DE1914059A1 - UV-Absorber - Google Patents
UV-AbsorberInfo
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Description
19140^9
LEVERKU S EN-B*yerwerk 18. März 1969
Patent-Abteilung My/bU
UV-Absorber
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel
R1 C-(OCH0CH0) OH
tt C. C. Ti.
worin R einen gegebenenfalls durch Halogen-, Alkyl-, Hydroxy- oder Alkoxyreste substituierten Phenylrest
darstellt, R1 für Wasserstoff, einen Alkyl-, Aralkyl-
oder Arylrest steht, R" CN oder den Rest COOR"1 bedeutet,
wobei R"1 für einen Alkyl-, Aralkyl- oder
Arylrest steht und η die Zahlen 4-20 darstellt, sowie deren Herstellung und Verwendung zum Schützen organischer
Materialien gegen UV-Strahlung.
Die Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- oder Alkoxyreste können dabei weitersubstituiert sein.
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Geeignete Reste R sind beispielsweise Chlorphenyl, Bromphenyl, Methylphenyl, Dimethylphenyl, Äthylphenyl,
Butylphenyl, Hydroxyphenyl, Methoxyphenyl, A'thoxyphenyl, Butoxyphenyl.
Geeignete Reste1 sind beispielsweise neben Wasserstoff
Alkylreste mit 1-12 C-Atomen bevorzugt solche mit 1-4 C-Atomen wie CH,, C3H1-, C^Hg, weiterhin
Benzyl, Phenyläthyl sowie die Reste R.
Geeignete Reste R" sind neben CN beispielsweise COOCH-,,
COOC2H5, COOC^Hq, COO(CH2CH2O)nH wobei η = 4 - 20,
COOR wobei R die oben angegebene Bedeutung besitzt, COOCH2C6H5, COOCH
6H5, COOCH2CH2C6H5
Bevorzugte Verbindungen der Formel (I) sind solche, in
denen Rf für Wasserstoff steht und R" CN oder eine
Carbalkoxygruppe mit 1-4 C-Atomen in der Alkoxygruppe
bedeutet.
Die neuen Verbindungen der Formel (I) können nach an sich bekannten Verfahren herstellt werden, beispielsweise
durch Umesterung von Verbindungen der allgemeinen Formel
R /R"
R χ/ NiOOR1
wobei R, R1 und R" die oben angegebene Bedeutung
haben und R1 für einen Alkyl-, Aralkyl- oder Aryl-
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rest steht, J
mit bevorzugt äquimolaren Mengen von Polyäthylenglykolen
der Formel H(OCH2CH2)nOH, wobei η für die Zahlen 4-20
steht, bevorzugt in Gegenwart üblicher Veresterungskatalysatoren wie beispielsweise Tetrabutyltitanat oder
Kaliumcarbonat, bei Temperaturen von etwa 50 bis 1500 C,
Die niedrig siedenden Alkohole, wie z.B. Methanol und Äthanol, destillieren dabei ab und das Umesterungsprodukt
verbleibt als Rückstand.
Verbindungen der Formel (II) sind beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1.103*136 beschrieben.
