DE19545757A1 - 4,4'-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkylphenylisocyanate) - Google Patents
4,4'-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkylphenylisocyanate)Info
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Description
Die Erfindung beinhaltet die neuen 4,4′-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkyl
phenylisocyanate) der allg. Formel
worin R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können und eine (C₁-C₄)-Alkylgruppe
bedeuten und R₃ für Wasserstoff oder ein Halogenatom steht und die zentrale
Phenylenfunktion in 1,3- oder 1,4-Stellung substituiert ist.
Bestandteil der Erfindung ist im weiteren ein Verfahren zur Herstellung der neuen
Verbindungen sowie deren Verwendung in der Polyurethanherstellung bzw. Polyurethan-/
Polyharnstoffherstellung. Im folgenden werden die Polyurethane mit Harnstoffanteil auch als
Polyurethane bezeichnet.
Als klassische Isocyanate in der Polyurethanherstellung gelten das TDI
(Toluylendiisocyanat) und das MDI (Methylenbisanilindiisocyanat) (vgl. Ullmanns
Encyklopädie der techn. Chemie, 4. Auflage, Bd. 19, S. 301ff.).
Obwohl TDI und MDI zum Aufbau der meisten Polyurethantypen wie Schäume,
Elastomeren, Gießharze etc. eingesetzt wird, beinhaltet deren Anwendung gewisse
Nachteile.
So ist die Toxizität dieser aromatischen Isocyanate recht hoch und verlangt dementsprechend
erhebliche Maßnahmen für den sicheren Umgang mit diesen Verbindungen.
Auch ist die erreichbare Flexibilität von auf TDI oder MDI basierenden Polyurethanen,
insbesondere von Typen für den RIM-Sektor, stark limitiert. Sie läßt sich lediglich durch
Modifikation der Polyolkomponente teilweise kompensieren.
Die mit MDI und TDI erreichbaren Topfzeiten sind außerdem relativ kurz, so daß
entsprechend wenig Zeit für die Verarbeitung des Polyurethans zur Verfügung steht.
Folglich ist auch die noch verarbeitbare Bauteilgröße, insbesondere beim RIM-Prozeß
erheblich limitiert.
Es bestand daher die Aufgabe Isocyanate zu entwickeln, die die genannten Nachteile nicht
beinhalten.
Die Aufgabe konnte gelöst werden mit den neuen 4,4′-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkyl
phenylisocyanaten) gemäß Patentanspruch 1.
Diese Verbindungen führen, bei geringer Toxizität, zu ausgezeichneten physikalischen Eigen
schaftsprofilen des Polyurethans. Insbesondere zeichnen sich Polyurethane, die auf dem
erfindungsgemäßen Diisocyanaten beruhen, durch sehr gute Flexibilität, hohe Alterungsbe
ständigkeit und hohe chemische Belastbarkeit aus.
Die Topfzeiten können zudem auf ein solches Maß verlängert werden, daß eine vernünftige
Verarbeitungszeit durchwegs möglich wird.
Als (C₁-C₄) Alkylgruppe für R₁ und R₂ wird zweckmäßig eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-,
i-Propyl-, n-Butyl-, sek.-Butyl-, i-Butyl- oder t-Butylgruppe eingesetzt. In dem Fall, wo R₁
und R₂ unterschiedliche Bedeutung haben, können die genannten Alkylgruppen beliebig
variiert werden. Bevorzugte Kombinationen für R₁ ungleich R₂ sind Methyl und Ethyl oder
Methyl und i-Propyl.
Bei gleicher Bedeutung von R₁ und R₂ sind grundsätzlich alle der genannten Alkylgruppen
einsetzbar, bevorzugt ist R₁ und R₂ Methyl, Ethyl oder i-Propyl.
R₃ in der Bedeutung von Halogen kann für Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen. Bevorzugtes
Halogen ist Chlor.
Grundsätzlich kann R₃ in der Bedeutung von Halogen alle der genannten Kombinationen mit
R₁ und R₂ eingehen. Bevorzugte Kombination ist dann R₃ Chlor mit R₁ und R₂ gleich Ethyl.
