DE1807497A1 - Optically active poly-beta-amides for fib - res and foils - Google Patents

Optically active poly-beta-amides for fib - res and foils

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DE1807497A1
DE1807497A1 DE19681807497 DE1807497A DE1807497A1 DE 1807497 A1 DE1807497 A1 DE 1807497A1 DE 19681807497 DE19681807497 DE 19681807497 DE 1807497 A DE1807497 A DE 1807497A DE 1807497 A1 DE1807497 A1 DE 1807497A1
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Dr Ernst Hoeroldt
Dr Harald Jensen
Dr Klaus-Dieter Kampe
Dr Walter Rupp
Dr Erwin Schmidt
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14Lactams
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Abstract

The polyamide has units of formula: -(HNCR1RCHR2CO)n-(where R and R2 are H, alkyl, alkenyl, aryl, R, is alkyl, alkenyl or aryl, R1 and R2 can form together an (unsat) cycloaliphatic gp with not more than 10C, n is 300 - 50,000 pref. 300-10000) in the main chain. The polyamide is pref. prepd. by polymerising a lactam of formula: The polymers have high melting pts. and low stability. The fibres and foils have high tearing and twisting coefficients.

Description

"Optisch aktive Poly-ß-amide" Hochmolekulare, optisch aktive Polyamide mit Chiralitätszentren in der Hauptkette waren bisher nur in der Reihe derα-Polypeptide über die teuchsschen Anhydride zugänglich (E.R. Blout und A. Asadourian, J.Am. Chen. Soc. 78, 955 (1956)). Dagegen führt die Polymerisation eines optisch aktiven Lactams, des d-(-)-ß-Methyl-#-caprolactams, nur zu niedermolekularen Produkten, deren Polymerisationsgrad für eine technische Verarbeitung, z.B."Optically active poly-ß-amide" High molecular weight, optically active polyamides with centers of chirality in the main chain were previously only in the series of α-polypeptides accessible via Teuchs' anhydrides (E.R. Blout and A. Asadourian, J.Am. Chen. Soc. 78, 955 (1956)). In contrast, the polymerization of an optically active lactam, des d - (-) - ß-methyl - # - caprolactam, only to low molecular weight products, their degree of polymerization for technical processing, e.g.

zur Herstellung von Fasern und Folien, nicht ausreicht (C.G.for the production of fibers and foils, is not sufficient (C.G.

Overberger, H. Jabloner, J. polyen. Sci. 55, 32 (1961)).Overberger, H. Jabloner, J. polyen. Sci. 55, 32 (1961)).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind optisch aktive Polyß-amide mit Chiralitätszentren in der Hauptkette mit wiederkehrenden Einheiten der Formel I in der R und R" Wasserstoff, einen Alkyl-, Alkenyl- oder Aryl-Rest und R' einen Alkyl- Alkenyl- oder Aryl-Rest bedeuten, wobei R' und R" gemeinsam auch Bestandteile eines cycloaliphatischen, gegebenenfalls ungesättigten Ringes sein können, alle Kohlenwasserstoff-Reste zusammen nicht mehr als 10 C-Atomen aufweisen sollen und n einen Wert zwischen 300 und 50 000, vorzugsweise 300 bis 10 000 besitzt. Die erfindungsgemäßen optisch aktiven Poly-ßamide werden nach an sich bekannten Verfahren hergestellt, durch Bolymerisation von ß-Lactamen der allgemeinen Formel II, in der R, R' und R" die unter Formel I angegebene Bedeutung besitzen.The present invention relates to optically active poly [beta] amides with centers of chirality in the main chain with recurring units of the formula I in which R and R "denote hydrogen, an alkyl, alkenyl or aryl radical and R 'an alkyl, alkenyl or aryl radical, where R' and R" together can also be components of a cycloaliphatic, optionally unsaturated ring, all hydrocarbon radicals together should not have more than 10 carbon atoms and n has a value between 300 and 50,000, preferably 300 to 10,000. The optically active poly-ß-amides according to the invention are produced by processes known per se, by polymerization of ß-lactams of the general formula II, in which R, R 'and R "have the meaning given under formula I.

Optisch aktive Poly-ß-amide nach der Erfindung lassen sich vorteilhaft zur Herstellung von Folien, Fäden oder Formkörpern verwenden, die höhere Schmelzpunkte und geringere Löslichkeiten - die Fäden außerdem höhere Reißfestigkeit und Bruchdehnung -gegenüber solchen aufweisen, die aus optisch inaktivem Material hergestellt werden. Auch bei Verwendung von Mischungen der erfindungsgemäßen optisch aktiven Poly-ß-amide mit optisch inaktiven Formen werden die erwähnten besonders vorteilhaften Eigenschaften erhalten, was bei Anwendung der optisch inaktiven Polymeren allein nicht der Fall ist.Optically active poly-β-amides according to the invention can advantageously be used Use for the production of foils, threads or moldings that have higher melting points and lower solubilities - the threads also have higher tensile strength and elongation at break -compared to those that are made of optically inactive material. Even when using mixtures of the optically active poly-β-amides according to the invention with optically inactive forms, the mentioned particularly advantageous properties become obtained, which is not the case when using the optically inactive polymers alone is.