Geeignete Ausgangsverbindungen (II) sind beispielsweise
a-Cyano-, a-Cyano-2-methoxy-, a-Cyano-2-äthoxy-, a-Cyano-4-hydroxy-,
a-Cyano-Jknethoxy-, a-Cyano-4-äthoxy-,
a-Cyano-4-phenoxy-, a-Cyano-4-benzy loxy- oc-Cyano -4 (2-hydroxyäthoxy)-,
a-Cyano^-chlor^-hydroxy-, oc-Cyano-2-chlor-4-methoxy-,
α-Cyano-2-chlor-4-äth9xy-, a-Cyano-3-ChIOr-1J-AJdTOXy-,
et-Cyano-^-chlor^-methoxy-, a-Cyano-3,5-di-chlor-4-hydroxy-,
α-Cyano-3-brom-4-hydroxy-,
a-Cyano-^-hydroxy-S-methyl-, a-Cyano-4-hydroxy-3-methyl-,
a-Cyano-^-methoxy^-methyl-, α-Cyano-2-äthoxy-3-methyl-,
a-Cyano^-methoiiy-^-iBethyl-, a-Cyano-ß-methy 1 -2-methoxy-,
a-Cyano-ß-met^syl^-äthoxy-, a-Cyano-ß-methyl-4-hydroxy-,
a-Cyano-ß-methyl-4-methoxy-, a-Cyano-ß-methyl-4-phenoxy-,
a-Cyano-ß-iitethyl^-ehlor^-methQxy-, a-Cyano-ß-methyl- "
4-hydro3^-2-metHyl-, a-Cyano-ß-äthyl-4-hydroxy-, a-Cyanoß-äthyl-4-äthO3£y-,
a-Cyano-ß-äthyl-4-isobutoxy-, a-Cyanoß-n-propyl-4-hydro3qr-,
a-Cyano-ß-n-propyl-4-propoxy-zimtsäuremethylester
sowie die entsprechenden Äthyl-, Propyl- oder Butylester, 2-liethoxy-, 4-Methoxy-, 2-Äthoxy-,
4-Äthoxy-phenyl-methylenmalonsäuredimethylester sowie die
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entsprechenden -diäthyl-, -dipropyl- oder -dibutylester.
Geeignete Polyäthylenglykole sind beispielsweise Tetraäthylenglykol,
Hexaäthylenglykol, Octaäthylenglykol oder H(OCH2CH2)200H.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich hervorragend zum Schützen organischer Materialien gegen ^
UV-Strahlung.
Von den in der Deutschen Patentschrift 1103.136 beschriebenen
Verbindungen unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Verbindungen vorteilhaft dadurch, daß
sie zusätzlich zu der sehr guten UV-Absorptionswirkung ausgezeichnet in Wasser löslich bzw. dispergierbar sind.
Dadurch eignen sich diese Substanzen insbesondere für die Applikation aus wäßrigen Flotten, beispielsweise
für den UV-Schutz von Papier und Baumwolle. Gegenüber den als wasserlösliche UV-Schutzmittel bekannten sulfonsäuregruppenhaltigen
2-Hydroxybenzophenonen bieten die erfindungsgemäßen Verbindungen den Vorteil, daß die
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zu schützenden Materialien, wie z.B. Papier oder andere Celluloseprodukte, nicht angegriffen und nicht
verfärbt werden.
Die erfindunsgemäßen Verbindungen sind insbesondere
geeignet zum Schützen von Naturstoffen, wie Baumwolle, Holzy Papier oder deren Umwandlungsprodukten,
wie Celluloseestern oder Nitrocellulose, beispielsweise in Form von Filmen, Fäden oder Fasern, gegen
die UV-Strahlung. Sie eignen sich jedoch auch zum Schutz von Kunststoffen wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Polystyrol, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Alkydharzen, Polyamiden, Polyäthylen,
Polypropylen, Polyestern und Polyurethanen gegen UV-Strahlung.
Die Applikation der erfindunsgemäßen Verbindungen erfolgt in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch
mechanische Einarbeitung in die zu schützenden Materialien. Eine bevorzugte Anwendungsform ist die aus wäßriger
Suspension, gegebenenfalls unter Zusatz von Emulgatoren oder aus Lösungen in Gemischen von Wasser und organischen
Lösungsmitteln, beispielsweise Wasser/Alkohol oder Wasser/Dioxan. Die Dispersionen oder Lösungen,
deren Konzentration bevorzugt bei etwa 1-10 Gewichtsprozent liegt, jedoch auch bis etwa 20 Gewichtsprozent
betragen kann, werden dabei in üblicher Weise auf die Materialien wie Formkörper, Folien oder Gewebe aufgebracht,
die anschließend getrocknet werden.