Besonders bevorzugte Verbindungen sind:
- - 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2-ethyl-6-methyl-phenylisocyanat-)
- - 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2,6-diethylphenylisocyanat)
- - 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2-isopropyl-6-methyl-phenylisocy-anat)
- - 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2,6-diisopropyl-phenylisocyanat)-
- - 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(3-chlor-2,6-diethyl-phenylisocya-nat)
- - 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2,6-diethyl-phenylisocyanat)
- - 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2-isopropyl-6-methyl-phenylisocy-anat)
- - 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2,6-diisopropyl-phenylisocyanat)-
- - 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2-ethyl-6-methyl-phenylisocyanat-)
- - 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(3-chlor-2,6-diethyl-phenylisocya-nat)
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Isocyanate kann auf bekannte Weise analog der
Vorschrift von H. Eckert et al., Angew. Chem. 1987, 99, 922 erfolgen. Entsprechend wird ein
Phenylendiisopropylbisanilin der allg. Formel
worin R₁, R₂ und R₃ die genannte Bedeutung haben, in Gegenwart einer nucleophilen
Verbindung mit Phosgen oder einer Phosgenersatzverbindung umgesetzt.
Vorzugsweise wird die Umsetzung mit der Phosgenersatzverbindung Triphosgen durchge
führt, das als Feststoff weitgehend stabil ist und im Gegensatz zum Phosgen ohne die
üblichen Sicherheitsvorkehrungen eingesetzt werden kann.
Als nucleophile Verbindung findet zweckmäßig ein tert. Amin wie z. B. Pyridin oder ein
Tri-(C₁-C₄)-alkylamin Anwendung.
Bevorzugt wird ein Tri-(C₁-C₄)-alkylamin wie z. B. Triethylamin eingesetzt.
Es ist allerdings auch möglich als nucleophile Verbindung anstelle eines tert. Amins das
Phenylendiisopropylbisanilin im Überschuß einzusetzen.
Die Reaktionsbedingungen entsprechen den in H. Eckert et al. loc. cit. beschriebenen.
Das resultierende Isocyanat der allg. Formel I kann auf fachmännisch übliche Weise, z. B.
durch Extraktion aus dem Reaktionsgemisch, mit guten Ausbeuten von über 90% isoliert
werden.
9,66 g 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2-ethyl-6-methylanilin) (22,5 mmol) und 4,56 g
Triethylamin (45,1 mmol) in 70 ml Toluol wurden bei -5 bis 0°C mit 4,48 g Triphosgen (15, 1
mmol) in 20 ml Toluol versetzt. Die erhaltene Suspension wurde auf 70°C erwärmt und 1
Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Man ließ abkühlen, filtrierte vom Unlöslichen ab und
destillierte vom Filtrat das Lösungsmittel ab. Der Rückstand wurde mit Hexan extrahiert.
Man erhielt 10,13 g 4,4′-(Penylen-1,3-diisopropyl)-bis(2-ethyl-6-methyl-phenylisocyanat)- als
glasigen, gelblich gefärbten Eindampfrückstand (Ausbeute 93,7%)
KBr (Film): 2281, 5 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,15 t, 6H, J = 7,4 Hz; | |
1,59 s, 12H; | |
2,26 s, 6H; | |
2,59 q, 4H, J = 7,4 Hz; | |
6,84 s, 4H; | |
7,04 m, 3H; | |
7,17 m, 1H. |
Analog zu Beispiel 1 wurden folgende weiteren Verbindungen hergestellt:
IR (KBr): 2276,3 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1.16 t. 12J. K = 7.5 Hz; | |
1.60 s, 12H; | |
2,61 q, 8H, J = 7,5 Hz; | |
6,85 s, 4H; | |
7,04 m, 3H; | |
7,17 m, 1H. |
IR (Film): 2279,5 cm-¹
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,15 d, 12H, J = 6,9 Hz; | |
1,60 s, 12H; | |
2,27 s, 6H; | |
3,17 sept, 2H, J = 6,9 Hz; | |
6,84 d, 2H, J = 2,0 Hz; | |
6,91 d, 2H, J = 2,0 Hz; | |
7,03 m, 3H; | |
7,17 m, 1H. |
IR (Film): 2285,4 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,17 d, 24H, J = 6,8 Hz; | |
1,60 s, 12H; | |
3,16 sept, 4H, J = 6,8 Hz; | |
6,92 s, 4H; | |
6,97 t, 1H, J = 1,9 Hz; | |
7,03 q, 2H, J = 1,9 Hz, J′ = 7,7 Hz; | |
7,16 d, 1H, J = 7,5 Hz. |
IR (KBr): 2277,9 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,17 d, 12H, J = 7,6 Hz; | |
1,64 s, 12H; | |