Zur Polymerisation geeignete Monomere sind z.B.: (+)-4-Methyl-azetidinon, (-)-4-Isopropyl-azetidinon, (+)-4-Vinylazetidinon, (-)-4-Phenyl-azetidinon, (+)-4-Methyl-4-propyl azetidinon, (-)-cis-3,4-Dimethyl-azetidinon, (+)-trans-3,4-Dimethyl-azetidinon, (-)-4-Methyl-4-neopentyl-azetidinon, (-)-4-Decyl-azetidinon, (+)-trans-3,4-Dimethyl-4-propyl-azetidinon, (+)-4-Vinyl-4-methyl-azetidinon.Monomers suitable for polymerization are e.g .: (+) - 4-methyl-azetidinone, (-) - 4-Isopropyl-azetidinone, (+) - 4-vinylazetidinone, (-) - 4-phenyl-azetidinone, (+) - 4-methyl-4-propyl azetidinone, (-) - cis-3,4-dimethyl-azetidinone, (+) - trans-3,4-dimethyl-azetidinone, (-) - 4-methyl-4-neopentyl-azetidinone, (-) - 4-decyl-azetidinone, (+) - trans-3,4-dimethyl-4-propyl-azetidinone, (+) - 4-vinyl-4-methyl-azetidinone.

Auch optisch aktive polycyclische ß-Lactame sind geeignet, z.B.:. Optically active polycyclic β-lactams are also suitable, for example:

die zusätzliche Chiralitätszentren enthalten können.which may contain additional centers of chirality.

Von den beispielsweise genannten optisch aktiven ß-Lactamen können auch die optischen Antipoden in gleicher Weise polymerisiert werden.Of the optically active β-lactams mentioned for example, can the optical antipodes are also polymerized in the same way.

Optisch aktive ß-Tactame können auch mit beliebigen anderen optisch aktiven oder racemischen ß-Lactamen sowie mit ß-Lactamen ohne Chiralitätszentren und mitW;-Pyrrolidon copolymerisiert werden.Optically active ß-tactams can also be optically active with any other active or racemic ß-lactams as well as with ß-lactams without centers of chirality and copolymerized with W; -pyrrolidone.

Man kann @ahlweise Copolymerisate mit geblockter oder statistischer Monomerensequenz erhalten, wenn man z.B. ein optisch aktives Lactam entweder abwechselnd oder gleichzeitig mit einer anderen Lactamkomponente in die Katalysatorlösung eintropft.You can @ahlweise copolymers with blocked or random Obtained monomer sequence if, for example, an optically active lactam either alternately or added dropwise to the catalyst solution at the same time as another lactam component.

Die Polymerisation kann nach bekannten Verfahren anionisch, kationisch oder hydrolytisch katalysiert werden. Vorteilhaft ist die anionische Polymerisation, da sie bereits bei niedriger Temperatur in kurzer Zeit zu den höchsten Polymerisationsgraden führt. Es ist weiterhin möglich, Polymerisationsgeschwindigkeit und Polymerisationsgrad durch Zusatz von Kettenstartern, z.B.The polymerization can be anionic or cationic by known processes or hydrolytically catalyzed. Anionic polymerization is advantageous, because they reach the highest degrees of polymerisation in a short time at low temperatures leads. It is also possible to set the rate and degree of polymerization by adding chain starters, e.g.

Acyllactamen, acylierenden Agentien, anorganischen Säurechloriden oder Kohlenmonoxyd, sowie durch Zusatz von Kettenabbrechern wie Wasser, Alkoholen, Amiden oder CH-aciden Verbindungen zu beeinflussen.Acyl lactams, acylating agents, inorganic acid chlorides or carbon monoxide, as well as by adding chain terminators such as water, alcohols, To influence amides or CH-acidic compounds.

Die anionische Polymerisation verläuft bei Zusatz solcher Basen, die allgenein als Katalysatoren der lIactampolymerisation geeignet sind, z.B. Kaliumhydroxyd, Natriumcyanid, Lithiumcarbonat, Natriumphenolat, Tetra-benzylammoniumhydroxyd, Pyrrolidon-Kalium, Alkali-Verbindungen der ß-Lactame, wie des Kaliumsalzes des (-)-4-Methyl-azetidinons.The anionic polymerization proceeds when such bases are added are generally suitable as catalysts for lactam polymerization, e.g. potassium hydroxide, Sodium cyanide, lithium carbonate, sodium phenolate, tetra-benzylammonium hydroxide, pyrrolidone potassium, Alkali compounds of ß-lactams, such as the potassium salt of (-) - 4-methyl-azetidinone.

Die Polymerisation kann in An- oder Abwesenheit indifferenter Lösungs- und Verdunnungsmittel durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist die Polymerisation in stark polaren Lsöungs@itteln wie Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid oder o-Dichlorbenzol.The polymerization can take place in the presence or absence of inert solution and diluents can be carried out. Polymerization is particularly advantageous in strongly polar solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide or o-dichlorobenzene.

Die Lactame oder deren Lösungen können mit anderen indifferenten Lösungsmitteln kombiniert werden, so daß zweiphasige Monomer Mischungen entstehen. Der Polynerisationsmischung können Emulgierhifsmittel zugesetzt werden. Auch Direktpolymerisation zu verspinnbaren Polymerlösungen ist möglich, z.S in Lösungen von Lithiumchlorid oder Lithiumfluorid in Dimethylfornamid.The lactams or their solutions can be mixed with other inert solvents can be combined so that two-phase monomer Mixtures arise. Emulsifying agents can be added to the polymerization mixture. Also direct polymerization to spinnable polymer solutions is possible, e.g. in solutions of lithium chloride or lithium fluoride in dimethylfornamide.