Die mit den erfindunsgemäßen Verbindungen ausgerüsteten Materialien sind für UV-Licht weitgehend undurchlässig
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und gewährleisten somit einen hervorragenden Schutz, z.B. damit verpackter, lichtempfindlicher Stoffe
wie Lebensmittel.
Mit Erfolg können die erfindunsgemäßen Verbindungen
auch als kosmetische UV-Schutzmittel, beispielsweise in Sonnenschutzcrems, -ölen, -sprays, Verwendung
finden.
Geeignete Verbindungen der Formel (I) sind beispielsweise:
a-Cyano-4-me thoxy-ζ imtsäure-1etraäthyien-gXyfeoI—mono ester,
a-Cyano-ß-methyl-4-äthoxy-ziratsäTijre-octaäthylenglykol-monoester,
a-Cyano-4-metbyX-zJLmfcsä"Turepolyäthylenglykol(n=20)-monoester,
a-Cyano-ß-isetnyl-4-methoxy-zimtsäure-tetraäthylenglykol-ffionoester,
a-Cyano^-chlor-^-äthoxy-zimtsäure-oetaätJhorlenglykolmonoester,
a-Carbomethoxy^-methoxy-zirafcsäure-Iiexaäthylenglykol-monoester,
a-Carboäthoxy-%-nethoxy-zimtsäure-polyäthylenglykol
(n==20) -monoester, m-Garbomethoxyzimtsäure-octaäthylenglykol,
a-Carboät!io^--S-eetl3yl-4-methoxy-tetraäthylenglykol.
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0 0 9 8 A 0 / 2 2 8 2
Beispiel 1 τ
a) Eine Mischung von 273 g a-Cyano-ß-methyl-p-methoxyzimtsäure-n-butylester,
1000 g Polyäthylenglykol (mittl. Molgewicht 1000) und 4 g Tetra-n-butyltitanat
wurde 2 Stunden bei 20 Torr auf l40° C gehalten. Als Reaktionsprodukt wurde eine weiche
Substanz mit einer Jod-Farbzahl (j50$ig in Toluol) von 40 - 50 und einem UV-Absorptionsmaximum in
Methanol von 321 nm (£=10200) erhalten.
b) 231 g a-Cyano-ß-methyl-p-methoxy-zimtsäuremethylester,
400 g Polyäthylenglykol (mittl. Molgewicht 400) und 4 g Tetra-n-butyl-titanat wurden 1,5 Stunden bei
Torr auf 145° C erhitzt. Das erhaltene zähflüssige öl besitzt eine Jod-Farbzahl ^(30 $ig in Toluol) von
30 - 40 und ein UV-Absorptionsmaximum in Methanol bei 320 nm (£ = 11000).
c) 139 g Methoxyphenylmethylenmalonsäurediäthylester,
200 g Polyäthylenglykol (durchschnittliches Molgewicht 400) und 5 g Kaliumcarbonat wurden bei 60° C
und 10 Torr 2,5 Stunden gerührt, wobei 23 g Äthanol
abdestillierten. Nach dem Absaugen vom Katalysator wurden 3I6 g eines Öles mit einer Jod-Farbzahl
(30 #ig ii. Toluol von 10) und UV-Maximum bei 3II nm
{6 = 24 000) erhalten.
Transparentpapier wurde in 1 #ige wäßrige Lösungen der
in der folgenden Tabelle angegebenen UV-Absorber getaucht, zwischen Glasstäben abgequetscht, getrocknet,
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% ' 1914050
kalandert und 100 Stunden im Xenontestgerät belichtet.