2,62 q, 8H, J = 7,5 Hz; | |
6,90 s, 4H; | |
7,10 s, 4H. |
IR (KBr): 2278,7 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,17 d, 12H, J = 6,9 Hz; | |
1,63 s, 12H; | |
2,28 s, 6H; | |
3,18 sept, 2H, J = 6,8 Hz; | |
6,87 d, 2H, J = 2,1 Hz; | |
6,95 d, 2H, J = 2,3 Hz; | |
7,09 s, 4H. |
IR (KBr): 2289,1 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,18 d, 24H, J = 6,9 Hz; | |
1,64 s, 12H; | |
3,17 sept, 4H, J = 6,9 Hz; | |
6,96 s, 4H; | |
7,09 s, 4H. |
IR (KBr): 2286,3 cm-1
¹H-NMR: (CDCl₃, 400 MHz) in ppm: | |
1,17 t, 6H, J = 7,6 Hz; | |
1,63 s, 12H; | |
2,27 s, 6H; | |
2,61 q, 4H, J = 7,6 Hz; | |
6,89 d, 4H; | |
7,09 s, 4H. |
Claims (15)
1. 4,4′-(Phenylen-diisopropyl)-bis(2,6-dialkylphenylisocyanate) der allg. Formel
worin R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können und eine (C₁-C₄)-Alkylgruppe
bedeuten, R₃ Wasserstoff oder ein Halogenatom bedeutet und die zentrale
Phenylenfunktion in 1,3 oder 1,4-Stellung substituiert ist.
2. 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2-ethyl-6-methyl-phenylisocyanat-).
3. 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2,6-diethylphenylisocyanat).
4. 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2-isopropyl-6-methyl-phenylisocy-anat).
5. 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(2,6-diisopropyl-phenylisocyanat)-.
6. 4,4′-(Phenylen-1,3-diisopropyl)-bis(3-chlor-2,6-diethyl-phenylisocya-nat).
7. 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2,6-diethylphenylisocyanat).
8. 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2-isopropyl-6-methyl-phenylisocy-anat).
9. 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2,6-diisopropyl-phenylisocyanat)-.
10. 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(2-ethyl-6-methyl-phenylisocyanat-).
11. 4,4′-(Phenylen-1,4-diisopropyl)-bis(3-chlor-2,6-diethyl-phenylisocya-nat).
12. Verfahren zur Herstellung von 4,4′-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkylphenyl
isocyanaten) der allgemeinen Formel I gemäß Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Phenylendiisopropylbisanilin der allgemeinen Formel
worin R₁, R₂ und R₃ die genannte Bedeutung haben, in Gegenwart einer nucleophilen
Verbindung mit Phosgen oder einer Phosgenersatzverbindung umgesetzt wird.
13. Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit
der Phosgenersatzverbindung Triphosgen durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Patentanspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als
nucleophile Verbindung ein tert. Amin oder das entsprechende Phenylendiisopropyl
bisanilin der allgemeinen Formel II verwendet wird.
15. Verwendung der 4,4′-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkylphenylisocyanate) gemäß
einem der Patentansprüche 1 bis 11 in der Herstellung von Polyurethanen und von
Polyurethan/Polyurethanharnstoffen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH372194A CH688861A5 (de) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 4,4'-(Phenylendiisopropyl)-bis(2,6-dialkylphenylisocyanate). |
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DE19545757A1 true DE19545757A1 (de) | 1996-06-13 |
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EP1020435A1 (de) * | 1997-01-16 | 2000-07-19 | Nippon Kasei Chemical Company Limited | Aliphatische triisocyanatverbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und aus diesen verbindungen hergestellte polyurethanresine |
US6720403B1 (en) | 2002-11-01 | 2004-04-13 | E.I. Dupont De Nemours And Co. | Polyurethaneurea and spandex comprising same |
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1995
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EP1020435A4 (de) * | 1997-01-16 | 2000-12-13 | Nippon Kasei Chemical Company | Aliphatische triisocyanatverbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und aus diesen verbindungen hergestellte polyurethanresine |
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