte mit Hilfe eines Tropftrichters.
Die Spaitungsreaktion wurde durch Zugabe der verschiedenen erwähnten Reagenzien unter Bildung
von leicht analysierbaren Derivaten zu Ende geführt. Da das Derivat die Substituenter in derselben Stellung und e,o
in derselben Menge wie die Alkalimetallsubstituenten an dem gespaltenen Produkt aufweist, ist die Stellung
des Alkalimetallsubstituenten und der eingetretene Spaltungsgrad identisch mit den für das Derivat
erhaltenen Ergebnissen.
Das polymere Produkt wurde durch Eingießen der Reaktionsmischung in Methanol, das etwas wässerige
Salzsäure enthielt, ausgefällt. Das Produkt wurde durch Wieclerauflösung des Polymeren im allgemeinen in
Chloroform, Abfiltrieren und Wiederausfällen des Polymeren mit Methanol gereinigt. Nach Isolierung des
Polymeren wurde dieses im allgemeinen im Vakuum bei 1000C getrocknet.
Durch dieses Verfahren wurden die Alkalimetallsubstituenten an den Kohlenstoffatomen durch Wasser in
-H, d.h.
—C—M
durch Acetaldehyd in
CH3
-CH-OM
durch Formaldehyd in CH2OM; durch Aceton in
CH,
— C—OM
— C—OM
CH3
durch CO2Jn COOM; durch (CH3)3SiCI in -Si(CHj)3
und durch Äthylenoxid in -CH2CH2OM überführt. Die
— OM-Gruppen an diesen Substituenten wurden ebenso wie die Substituenten an den Polymeren selbst durch
Behandlung mit Säure in -OH-Gruppen überführt, es sei denn, daß das obengenannte Silylierungsmittel die
— OM-Gruppe an dem Polymeren bereits in
— O - Si(CH3)3 überführt hatte. Da diese Reaktionen für
Aldehyde, Ketone, Alkylenoxide, Monohalogensilane und Monohalogensiloxane allgemein bekannt sind, ist
ersichtlich, daß durch diese Umsetzung eine große Anzahl von Derivaten gebildet werden kann. Außerdem
können an Stelle des Ansäuerns mit einer Säure zur Überführung der -OM-Gruppen in —OH-Gruppen
Acylhalogenide, Alkylhalogenide und Dialkylsulfate Verwendung finden. Im Falle der Reaktionsteilnehmer,
die -OM enthaltende Substituenten bilden, d.h. bei Aldehyden, Ketonen oder Alkylenoxiden, die sich selbst
an diese Gruppen addieren können, wird nur die zur Entfärbung der Lösung notwendige Menge hinzugegeben.
Diese und andere Abänderungen kann der Fachmann den folgenden Beispielen entnehmen. Wenn
in den Beispielen der Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylenäther) erwähnt wird, handelt es sich um einen Teil eines
Blockpolymeren, das ein Molekulargewichtsmittel von 2i öüO us.d pro Polymerenkette durchschnittlich 0,4
Hydroxylgruppen aufweist Alle Molekulargewichte sind Werte für Zahlenmittel. Die Strukturen der
hergestellten Polymeren wurden unter Verwendung von IR- und PMR-Spektroskopie und durch Titration
der freien Hydroxylgruppen durch Umsetzung mit überschüssigem Essigsäureanhydrid in Gegenwart von
Pyridin und Rücktitration mit Standard-Alkali bestimmt. Alle Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das
Gewicht wenn nichts anderes vermerkt ist.
