DE1907403C - Asymmetrische Diaryloxalamide und de-. ren Verwendung als Stabilisierungsmittel für Kunststoffe - Google Patents

Asymmetrische Diaryloxalamide und de-. ren Verwendung als Stabilisierungsmittel für Kunststoffe

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DE1907403C
DE1907403C DE1907403C DE 1907403 C DE1907403 C DE 1907403C DE 1907403 C DE1907403 C DE 1907403C
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DE
Germany
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nhcoconh
diaryloxalamides
plastics
alcohol
asymmetric
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English (en)
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Kurt Münchenstein Hofer (Schweiz); Bürdet, Evelyne, Mulhouse (Frankreich); Moesch, Rudolf, Dr., Stein; Schilli, Alfred, Reinach; (Schweiz)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sandoz AG
Original Assignee
Sandoz AG
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Description

Es ist aus der belgischen Patentschrift 693 605 bekannt, daß gewisse asymmetrische Diaryloxalamide als UV-Absorber für Kunststoffe verwendet werden können. Die bekannten Verbindungen dieser Klasse sind jedoch entweder in den Kunststoffen, insbesondere den Polyolefinen, relativ schlecht löslich, oder dann enthalten sie einen oder mehrere höhermolekulare organophile Reste, deren Kohlenwasserstoffrest mehr als 8 Kohlenstoffatome enthält, welche die Wirksamkeit der Diaryloxalamicie herabsetzen.
io Es hat sich nun gezeigt, daß man durch Verwendung bestimmter Ausgangsmaterialien für die Herstellung von asymmetrischem Diaryloxalamiden zu Verbindungen gelangt, die auch ohne die Anwesenheit höhermolekularer, mehr als 8 Kohlenstoffatome im Kohlenwasserstoffrest enthaltender organophiler, die Wirkung herabsetzender Reste in ihrem Molekül, eine gute Löslichkeit in Kunststoffen, insbesondere in Polyolefinen, aufweisen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue Diaryloxalamide der allgemeinen Formel I
<oV-HN — CO — CO—
OCJi2n+1
worin R, Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder einen niedrigmolekularen AIkoxyrest bedeutet, einer der beiden Reste R2 und R3 Wasserstoff, der andere Wasserstoff oder eine niedrigmolekulare Alkylgruppe ist, m eine der Zahlen 1 bis 8 und π eine der Zahlen 1 bis 4 bedeutet.
Die neuen Verbindungen werden erhalten, indem man auf 1 Mol Oxalsäure oder 1 Mol eines funktioneilen Derivates derselben gleichzeitig oder nacheinander 1 Mol einer Verbindung der allgemeinen Formel II
25
30
II
35
und I Mol einer Verbindung der allgemeinen Formel III
40
45
worin die Reste R1, R2 und R1 sowie η wie oben definiert sind und χ O oder eine ganze Zahl von 1 bis 8 bedeutet, so einwirken läßt, daß eine möglichst vollständige Amidierung der Oxalsäure bzw. der funk- tionellen Derivate derselben erfolgt, und daß man das so erhaltene Produkt, falls darin phenolische Hydroxylgruppen enthalten sind, mit Alkylicrungsmit-IeIn, welche den Rest — CmH2m+I enthalten, alkylicrl. CnH2,
Die so erhaltenen Verbindungen sind sehr stabil gegen Hitzeeinwirkung und vereinigen in sich die Eigenschaft, UV-Strahlen optimal zu absorbieren und in Polyolefinen leicht löslich zu sein.
Die nachfolgenden Beispiele 1 und 2 erläutern an zwei konkreten Fällen, wie die Diaryloxalamide der Formel I hergestellt werden können, worin die Temperaturen in Celsiusgraden und die Mengen in Gewichtsteilen angegeben sind.