Der Polymerisationsgrad liegt bei Werten, bei denen die Eigenschaften, wie Schmelzpunkt, Löslichkeit und Kristallinitätsgrad sich mit steigender Kettenlänge praktisch nicht mehr ändern, was ab ca. 300 Monomereinheiten der Fall ist. Die obere Grenze des Polymerisationsgrades ist hier sch-«er meßbar, da eine Molekulargewichtsbestimmung in den wenigen in Frage kommenden Lösungsmitteln nicht möglich ist. In Analogie zur Molgewichts-Viskositäts-Beziehung des polymeren 4,4-Dimethyl-azetidinon läßt sich ableiten, daß die höchsten hier erzielten Polymerisationsgrade weit über 10000 liegen müssen. Auch derartige Polymere lassen sich noch aus der Lösung zu Fasern und Folien verarbeiten. Für die technische Verwendbarkeit ist der Polymerisationsgrad zwischen 300 und 10000 am besten geeignet da darüber die hohen Lösungsviskositäten eine Verarbeitung aus konzentrierten Lösungen erschweren, während Unterhalb dieses Bereiches die Viskosität der Spinnlösungen für eine Verarbeitbarkeit oit bereits zu niedrig ist.The degree of polymerisation is at values at which the properties, like melting point, solubility and degree of crystallinity change with increasing chain length practically no longer change, which is the case from approx. 300 monomer units. The upper The limit of the degree of polymerization is more difficult to measure here, since a molecular weight determination is not possible in the few possible solvents. By analogy to the molecular weight-viscosity relationship of the polymeric 4,4-dimethyl-azetidinone it can be deduced that the highest degrees of polymerization achieved here are well over 10,000 must lie. Such polymers can also be converted into fibers from the solution and process foils. The degree of polymerization is essential for technical usability between 300 and 10,000 best suited because the high solution viscosities are higher make processing from concentrated solutions difficult, while Below this Range the viscosity of the spinning solutions for processability oit already is too low.

Poly-B-amide aus optisch aktiven f'.-Lactamen schmelzen im allgemeinen höher und werden von Lösungsmitteln weniger angegriffen als die Polymeren der Racemate.Poly-B-amides made from optically active f '- lactams generally melt higher and are less attacked by solvents than the polymers of the racemates.

Auch Mischungen einer optisch aktiven Form mit ihrem Racemat führen zu Polymerisaten, die vorteilhafte Eigenschaften besitzen. Zum Beispiel erhält man aus 90 ,ig optisch reine (-)-4-Methylazetidinon ein Polymerisat, daß das Kristallgitter des re@en optisch aktiven Polymeren besitzt. Es schmilzt um 43 .höher als das racemische Polymere und ist im Gegensatz zu diesem unlöslich in konz. Schwefelsäure. Es läßt sich aus Ameisensäure zu Folien und Fäden verarbeiten.Mixtures of an optically active form with its racemate also result to polymers that have advantageous properties. For example, you get from 90, ig optically pure (-) - 4-methylazetidinone a polymer that the crystal lattice of the re @ en optically active polymer. It melts 43 .higher than the racemic one Polymers and, in contrast to this, is insoluble in conc. Sulfuric acid. It leaves are processed from formic acid into foils and threads.

Die Verarbeitung der hochschmelzenden optisch aktiven Poly-@-amide zu Fäden, Fasern und Formkörpern erfolgt aus Lösung in stark polaren Lösungsmit-teln nach den bekannten Poly-B-amid-Spinnverfahren.The processing of the high-melting, optically active poly - @ - amides into threads, fibers and moldings is made from solution in strongly polar Solvents according to the known poly-B-amide spinning process.

Die geringe Löslichkeit dieser Polymeren erfordert allgemein die Verwendung ausgesprochener Polyamidlöser, wie z.B. Ameisensäure, Dichloressigsäure, Trifluoressigsäure, Fluoralhydrat, konz. Salpetersäure oder Mischungen von Ameisensäure und Bortrifluorid, von denenäquimolare Mengen miteinander eine Komplexverbindung bilden Die hohen Schmelzbereiche dieser Poly-B-amide machen sie besonders geeignet zur Herstellung hitzebständiger Textilien und zur Verwendung in der Raumfahrt- und Raketentechnik.The poor solubility of these polymers generally necessitates their use pronounced polyamide solvent, such as formic acid, dichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, Fluoroal hydrate, conc. Nitric acid or mixtures of formic acid and boron trifluoride, equimolar amounts of which form a complex compound with one another The high melting ranges these poly-B-amides make them particularly suitable for the production of heat-resistant materials Textiles and for use in space and rocket technology.