In diesem Beispiel wurde das Spaltungsmittel, der Lithiomdiphenylkomplex, in dem Reaktionsgefäß, wie
es in dem allgemeinen Verfahren besehrieben wurde, durch Auflösung von 0,0462 g Lithium in einer Lösung
von 0,462 g Diphenyl in 15 ml Tetrahydrofuran hergestellt. Die Auflösung des Lithiums war nach zwei
Stunden abgeschlossen. Jetzt wurden 1,0795 g 4-[4'-(2",6"-dimethyl-phenoxy)-2',6'-dimethylphenoxy]-2,6-dimelhylphenol
der trimere Polyphenylenäther des 2,6-Xylols, aufgelöst in 10 ml wasserfreiem Äther,
hinzugegeben. Die Reaktion wurde bei O0C über einen Zeitraum von zwei Stunden durchgeführt und durch
Gießen der Reaktionsmischung auf zerstoßenes festes Kohlendioxid beendet. Nach Erwärmung auf Zimmertemperatur
wurde die erhaltene klare Flüssigkeit unter Bildung eines weißen Niederschlags in Äther eingegossen,
der sich auflöste, als eine kleine Menge Salzsäure hinzugegeben wurde.
CH Ein Gaschromatogramm zeigte, daß die Lösung nur
zwei Produkte aus der'Spaltungsreaktion enthielt. Die Ätherschicht wurde zweimal mit einer 5%igen wäßrigen
Lösung von Natriumcarbonat extrahiert, um alle sauren Bestandteile zu entfernen, und anschließend
zweimal mit einer 10%igen wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid zur Entfernung aller phenolischer
Anteile behandelt. Ansäuerung der vereinigten Natriumbicarbonatextrakte
führte zur Ausfällung von 2,6-Dimethylbenzolsäure. Die Ansäuerung der vereinigten
Natriumhydroxidextrakte führte zur Ausfällung des phenolischen Bestandteils, dessen IR-Spektrum mit
4-(4'-Hydroxy-2',6'-dimeihyl-phenoxy)-2,6-methylphenol
(vgl. Beispiel 7) identisch war. Die Spaltung war also an der in der folgenden Gleichung durch die gezackte
Linie angezeigten Stelle eingetreten:
CH,
I
CH3 CH3
CH3 CH3
I
Ά /^ViL0-Li + Li-CH3
Ά /^ViL0-Li + Li-CH3
HCl
CH3
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der Menge des Spaltungsmittels auf die Anzahl der Spaltungen pro
Polymerenmolekül. Es warden vier gleiche Lösungen hergestellt, die 8.64 g(0,0004 Mol) Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenäther)
in 100 ml Benzol enthielten. Zu jeder dieser Lösungen wurde der nach Beispiel 1 hergestellte
Lithium-Diphenylkomplex, der nach dem allgemeinen Verfahren, wie es oben beschrieben wurde, hergestellt
war, zu den Polymerenlösungen hinzugegeben, so daß die Verhältnisse der Mole Spaltungsmittel pro Mol
Polyphenylenäther 7,5, 10, 20 bzw. 37,5 betrugen. Nach einer Reaktionszeit von einer Stunde bei Raumtemperatur
wurde Wasser und ausreichende Mengen Salzsäure hinzugegeben, um die wässerige Schicht anzusäuern.
Nach Abtrennung der wässerigen Schicht wurden die Polymeren durch Eingießen der organischen Schicht in
Methanol ausgefällt. Die erhaltenen Polymeren hatten Molekulargewichte von 10 000,6700,2900 bzw. 1100.
Die Umsetzung des gespaltenen Polymeren mit Wasser und die anschließende Ansäuerung hatte das
gespaltene Polymere in Polymerenmoleküle überführt, deren Struktur dieselbe wie die des Ausgangspolymeren
war, d. h., die Lithiumatome an dem Kohlenstoffatom des Phenylkerns waren in Wasserstoff und die
Lilhium-phenoxy-Gruppen in phenolische Hydroxylgruppen überführt worden, so daß die Polymerenmoleküle
der Spaltungsreaktion dieselbe Grundstruktur wie das Ausgangsphenol aufwiesen, jedoch ein niedrigeres
Molekulargewicht aufwiesen. Infolge der Spaltungsreaktion besteht ein gewisser Unterschied in der Stellung
der endständigen Hydroxylgruppen, wodurch Verbindungen entstehen, die die oben besprochenen Formeln
A-F aufweisen. Dieses Beispiel zeigt deshalb, wie die Spaltungsreaktion angewendet werden kann, um
brauchbare niedermoelekulare Polymere zu erhalten, die im wesentlichen noch dieselbe Struktur wie das als
Ausgangsmaterial verwendete hochmolekulare Polymere haben.
Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn zur
Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn zur
Darstellung des Komplexes mit Diphenyl an Stelle des Lithiums Natrium, Kalium, Rubidium und Caesium
verwendet wurden. Das gleiche gilt bei Verwendung von Terphenyl und Naphthalin an Stelle des Diphenyls
bei der Bildung des zur Spaltung des Polyphenyienäthers im obigen Beispiel verwendeten Komplexes.
Das folgende Beispiel zeigt die Wirkung der Zeitdauer auf die Spaltungsreaktion unter Verwendung
eines konstanten Verhältnisses des Spaltungsrniliels zu
dem Polyphenylene ther. Nachdem allgemeinen Verfahren
wurde 0,207 g Lithiumdraht in einer Lösung von 2,310 g Diphenyl in 200 ml i cirahydrofuran über Nacht
unter Bildung einer tiefgrünen Lösung aufgelöst, /u diese; Lösung wurden 30 g Poiy(2,6-dimethyi-i,4-phenyliiiher)
in 300 ml Benzol hinzugegeben. Nach Beendigung der Zugabe zeigic die Lösung eine orangerote
Faibe. Der Tropflricn'er wurde durch eine selbstschließende
Cunimidii-iHung ersetzt, durch wHche aliquote
Teile von JO ml nach I, 2, 4, 6, 10 und 22 Siunden
Reaktionszeit mit Hilfe einer Injektionssnritze entnommen und anschlic'Vnd sofort zu zerstut^.iem festem
Kohlendioxid gegeben wurden. Nach der nach dem allgemeinen Verfahren erfolgten Ausfällung und Isolierung
zeigte sich, daß die nach den verschiedenen Reaktionszeiten erhaltenen Polymcien sich innerhalb
der experimentellen Fehlergrenzen voneinander nicht unterschieden, was zeigte, daß die Reaktion schnell
verlaufen und innerhalb von mindestens einer Stunde beendet war. Das Molekulargewicht jedes der Polymeren
war auf etwa 16 000 gesunken.
Nach dem allgemeinen Verfahren wurden 0,0552 g Lithium in einer Lösung von 0,616 g Diphenyl unter
Rühren in 100 ml Hexamethylphosphortriamid über einen Zeitraum von 5 Stunden bei Raumtemperatur
aufgelöst. Am Ende dieser Zeil wurden 4,32 g feinzerteilter Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylenäther) hinzugegeben.
Mit der Auflösung des Polymeren verwandelte sich die blaugrüne Farbe der Lösung in ein tiefes
Braun. Nach 8 Stunden wurden 1 ml Trimethylchlorsilan zur Umsetzung mit den Lithiumgruppen zugegeben, die
während der Spaltungsreaktion am Polyphenylenäther substituiert worden waren. Nach 30 Minuten wurde das
Polymere auf die im allgemeinen Verfahren beschriebene Weise ausgefällt. Das Molekulargewicht des
Polymeren betrug jetzt 5100. Das isolierte Polymere dieses Beispiels entspricht der Formel A bis F, worin das
M der -CM-und -OM-Gruppen jetzt -Si(CH J3 war.
Bei Wiederholung dieses Beispiels unter Verwendung von 0,184 g Natrium an Stelle des Lithiums und Zugabe
des Polyphenylenäthers in Form einer Lösung in 50 ml Benzol und einer Reaktionszeit von 1 Stunde für die
Umsetzung des Spaltungsmittels mit dem Polyphenylenäther betrug das Molekulargewicht des isolierten in
Polymeren 4500. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, als äquivalente Mengen Kalium, Rubidium und Caesium
an Stelle des Lithiums oder Natriums und Terphenyl und Naphthalin an Stelle des Diphenyls in diesem Beispiel
verwendet wurden.