In der den Beispielen I und 2 folgenden Tabelle sind eine ganze Reihe von Verbindungen aufgeführt, die nach der in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Methode hergestellt werden können. Die nach dieser Methode hergestellten Produkte können in roher oder gereinigter Form in Kunststoffe eingearbeitet werden. Die solche Hilfsmittel in Mengen von 0,1 bis 0,5% ihres Gewichtes enthaltenden Kunststoffe sind gegen Hitze und insbesondere gegen UV-Strahlen geschützt. Polyäthylenpreßplatten, weiche solche Stabilisatoren in einer Menge von 0,1 bis 0,5% enthalten, sind klar und gegen die schädigende Wirkung der UV-Strahlen geschützt.
In den Beispielen A bis D ist angegeben, auf welche Weise die erwähnten Stabilisatoren eingesetzt werden können. In dieser Tabelle ist E = molarer Extinktionskoeffizient. Dieser wurde mit Licht von der Wellenlänge / an einer alkoholischen Lösung des Oxalamids gemessen, λ ist gleichzeitig die am stärksten absorbierte Wellenlänge in ηΐμ.
Die Löslichkeit der Oxalamide im Alkohol (Äthylalkohol) und Benzin (Kp. lOO bis 120 , Di 0.727) wurde bei 20 bis 22 in Milligramm pro Liter bestimmt. Die neuen Verbindungen besitzen im Vergleich zu den bekannten Diaryloxalamiden eine höhere Löslichkeil in Alkohol und Benzin
Beispiel I Herstellung von o-Athoxy-o'-äthyl-oxalsäure-bis-anilid
OC1Hj
II. (OiV-NHCOCOOCjH, + H1N
OC1H, C2H,
NHCOCOOC1H,
OQH,
♦ (QO ^NHCOCONHC O
OC2H, C2H,
I 907 403
I, o-Phenetidin und Qxalsiiuredjiithylester werden im Molverhältnis I; 2 vorgelegt. Als Katalysator gibt tmm pro Mol AmIn etwa 3 bis 4 ml BFj-Atherat zu und erhitzt unter Rühren auf I3Q°C (Badtemperatur). Nach kurzer Zeit tritt Lösung ein. Mit beginnendem JMhanolrUckfluß wird das Gemisch zur Entfernung Ues Äthanols unter Vakuum (etwa 200 mm Hg) gesetzt und noch Vf1 Stunden bei gleicher Temperatur weiter gerührt. Die so erhaltene dunkelbraune Lösung wird noch etwa IO Minuten mit Enträrbungskohle bei gleicher Temperatur weiter gerührt und darauf unter Zusatz eines Filterhilfsmittels abgenutscht.
Anschließend destilliert man den überschüssigen Oxalsäurediäthylester unter vermindertem Druck ab.
Beim Erkalten kristallisiert das so erhaltene Esterumid vollständig aus. F. 65 bis 7ΓC, Ausbeute: 85 bis 90%.
Durch Umkristallisation aus Alkohol erhält man das farblose, reine Produkt vom F. 76 bis 77°C.
Für den Umsatz mit weiteren Aminen kann jedoch das Rohprodukt verwendet werden.
II. Das oben hergestellte Esteramid und 2-Athyl- »nilin werden in molaren Mengen, unter Zusatz von wenig BF?-Atherat 4 Stunden auf 170°C (Badtemperatur) erhitzt. Der entstehende Alkohol wird während der Reaktion unter vermindertem Druck (200 mm Hg) entfernt. Nach beendeter Fraktion gießt man den erhaltenen dunklen Brei in eine Schale und läßt erkalten, wobei eine harte Masse entsteht, die zuerst zerkleinert und anschließend in einer Reibschak mit Alkohol feinverrieben, abgenutscht und mit Alkohol nachgewaschen wird.
Das so erhaltene Rohprodukt °chmilzt bei 121 bis 13TC. Durch Umkrisiallisation aus Benzol gelangt man zum reinen, farblosen o-Älhyiaxy-o'-iünyl-axnlsiiurc-bis-anilid. Fp. 119 Ws 121"C, Ausbeute: etwa 65%.
Beispiel 2
Durch Verwendung von o-Aminophenol an Stelle von o-Pbenetidin im Beispiel I erhält man die Verbindung
NHCOCONH
OH
C2H5
I Mo! dieser Verbindung wird zusammen mit 25 Mol Aceton, 1,5 Mol Kaliumcarbonat'und 1,2 Mol n-Hexy!hromid 60 Stunden unter Rühren auf 55° C erwärmt. Anschließend destilliert man das Aceton im ίο Vakuum ab, wäscht den Rückstand mehrmals mit Wasser und kristallisiert aus Alkohol um. Man erhält die Verbindung
/—\
( O V- NHLOCONH -/ O
^r
OC6H13
C2H5
in etwa 90%iger Ausbeute als weiße Kristalle vom Schmelzpunkt 71 bis 72°C. Das Absorptionsmaximum einer alkoholischen Lösung liegt bei 300 bis 310 ηΐμ, der Extinktionskoeffizient beträgt 13 700. Bei 20° C sind in Alkohol etwa 16,5 g/l und in Benzin etwa 23 g/i löslich.
Konstitution CH3 KX 153 300 E Löslich
Alkohol
keil in
Benzin
ζρ^ NHCOCONH ( Γ