Die optisch aktiven Poly-B-amide können auch in Mischung mit anderen Polymeren, insbesondere in Mischung mit anderen optisch aktiven oder inaktiven ß-Lactarnpolymerisaten, aus Lösung oder Schmelze verarbeitet werden; sie können für sich oder in modifizierter Form aufgrund ihres selektiven Adsorptionsvermögens für enantiomere Verbindungen auch als Trägersubstanzen zur chromatographischen oder elektrophoretischen Enantiomerentrennung verwendet werden.The optically active poly-B-amides can also be mixed with others Polymers, especially in a mixture with other optically active or inactive ß-lactam polymers, processed from solution or melt; they can stand alone or in modified form Form due to its selective adsorption capacity for enantiomeric compounds also as carrier substances for the chromatographic or electrophoretic separation of enantiomers be used.

Einige wenige der optisch aktiven Poly-ß-amide, deren Monomereneinheit durch mehr als drei aliphatisch gebundene KohlenstoQlatome substituiert ist, erweichen schon bei 150-200°C. Sie sind weitgehend röntgenamorph, in Methanol löslich und lassen sich ohne Lösungsmittelzusatz heiß verlormen. Durch Schmelz-, Trocken-oder Iiaf3spinnen erhält man aus solchen Polyamiden klare Fäden; man kann aus ihnen optisch aktive Gläser herstellen, insbesondere eignen sie sich zur Herstellung optisch aktiver Glasfaseroptiken.A few of the optically active poly-ß-amides, their monomer unit is substituted by more than three aliphatically bonded carbon atoms, soften already at 150-200 ° C. They are largely X-ray amorphous, soluble in methanol and can be lost hot without the addition of solvents. By melting, dry or In the case of spiders, clear threads are obtained from such polyamides; one can opt out of them Produce active glasses, in particular they are suitable for producing optically active glasses Fiber optics.

Beispiel 1: a) Polymerisation und Eigenschaften reine Suspension von 2 g Kaliumhydroxyd in 400 ml Dimethylsulfoxyd wird mit einer Lösung von 6 g Poly-propylendimethylsulfamid (entsprechend beig. Patent 789 641) in 800 ml Schwerbenzin vo@ @m Siedebereich 160 - 1800C gut verrührt. Unter weiterem Rühren tropft man innerhalb von 2 Stunden bei 20 - 25 0C 200 ml (-)-4-Methylazetidinon (#D21= -8,22° in Substanz) zu. Man rührt noch 2 Stunden und saugt ab. Man wäscht den Filterkuchen mit Methylenchlorid aus und entfernt anhaftende Lösungsmittel durch Wasserdampfdestillation. Nach dem Trocknen erhält man 198 g Polymerisat, das bei 3820C unter Zersetzung schmilzt. Das Material ist unlöslich in konz. Schwefelsäure, quillt in Ameisensäure an und löst sich in Dichloressigsäure. Eine 1O-ige Lösung in Dichloressigsäure gießt man auf Glasplatten zu Filmen aus, die bei 40°C im Vakuum getrocknet werden.Example 1: a) Polymerization and properties of pure suspension of 2 g of potassium hydroxide in 400 ml of dimethyl sulfoxide is mixed with a solution of 6 g of polypropylene dimethyl sulfamide (corresponding to attached patent 789 641) in 800 ml heavy petrol with a boiling point of 160 - Mix well at 1800C. Dripping with continued stirring one within from 2 hours at 20-25 ° C 200 ml (-) - 4-methylazetidinone (# D21 = -8.22 ° in substance) to. The mixture is stirred for a further 2 hours and filtered off with suction. The filter cake is washed with methylene chloride and removes adhering solvents by steam distillation. After this Drying gives 198 g of polymer which melts at 3820C with decomposition. The material is insoluble in conc. Sulfuric acid, swells in formic acid and dissolves in dichloroacetic acid. A 1O solution in dichloroacetic acid is poured on glass plates to form films, which are dried at 40 ° C in a vacuum.

Durch Einlegen in Wasser lösen sie sich von der Glasplatte.They can be detached from the glass plate by placing them in water.

In gleicher Weise polymerisiert man Mischungen von (-)-4-Methylazetidinon mit der Racemform mit folgenden optischen Reinheiten 90 % 80 % 75 % 70 % 60 5' 50 % 25 % Racemat (0 %) Die Eigenschaften dieser Polymeren gehen aus Tabelle 1 hervor.Mixtures of (-) - 4-methylazetidinone are polymerized in the same way with the racemic form with the following optical purities 90% 80% 75% 70% 60 5 '50 % 25% Racemate (0%) The properties of these polymers are shown in Table 1.

Mit steigender optischer Reinheit steigt der Schmelzpunkt stark an, die Löslichkeit niramt ab und im Röntgendiagramm tauchen neue Reflexe auf. Die Lösungsviskosität bleibt ziemlich konstant.With increasing optical purity, the melting point rises sharply, the solubility does not decrease and new reflections appear in the X-ray diagram. The solution viscosity remains pretty constant.

Figur 1 zeigt die spezifische Drehung #D26 der Polymeren in 1 %iger Lösung in Dichloressigsäure, wobei die optische Drehung eine lineare Funktion der optischen Reinheit [in E ist.Figure 1 shows the specific rotation # D26 of the polymers in 1% Solution in dichloroacetic acid, the optical rotation being a linear function of the optical purity [in E is.

Die Schmelztemperatur als Funktion der optischen Reiäheit des Polymeren zeigt Fig. 2; aus ihr geht der starke Anst.ieg des Schmelzpunktes der Polymeren mit mehr als 50 % optischer Reinheit hervor.The melting temperature as a function of the optical purity of the polymer Fig. 2 shows; from it comes the strong rise in the melting point of the polymers with more than 50% optical purity.