Polymeren mit Wasser, das eine mit festem Kohlendioxid, das zweite mit Aceton und das dritte mit
Acetaldehyd zwei Stunden lang bei Raumtemperatur zur Umsetzung gebracht wurde. Vor der Ausfällung des
Polymeren wurden die Lösungen mit Wasser behandelt, das genügend Salzsäure enthielt, daß das Wasser sauer
blieb. Dieser Reaktionsschritt überführt die Lithiumsalze in freie Säuren oder Alkohole. Die polymeren
Produkte hatten nach Bestimmung mit Hilfe der Gasosmometrie Molekulargewichte von etwa 2300. Die
aus dieser Reaktion erhaltenen Polymeren haben die Formeln A bis F, in denen das -M der -C -M-Gruppen
durch Reaktion mit Kohlendioxid in Carboxylgruppen, durch Reaktion mil Aceton in a-Hydroxisopropylgruppen
und durch Umsetzung mit Acetaldehyd in a-Hydroxiäihyigruppen, während das M in den
— O-M-Gruppenin — OH-Gruppen überführt wurde.
Das Lithiumaddukt des Diphenyls wurde durch Auflösen von 4,6 g tiner 30%igen Dispersion von
Lithium in Mineralöl in einer Lösung von 15,4 g Diphenyl ·ιι 300 ml Tetrahydrofuran hergestellt. Die
Titration dieser Lösung zeigte, daß sie 0,315 molar, bezogen auf das Addukt, war. Es wurden drei Lösungen
hergestellt, von denen jede 17,28 g Poly-(2,6-dimethyl-1,4-phenylenäther)
in 300 ml Benzol enthielt. Zu jeder dieser Lösungen wurden 25,4 ml des oben beschriebenen
Spaltungsmittels hinzugegeben. Man ließ die Umsetzung eine Stunde bei Raumtemperatur vor sich
gehen, nach welcher Zeit die Lösungen eine tiefbraune Farbe annahmen. Am Ende der Reaktionszeit wurde die
eine Lösung mit Aceton, die andere mit Äthylenoxid und die andere mit gasförmigem Formaldehyd, das aus der
thermischen Zersetzung von Trioxan erhalten wurde, behandelt, bis die Farbe der Reaktionsmischung zerstört
war. Jede der Reaktionsmischungen wurde anschließend mit 100 ml Wasser und ausreichend Salzsäure
behandelt, um die wäßrige Lösung anzusäuern. Vor Ausfällung des Polymeren nach dem allgemeinen
Verfahren hatte die Behandlung mit Wasser und Säure die — O —Li-Gruppen aller drei Polymeren in -OH-Gruppen
überführt. Die Behandlung mit Aceton hatte die — C — Li-Gruppen in
— C —C —OH
CH3
überführt Die Behandlung mit Äthylenoxid hatte die
überführt Die Behandlung mit Äthylenoxid hatte die
—C— Li-Gruppen
-C-CH2-CH2- OH-Gruppen
Das Beispiel 2 wurde dreimal unter Verwendung b5
eines Molverhältnisses von 20 Molen Spaltungsmittel pro Mol des Polymeren mit der Abwandlung wiederholt,
daß an Stelle der Umsetzung des gespaltenen überführt, während die Behandlung mit Formaldehyd
die
— C— Li-Gruppen
-C-CH2- O-Gruppen
überführt halle. Die Molekulargewichte der erhaltenen
Polymeren betrugen etwa 8000.