Die Beständigkeit des UV-Absorbers wurde dabei folgendermaßen getestet: Die UV-Absorber-haltige Papierprobe wird
auf ein Papier gelegt, das einen optischen Aufheller enthält. So lange der UV-Absorber intakt ist, erscheint
das untere Papier beim Belichten mit UV-Licht dunkel, sobald jedoch der UV-Absorber zerstört ist, beginnt das
untere Papier zu fluoreszieren.
UV-Absorber
Aussehen des Papiers vor nach Belichtung
Beständigkeit des UV-Absorbers
1. ohne
2. cc-Cyano-ß-methyl-pmethoxy-zimtsäuredodeca-äthylenglykolmonoester
3. a-Cyano-p-äthoxyzimtsäure-octaäthylenglykol-monoester
4. 2-Hydroxy-4-methoxybenzo-phenon-5-sulfonsäure
5. 2,2f-Dihydroxy-4,4'-dimethoxy-benzophenon-5-sulfonsaures
Natrium
weiß
weiß
weiß
weiß
weiß
weiß
gelblich hellgelb
gut
gut
weniger gut
hellgelb bräunlich weniger gut
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19U05
Pergaminpapier wurde wie in Beispiel 2 behandelt und anschließend 100 Stunden dem Tageslicht ausgesetzt. Dabei
wurden folgende Ergebnisse erhalten: (die Beständigkeit wurde nach dem Verfahren des Beispiels 2 geprüft).
UV-Absorber Aussehen des Papiers Beständigkeit
vor nach des UV-Ab-■ Belichtung sorbers
1. ohne weiß weiß
2. a-Cyano-ß-methyl-pmethoxy-zlmtsäurehexa-äthylenglykol-
monoester weiß weiß gut
3. a-Cyano-p-methoxy-zimtsäure-octa-äthylengly-
kol-monoester weiß weiß gut
4. 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon-5-sul-
fonsäure gelblich gelblich fleckige, ge
ringe UV-Absorption
5. 2,2?-Dihydroxy-4,4!-
dimethoxy-benzophenon-5-sulfonsaures
dimethoxy-benzophenon-5-sulfonsaures
Natrium hellgelb hellgelb fleckige, ge
ringe UV-Absorption
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Claims (5)
1.) Verbindungen der Formel
/ Λ
R' C-(OCH2CH2)n-0H
worin R einen gegebenenfalls durch Halogen-, Alkyl-, Hydroxy- oder Alkoxyreste substituierten Phenylrest
darstellt, R1 für Wasserstoff, einen Alkyl-, Aralkyl
oder Arylrest steht, R" CN oder den Rest COOR'" bedeutet, wobei R'" für einen Alkyl-, Aralkyl-
oder Arylrest steht und η die Zahlen 4-20 darstellt,
2.) Verwendung der Verbindungen des Anspruchs 1 zum Schützen organischer Materialien gegen UV-Strahlung.
j5.) Mit den Verbindungen des Anspruchs 1 gegen UV-Strahlung
geschützte organische Materialien.
4.) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel
R' C-(OCH2CH2)n-0H
t r%
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19H050
worin R einen gegebenenfalls durch Halogen-, Alkyl-, Hydroxy- oder Alkoxyreste substituierten Phenylrest
darstellt, R1 für Wasserstoff, einen Alkyl-, Aralkyl
oder Arylrest steht, R" CN oder den Rest COOR'" bedeutet, wobei R1" für einen Alkyl-, Aralkyl-
oder Arylrest steht und η die Zahlen 4-20 darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man Ester der Formel
V/"
C-C
Rf COR1
it -ΙΟ
it -ΙΟ
worin R, R* und R" die oben angegebene Bedeutung besitzen und R1 für einen Alkyl-, Aralkyl- oder
Arylrest steht, gegebenenfalls in Gegenwart von Umesterungskatalysatoren, mit Polyäthylenglykolen
der Formel H(OCH2CHg)n OH, worin η die Zahlen
4-20 bedeutet,
erhitzt.
erhitzt.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Temperaturen von etwa 50 bis 150 C erhitzt.
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