Polymerisiert man in ähnlicher Weise reines (+)- @-Methyl-azetidinon oder dessen Nischungen mit dei Racemat, so erhält man völlig analoge Ergebnisse. Die Produ-tbe beider Reihen unterscheiden sich lediglich durch die entgegengesetzte optische Drehung.Pure (+) - @ -Methyl-azetidinone is polymerized in a similar way or its mixtures with the racemate, completely analogous results are obtained. The products of both series differ only through the opposite optical rotation.

Einen optisch inaktiven Film, der jedoch die Röntgenstruktur der beiden enantiomeren Polymeren besitzt, erhält nan, wenn man gleiche Mengen des (+)-Polymeren und des (-)-Polymeren gemeinsam in Dichloressigsäure löst, die-Bösung auf Glasplatten vergießt und im Vakuum trocknet.An optically inactive film, but the X-ray structure of the two possesses enantiomeric polymers, if one has equal amounts of the (+) - polymer and the (-) - polymer dissolves together in dichloroacetic acid, which dissolves on glass plates potted and dried in vacuum.

Tabelle 1 Eigenschaften von Polymerisaten aus linksdrehendem und racemischem 4-Methyl-azetidinon Optische Fp. Löslichkeit in Reinheit (°C) konz.H2SO4 HCOOH Cl2C-COOH #rel.*) Röntgen-Gitterabstände # (%) 100 382 unlösl. quillt lösl. 4,2 9,81 - - 4,24 stark 90 374 unlösl. lösl. lösl. 5,09 - - - - 80 374 lösl. lösl. lösl. 3,92 - - - - 75 374 lösl. lösl. lösl. 5,53 9,58 - - 4,23 70 374 lösl. lösl. lösl. 5,24 9,88 5,07 - 4,36 60 374 lösl. lösl. lösl. 6,01 9,99 5,13 - 4,37 50 349 lösl. lösl. lösl. 5,98 9,73 5,21 - 4,35 25 333 lösl. lösl. lösl. 5,11 - 5,21 - 4,37 0 330 lösl. lösl. lösl. 6,02 - 5,47 4,72 4,37 *) gemessen an 1 g Substanz in 100 ml Dichloressigsäure bei 20° b) Verspinnung Eine Lösung von 10 Gewichtsteilen eines zu 90 ß optisch reinen (-)-4-Methyl-azetidinon-polymerisates der relativen Viskosität 5,09 (gemessen an einer Lösung aus 0,1 g Polymeren in 10 ml Dichloressigsäure bei 20°C) in 90 Gewichtsteilen 98 %iger Ameisensäure wird durch eine Gold/Platindüse der Lochzahl 60 und des Lochdurchmessers 70 /u in ein 10 % Kochsalz enthaltendes wäßriges Fällbad versponnen. Die Spinnlösung hat eine Viskosität von 62 Kugelfallsekunden (Fallstrecke 20 cm, 20°C, Stahlkugeln # 2,5 mm). Die Fällimmersionsstrecke ist 140 cm lang.Table 1 Properties of polymers made from levorotatory and racemic 4-methyl-azetidinone Optical m.p. solubility in Purity (° C) conc. H2SO4 HCOOH Cl2C-COOH # rel. *) X-ray lattice distances # (%) 100 382 insol. swells sol. 4.2 9.81 - - 4.24 strong 90 374 insol. soluble soluble 5.09 - - - - 80 374 sol. Sol. Sol. 3.92 - - - - 75 374 sol. Sol. Sol. 5.53 9.58 - - 4.23 70 374 sol. Sol. Sol. 5.24 9.88 5.07 - 4.36 60 374 sol. Sol. Sol. 6.01 9.99 5.13 - 4.37 50 349 sol. Sol. Sol. 5.98 9.73 5.21 - 4.35 25 333 sol. Sol. Sol. 5.11 - 5.21 - 4.37 0 330 sol. Sol. Sol. 6.02 - 5.47 4.72 4.37 *) measured on 1 g of substance in 100 ml of dichloroacetic acid at 20 ° b) spinning A solution of 10 parts by weight of 90 ß optically pure (-) - 4-methyl-azetidinone polymer with a relative viscosity of 5.09 (measured on a solution from 0.1 g of polymer in 10 ml of dichloroacetic acid at 20 ° C) in 90 parts by weight of 98% formic acid is spun through a gold / platinum nozzle with 60 holes and 70 / u in an aqueous precipitation bath containing 10% sodium chloride. The spinning solution has a viscosity of 62 falling ball seconds (falling distance 20 cm, 20 ° C., steel balls # 2.5 mm). The precipitation immersion stretch is 140 cm long.