Das Folgende Beispiel diente zur Gewinnung der Hydroxylkomponente der Spaltungsreaktion mit dem
niedrigsten Molekulargewicht In einer 300-mI-Schraubverschlußflasche
wurde unter inerter Atmosphäre eine Lösung von 1,3 g Lithium in 14 g Diphenyl und 150 ml
Tetrahydrofuran hergestellt. Nach Auflösung des Lithiums wurden 10 g Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylenäther)
in Pulverform hinzugegeben. Die Flasche wurde 23 Stunden lang bei Raumtemperatur geschüttelt, in
Wasser eingegossen und mit Äther extrahiert. Die Ätherschicht wurde mit verdünntem Natriumhydroxid
ausgewaschen. Die Natriumhydroxidschicht wurde von der organischen Schicht abgetrennt, mit wäßriger
Salzsäure angesäuert und mit Äther extrahiert. Nach Trocknung der Ätherschicht führte die Verdampfung zu
2 g eines festen Stoffes, dessen Schmelzpunkt bei 145-1700C lag. Zweimalige Umkristallisation aus
Heptan — Äthylacetat ergab 1,5 g eines weißen Feststoffes, dessen Schmelzpunkt bei 175-176°C lag. Die
Elementaranalyse und Molekulargewichtsbestimmung zeigte, daß diese Verbindung 4-(4'-Hydroxyl-2',6'-dimethylphenoxy)-2,6-dimethyIphenol
war. Die theoretischen Werte dieser Verbindung werden in Klammern im Anschluß an die gefundenen Werte angegeben.
Kohlenstoff 74,0 (74,4); Wasserstoff 7,0 (7,0): Molekulargewicht 267 ± 5% (258,3).
Dieses. Beispiel zeigt die direkte Umsetzung des Alkalimetalls mit einem Polymeren, das eine Phenylgruppe
als Substituenten trägt. Nach dem allgemeinen Verfahren wurden 1,150 g einer 40%igen Dispersion
von Natrium in Mineralöl und 15 ml Hexamethylphosphortriamid zu einer Lösung von 17,5 g Poly(2,6-diphenyl-l,4-phenylenälher),
dessen Molekulargewicht 350 000 betrug, in 450 ml Tetrahydrofuran aufgelöst. Man ließ diese Reaktion über einen Zeitraum von zwei
Stunden bei Raumtemperatur vor sich gehen, während welcher Zeit die ursprünglich hellgrüne Lösung eine
tiefpurpurrote Farbe annahm und eine merkliche Abnahme der Viskosität der Lösung eintrat. Am Ende
dieser Zeit wurde Wasser hinzugegeben und das Polymere nach dem allgemeinen Verfahren ausgefällt.
Es wurden 15,9 g Poly(2,6-diphenyl-l,4-phenylenäther) erhalten, der ein Molekulargewicht von 7000 aufwies. Es
waren also etwa 50 Spaltungsreaktionen für jedes Polymerenmolekül eingetreten. In dieser Reaktion
betrug das Verhältnis der Natriumatome zu dem Polymeren 400 Atome Natrium pro Polymermolekül.
Als dieses Beispiel mit der Abwandlung wiederholt wurde, daß an Stelle von 450 ml Tetrahydrofuran zur
Auflösung des Polymeren 250 ml Benzol verwendet wurden, betrug das Molekulargewicht des gespaltenen
Polymeren 5000, was zeigte, daß 70 Spallungsreaktionen auf jedes ursprüngliche Polymerenmolekül eingeireien
waren.
Um die Wirkung der verschiedenen Verhältnisse des Alkalimetalls und die Wirkung des Hexamethylphosphoramids
auf die Spaltungsreaktion zu zeigen, wurde Beispiel 8 unter Weglassung des Hexamethylphosphortriamids
und unter Variierung des Verhältnisses der Natriumatome pro Polymermolekül von 200:1 auf
700:1 wiederholt. Um ebenfalls die Verwendung
ίο anderer Stopper zu zeigen, wurden einige der
Reaktionen durch Umsetzung der Alkalimetallatome des Polyphenylenäthers mit Trimethylchlorsilan und
andere mit Äthylenoxid gestoppt, um verschiedene endständige Gruppen in das Polymermolekül einzufüh
ren. Die Molekulargewichte der erhaltenen Polymeren werden in derTabelle gezeigt.