CH3
152 bis 145 300 13400 1900 2 100
OCH3 ' Γ\ \
\~O/ NHCOCONH < \
QH5
143 bis 135 300 14 200 1 700 1 250
OCH3 (ö>
<O> NHCOCONH ' P
QH,
132 bis 135 302 14 700 3900 5000
OQH5 (3V-CH3
\2> NHCOCONH , έπ· 133 bis 15500 24GO 2400
OQH, CH1 138 302
Ψ
ζ~0^> NHCOCONH CH1 137 bis 15600 2 240 2300
OC1H,
I 907 403,
KonJlitulion'
F. "C
Löslichkeit in Alkohol Benzin
CH,
NHCOCONH< O C2H5
OC2H5
OC2H3
/c?> NHCOCONH
OC2H5
OCH,
/ON NHCOCONH
OCH, <f OJ> NHCOCONH OC6H13
C1Hj
I C2H5
C2H5
C>> NHCOCONH
O—n-C4H, C2H5
CgHn \~O/ NHCOCONH
OCH, 1-C4H9
C2H5
O y NHCOCONH
OC2H5
1-C4H*
\Oy NHCOCONH OC2H5
NHCOCONH Ö—n-C4H,,
NHCOCONH
CH,
C4H, CH,
CH3
CH,
117 bis 118
100 bis 104
118 bis 119
71 bis 72
70 bis 72
«03 bis 104
126 bis 128
120 bis 122
113 bis 114
83 bis 84
305
400
4 100
4 500
320
9600
6000
6 400
320
300
300
400
370
13000
3 900
16 500
16000
1 350
23 000
21 000
305
100
7 100
16 400
305
900
7 450
13000
310
700
16000
30 500
30'
13000
3 300
5 200
300
700
I 800
10000
Fortsetzung
Konstitution C1H5 P .C 99 A UMlic«
Alkohol
keil in
e*ftiln
<2> NHCOCONH <0> 98 bis 300 12900 7400 18000
0—i-CjH,, r
C1H5
88
<fcT) NHCOCONH \ y 87 bis 300 12 700 10 300 14 300
0—1-C3H1 C2H5 79
<fo) NHCOCONH <«>
C2H5
78 bis 302 13 400 13 700 23 000
O—n-C3H7 75
. <^C?> NHCOCONH
OC8H17
74< bis 300 13 500 3 700 12 700
Anwendungsbeispiele
A. Polyäthylen wird in einem geeigneten Mischer bei 1500C mit 0,2% seines Gewichtes der Verbindung
NHCOCONH
OCH3 C2H5
gemischt und darauf zu Platten von 0.25 mm Dicke gepreßt.
B. Polypropylen wird auf übliche Weise bei 1800C mit 0,1 Gewichtsprozent der Verbindung
CH3O -<O>- NHCOCONH
45
OCH1
C2H5
gemischt und zu Platten von 0,3 mm Dicke gepreßt. Nach 200 Stunden Belichtung im Fadeometer sind diese Platten noch unverändert, während eine entsprechende Platte ohne Zusatz Haarrisse aufweist und brüchig ist. Eine ausgezeichnete Stabilisiening des Polypropylens wird erhalten, wenn neben 0,2% des obigen Oxalainids 0,5% Dilaurylthiodipropionat
55 C12H25OOC-C2H4-S-C2H4-COOC12H25
zugesetzt werden. Besonders wirksam als Costabilisatoren sind Nickelsalze oder -komplexe, z. B. Nickelstearat; ferner auch sterisch gehinderte Phenole, wie z. B. 2,6-Di-tert.-butyl-4-metihyl-phenol.
C. 0,5% der Verbindung
— NHCOCONH
OC2H5
CMi5
wuden bei 18O0C in Polyvinylchlorid eingearbeitet. Daraus durch Pressen hergestellte Platten zeigen nach 2000 Stunden Belichtung im Xenotest keine Veränderung. Durch Messung der UV-Absorption in unbelichteten und belichteten Proben kann festgestellt werden, daß die Konzentration des UV-Absorbers noch praktisch unverändert ist.
D. Einem handelsüblichen Nitrolack setzt man 3% der Verbindung
NHCOCONH
OC6H13
C2H5
zu. Tannenholz, welches mit diesem Lack gestrichen wurde, dunkelt am Licht auch nach längerer Zeit nicht nach, im Gegensatz zu Mustern, welche obigen Zusatz nicht enthalten. E. Polyäthylen wird mit 0,3% der Verbindung
IC4H9
O >— NHCOCONH
OC2H5
0.4% der Verbindung
CH3
t-QR,
und 0.2% Tri-nonylphenyl-phosphit bei 180 C vermischt und zu 0.2 mm dicken Platten vcrprcßl. Diese erweisen sich als gegen Licht. Wärme und Oxydation sehr gut geschützt.
109 648 λ'Ι
1Q9?

Claims (1)

Patentansprüche: 1. Diaryloxalamide der allgemeinen forme) »ι — CO —CO-NH 10 C11H 11Hj „+, worin R, Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder einen niedrigmolekularen Alkoxyrest bedeutet, einer der beiden Reste R1 und R1 Wasserstoff, der andere Wasserstoff oder eine rtiedrigmolekukre Alkylgfuppe ist, m eine der Zahlen I bis 8 und η eine der Zahlen 1 bis 4 bedeutet.
1. Verwendung der Diaryloxalamide gemäß Anspruch 1 als Stabilisierungsmittel in Kunststoffen, insbeson' dere in Polyolefinen.
1 Q??

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