Die Spinnlösung wird aus einen Autoklaven mit einem Stickstoffdruck von 0,7 atn. über Spinnpumpe und Spinnbogen zur Düse gefördert. Das aus der Düse austretende Fadenbündel wird mit einer Geschwindigkeit von 4,0 m/min durch das Fällbad geführt und über Walzentrios abgezogen. Anschließend wird der Faden in einen 110 cm langen Wasserbad gewaschen und mit 12 m/min aus dem Waschbad abgezogen. Der salzfreie Faden wird dann mit 15 m/min über 25000 heiße Blockheizer gezogen und nach Präparation aufgespult. Ein so versponnener Faden besitzt eine Reißfestigkeit von 3,0 g/den, 20,2 % Bruchdehnung.The spinning solution is drawn from an autoclave under nitrogen pressure of 0.7 atn. conveyed to the nozzle via spinning pump and spinning bow. That from the nozzle emerging thread bundle is at a speed of 4.0 m / min through the precipitation bath guided and deducted via Walzentrios. Then the thread is put into a 110 cm long water bath and withdrawn from the washing bath at 12 m / min. The salt-free The thread is then pulled over 25,000 hot block heaters at 15 m / min and after preparation wound up. A thread spun in this way has a tensile strength of 3.0 g / den, 20.2% elongation at break.

Ein unter gleichen Bedingungen ersponnener Faden aus einem racemischen Poly-4-methyl-azetidinon hat eine Reißfestigkeit von lediglich 2,4 g/den und eine Bruchdehnung. von nur 14,8%. Aufgrund der guten Temperaturbeständigkeit eignen sich die Fäden des qtisch aktiven Polymeren besonders zur Herstellung von textilen Materialien, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind.A thread spun under the same conditions from a racemic Poly-4-methyl-azetidinone has a tear strength of only 2.4 g / den and one Elongation at break. of only 14.8%. Due to their good temperature resistance, they are suitable the threads of the q table active polymer especially for the production of textile materials, exposed to high temperatures.

Beispiel 2: Man löst 25 g (+)-cis-3,4-Dimethyl-azetidinon #D20 = 7,14° (2,59 % in Methanol) in 100 ml Dimethylsulfoxyd. Die Lösung versetzt man unter Kühlung bei 16°C mit 0,5 g Pyrrolidon-Kalium. Der Ansatz erstarrt innerhalb von 0 Minuten zu einen Gel, das nach 3 Stunden mit Wasser zermahlen wird. Nach Absaugen und Trocknen crhält Inan 24 g Polymerisat. Man verrührt 5 g desselben mit 95 ml 98 zeiger Salpetersäure. Nach ca. 30 Minuten gießt man die homogene Lösung auf Glasplatten zu Filmen aus, die man im Vakuum bei 20°C trocknet. Durch Einlegen in Wasser lösen sich klare, farblose, zähe Folien von der Glasplatte, die in Ameisensäure und konz. Schwefelsäure unlöslich sind. Die relatIve Viskosität einer 1 %igen Lösung des Polymerisates in 98 %iger Salpetersäure beträgt nach einer Lösezeit von 48 Minuten 87. Sie nimmt beim Stehen langsam ab (siehe obere Abbaukurve in Fig. 3). Weitere Lösungsmittel, aus denen das optisch aktive Polymere verarbeitet werden kann, sind Antimontrichlorid sowie eine äquimolare Mischung aus Bortrifluorid und Ameisensäure.Example 2: 25 g of (+) - cis-3,4-dimethyl-azetidinone # D20 = 7.14 ° are dissolved (2.59% in methanol) in 100 ml of dimethyl sulfoxide. The solution is added while cooling at 16 ° C with 0.5 g of pyrrolidone potassium. The approach solidifies within 0 minutes into a gel that is ground with water after 3 hours. After vacuuming and drying Inan contains 24 g of polymer. 5 g of the same are stirred with 95 ml 98 pointer nitric acid. After about 30 minutes, the homogeneous solution is poured onto glass plates into films that are dried in vacuo at 20 ° C. Dissolve by soaking in water clear, colorless, tough films from the glass plate, which in formic acid and conc. Sulfuric acid are insoluble. The relative viscosity of a 1% solution of the polymer in 98% nitric acid is 87 after a dissolution time of 48 minutes. It takes slowly when standing (see upper degradation curve in Fig. 3). Other solvents from which the optically active polymer can be processed are antimony trichloride and an equimolar mixture of boron trifluoride and formic acid.

Polymerisiert man in gleicher Weise das racemische cis-3,4-Dimethyl-azetidinon, so erhält man ein Polymeres, das die gleichen Gitterabstände besitzt wie das optisch aktive Polymere. Es löst sich jedoch im Gegensatz zu diesen in konz. Schwefelsäure. Tabelle 2 zeigt einen Vergleich der Eigenschaften des optisch aktiven und des racemischen Produktes. Dessen Lösung in 98 %iger Salpetersäure ist niederviskoser und wird rasch abgebaut, so daß daraus unter vergleichbaren Bedingungen keine brauchbare Folien erhalten werden.If the racemic cis-3,4-dimethyl-azetidinone is polymerized in the same way, in this way a polymer is obtained which has the same lattice spacing as the optical one active polymers. However, in contrast to these, it dissolves in conc. Sulfuric acid. Table 2 shows a comparison of the properties of the optically active and the racemic Product. Its solution in 98% nitric acid has a lower viscosity and becomes quick degraded, so that no usable foils from it under comparable conditions can be obtained.

Aus Fig. 3 geht der zeitliche Viskositätsablall der Lösungen von 1 g optisch aktivem (obere Kurve) bzw. 1 g racemischem (untere Kurve) Polymerisat in 100 ml 98 %iger Salpetersäure bei Raumtemperatur hervor.FIG. 3 shows the decrease in viscosity of the solutions from 1 over time g optically active (upper curve) or 1 g racemic (lower curve) polymer in 100 ml of 98% nitric acid at room temperature.