Verhältnis Na/Polymeres
Molekulargewicht
200/1
300/1
440/1
550/1
600/1
700/1
300/1
440/1
550/1
600/1
700/1
34 000
21000
21000
15 000
16 500
25 000
14 000
25 000
14 000
Die letzten drei Ergebnisse mögen ungewöhnlich erscheinen; es wurde jedoch beobachtet, daß die
Ausbeute an erhaltenen Polymeren bei diesen Polymeren gegenüber der bei den anderen drei Versuchen
erhaltenen Ausbeute betrachtlich abgenommen hat. Bei Wiederholung der letzten drei Versuche unter Verwendung
von Hexan an Stelle von Methanol als Fällungsmittel konnten die Ausbeuten auf die bei den
anderen Reaktionen erhaltene Höhe gesteigert werden.
4(, Die Behandlung des erhaltenen Polymeren mit Methanol
führte zur Auflösung von etwa 50% in dem Fall, daß das Verhältnis 550:1 betrug und zu 75% für das
Verhältnis 700:1. Dies zeigt, daß die Ausfällung in Methanol das Polymere fraktioniert hatte und daß das
Polymere nur der höhermolekulare Anteil war. Ein Dünnschichtchromatogramm des in Methanol löslichen
Anteils zeigte eine Spur 2,6-Diphenol und ein breites Spektrum von niedermolekularen Oligomeren, angefangen
mit den Dimeren. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn Poly(2-methyl-6-phenyl-1,4-phenyläther)
durch Poly(2,6-diphenyl-l,4-phenyläther) ersetzt wurde. Bei Ausführung dieser Reaktion wird das Polymere am
besten an Stelle von Tetrahydrofuran in Benzol aufgelöst, das als Lösungsmittel ein tertiäres Amin oder
Hexamethylphosphortriamid enthält, um die Möglichkeit der Wanderung des Alkalimetalls von dem
Ringkohlenstoffatom auf die Methylgruppe möglichst zu beschränken.
Die Polyphenylenätherprodukte haben einen weiten
bo Anwendungsbereich. Die an den Polyphenylenäthern
substituierten Alkalimetallatome sind äußerst reaktionsfähig. Wie in den einzelnen Beispielen gezeigt wurde,
führt die Umsetzung mit Wasser wieder zu einem Polymeren, das dieselbe Struktur wie das Ausgangspolymere
hat, jedoch ein niedrigeres Molekulargewicht aufweist. Die Produkte können deshalb zur Herstellung
von Polyphenyienäthern mit niedrigerem Molekulargewicht als die als Aissgangsrnatcria! verwendeten
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17 18
Polyphenylenäther dienen, um auf diese Weise Polyphe- mit Aldehyden, Ketonen oder Alkylenoxiden können
nylenäther mit niedrigeren Fließpunkten zu erhalten. die Produkte in Polyphenylenäther überführt werden.
Jene, die noch Molekulargewichte über 10 000 haben, deren beide endständige Gruppen der Polymerenkette
können zur Herstellung gepreßter Gegenstände, wie Hydroxylgruppen sind. Solche Produkte können als
z. B. Filmen, Fasern usw., auf dieselbe Weise wie die ■>
zweiwertiges Reagenz bei der Herstellung von Polyursprünglichen Polyphenyienäther Verwendung finden, estern oder Polycarbonaten Verwendung finden, die als
oder sie können wie die Polymeren mit einem Beschichtungsmaterialien oder Formmassen brauchbar
Molekulargewicht von weniger als 10 000 in sehr hoch sind. Diese und andere Anwendungsgebiete der
molekulare Polyphenylenäther als Plastifizierungsmittel erfindungsgemäßen Stoffe sind für den Fachmann ohne
oder Fließmittel eingebaut werden. Durch Umsetzung io weiteres erkennbar.
Claims (1)
1. Alkalimetallhaltige Polyphenylenäther der Formel
R R
10
15
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