Tabelle 2 Optischer Löslichkeit in Rön-tgen-Gitterab- Reinheit konz. H2SO4 konz HNO3 #spec. stände C o I ~~~~~ ~~~~~~~~~ FA unlösl. lösl. 94,0 6,22 4,46 O lösl. lösl. 3,7 6,23 4,46 Beispiel 3: 12 ml (-)-trans-3,4-Dimethyl-azetidinon #D21 = -74,7° (3,0 % in Wasser) läßt man zu einer Suspension von 0,25 g Pyrrqlidon-Kalium in 50 nl Dimethylsulfoxyd unter Kühlung bei 20°C rasch zulaufen. Nach 3 Stunden wird die gelartige Reaktionsmasse mit Wasser zermahlen, abgesaugt und getrocknet. In erhält 12 g Polymerisat.Table 2 Optical solubility in X-ray grating Purity conc. H2SO4 conc HNO3 #spec. stands C o I ~~~~~ ~~~~~~~~~ FA insoluble sol. 94.0 6.22 4.46 O sol. Sol. 3.7 6.23 4.46 Example 3: 12 ml (-) - trans-3,4-dimethyl-azetidinone # D21 = -74.7 ° (3.0% in water) are added to a suspension of 0.25 g pyrrqlidone-potassium in 50 nl Dimethyl sulfoxide run in rapidly with cooling at 20 ° C. After 3 hours, the gel-like reaction mass is ground with water, filtered off with suction and dried. In receives 12 g of polymer.

Eine 5 %ige Lösung des Polymeren in Trifluoressigsäure dreht die Schwingungsebene polarisierten Lichtes.A 5% solution of the polymer in trifluoroacetic acid rotates the plane of vibration polarized light.

Die Lösung wird auf einer Glasplatte zu Filmen vergossen, die man im Vakuum bei 30°C trocknet. Mach Einlegen in Wasser lösen sich farblose, klare, zähe Folien von der Glasplatte. Im Gegensatz zu den Filmen des racemischen Polymeren werden diese Folien von konz.The solution is poured onto a glass plate to form films, which one dried in vacuo at 30 ° C. When soaked in water, colorless, clear, tough foils from the glass plate. In contrast to the films of the racemic polymer are these foils from conc.

Schwefelsäure und Ameisensäure nicht gelöst. In Tabelle 3 sind einige Eigenschaften des optisch aktiven und racemischen Polymeren zusammengestellt.Sulfuric acid and formic acid not dissolved. In Table 3 are some Properties of the optically active and racemic polymer compiled.

Das optisch aktive Polymere zersetzt sich bei Temperaturen um 460°C allmählich zu gasförmigen Produkten, ohne zu schmelzen oder sich zu verfärben. Es ist daher besonders geeignet als Hitzeschild oder Wärmedämm-Material bei Düsenaggregaten und in der Raumfahrt, sowie zur Herstellung hitzebeständiger Textilien.The optically active polymer decomposes at temperatures around 460 ° C gradually to gaseous products without melting or discoloring. It is therefore particularly suitable as a heat shield or thermal insulation material for nozzle units and in space travel, as well as for the production of heat-resistant textiles.

Tabelle 3 Optische Löslichkeit in Reinheit konz. HCOOH konz. HNO3 Fp. (°C) (%) H2SO4 100 unlösl. unlösl. lösl. > 460 O lösl. lösl. lösl. 349 Beispiel 4: 20 g optisch aktives (+)-4-Methyl-4-n-propyl-azetidin-2-on *) werden zusammen mit 0,00448 g Oxalyl-bis-pyrrolidon in 120 ml Dimethylsulfoxyd gelöst. Dann werden unter vermindertem Druck 40 ml Dimethylsulfoxyd zur Entfernung von Feuchtigkeit abdestilliert. Bei einer Temperatur von 20°C gibt man 0,6 Pyrrolidon-Kalium zu. Die einsetzende Polymerisation ist nur schwach exotherm. Man hält die Temperatur während 4 Stunden bei 20°C. Anschließend fällt man das Pol,:lere, indem man dic. hocllviskose, klare Lösung in Wasser eingießt. Das Polymere wird ge waschen und getrocknet. Man erhält 16,4 g eines Polymeren mit der relativen Viskosität von 5,2 (gemessen an der Lösung von 1 g Polymeren in 100 ml konz. Schwefelsäure bei 20°G), welches weitgehend amorph ist und sich in Methanol und Chloroform löst. Der Erweichungsbereich des amorphen Materials ist sehr breit, etwa 160 - 20000; das Produkt kann bei höheren Temperaturen zu optisch aktiven Glas-Körpern verpreßt oder aus Lösung oder aus der Schmelze zu klaren Folien oder Fäden verarbeitet werden. Die optische Aktivität wurde an der Lösung von 2,6 g Polymeren in 100 ml Methanol bei 25°C bestimmt: #D25 = + 18,85.Table 3 Optical solubility in Purity conc. HCOOH conc. HNO3 melting point (° C) (%) H2SO4 100 insoluble insoluble sol.> 460 O sol. Sol. Sol. 349 Example 4: 20 g of optically active (+) - 4-methyl-4-n-propyl-azetidin-2-one *) are dissolved together with 0.00448 g of oxalyl-bis-pyrrolidone in 120 ml of dimethyl sulfoxide. Then 40 ml of dimethyl sulfoxide are distilled off under reduced pressure to remove moisture. At a temperature of 20 ° C., 0.6 pyrrolidone potassium is added. The onset of polymerization is only slightly exothermic. The temperature is kept at 20.degree. C. for 4 hours. Then one falls the pole,: lere, by one dic. Poured highly viscous, clear solution into water. The polymer is washed and dried. 16.4 g of a polymer with a relative viscosity of 5.2 (measured on a solution of 1 g of polymer in 100 ml of concentrated sulfuric acid at 20 ° C.), which is largely amorphous and dissolves in methanol and chloroform, are obtained. The softening range of the amorphous material is very broad, about 160 - 20,000; the product can be pressed at higher temperatures to form optically active glass bodies or processed from solution or from the melt into clear films or threads. The optical activity was determined on the solution of 2.6 g of polymer in 100 ml of methanol at 25 ° C.: # D25 = + 18.85.

*) Drehwert des Monomeren #D24 = + 11,1° (2,6% in Methanol)*) Rotation value of the monomer # D24 = + 11.1 ° (2.6% in methanol)

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Optisch ak-tive Poly-ß-amide mit Chiralitätszentren in der Hauptkette, mit wiederkehrenden Einheiten der Formel 1 in der R und R" Wasserstoff oder einen Alkyl-, Alkenyl- oder Aryl-Rest und R' einen Alkyl-, Alkenyl- oder Aryl-Rest bedeuten, wobei R' und R" gemeinsam auch Bestandteile eines cycloaliphatischen, gegebenenfalls ungesättigten Ringes sein können, alle Kohlenwasserstoff-Reste zusammen nicht mehr als 10 Kohlenstoffatome aufweisen und n einen Wert 2;wischen 300 und 50 000 bevorzugt 300 - 10 000 besitzt.Claims: 1. Optically active poly-ß-amides with centers of chirality in the main chain, with recurring units of the formula 1 in which R and R "denote hydrogen or an alkyl, alkenyl or aryl radical and R 'denotes an alkyl, alkenyl or aryl radical, where R' and R" together can also be components of a cycloaliphatic, optionally unsaturated ring , all hydrocarbon radicals together do not have more than 10 carbon atoms and n has a value of 2, between 300 and 50,000, preferably 300-10,000. 2. Verfahren zur Herstellung optisch aktiver Poly-B-amide mit Chiralitätszentren in der Hauptkette, dadurch gekennzeichnet, daß man nach an sich bekannten Verfahren B-Lactame der allgemeinen Formel II in der R und R" entweder Wasserstoff oder einen Alkyl-, Alkenyl-oder Aryl-Rest und R' einen Alkyl-, Alkenyl- oder Aryl-Rest bedeuten, wobei R' und R" gemeinsam auch Bestandteile eines cycloaliphatischen, gegebenenfalls ungesättigten Ringes sein können und alle Kohlenwasserstoff-Reste zusammen nicht mehr als 10 C-Atome aufweisen, polymerisiert.2. A process for the preparation of optically active poly-B-amides with centers of chirality in the main chain, characterized in that B-lactams of the general formula II in which R and R "denote either hydrogen or an alkyl, alkenyl or aryl radical and R 'denotes an alkyl, alkenyl or aryl radical, where R' and R" together are also components of a cycloaliphatic, optionally unsaturated ring can and all hydrocarbon radicals together do not have more than 10 carbon atoms, polymerized. 3. Vergrendung optisch aktiver Poly-ß-anide mit wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel I mit Chiralitätszentren in der Hauptkette zur Herstellung von Folien, Fäden oder Formkörpern mit höheren Schmelzpunkten und geringeren Lö slichke iten, wobei die Fäden außerdem noch höhere Reißfestigkeiten und Bruchdehnung zeigen, gegenüber solchen aus optisch inaktivem Material.3. Obscuration of optically active poly-ß-anides with recurring units of the general formula I with centers of chirality in the main chain for production of foils, threads or moldings with higher melting points and lower Lö assets, with the Threads also have even higher tear strengths and elongation at break, compared to those made of optically inactive material. 4. Verwendung von Mischungen optisch aktiver Poly-ß-amide mit optisch inaktiven Formen zur Herstellung von Folien, Fäden oder Formkörpern mit höheren Schmelzpunkten und geringeren Löslichkeiten, wobei die Fäden außerdem noch höhere Reißfestigkeiten und Bruchdehnung zeigen, gegenüber solchen aus optisch inaktivem Material allein.4. Use of mixtures of optically active poly-ß-amides with optically inactive molds for the production of foils, threads or moldings with higher Melting points and lower solubilities, with the threads also being even higher Tear strengths and elongation at break show, compared to those from optically inactive Material alone.
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WO2007025141A3 (en) * 2005-08-26 2007-09-13 Wisconsin Alumni Res Found Poly-beta-peptides from functionalized beta-lactam monomers and antibacterial compositions containing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007025141A3 (en) * 2005-08-26 2007-09-13 Wisconsin Alumni Res Found Poly-beta-peptides from functionalized beta-lactam monomers and antibacterial compositions containing same
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