DE1954937C3 - m-AHy loxybenzoesäureally tester und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
m-AHy loxybenzoesäureally tester und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
Arbeiten in heterogener Phase wird das Reaktions-
R gemisch vorzugsweise gerührt, um eine gleichmäßige
! 35 Dispersion zu erhalten.
CHj = C-CH2O R' Die Reaktionstemperaturen liegen zwischen Raum-
\_ ι temperatur und 200°C, vorzugsweise zwischen 50 und
/ \ rnoPH _ r - ph 1500C. Die Reaktionszeit beträgt 1 bis 48 Stunden,
\ ! ~ * gewöhnlich etwa 4 bis 24 Stunden. Zur Abkürzung
40 der Reaktionszeit ist der Zusatz einer geringen Menge
in der R und R'jeweils Wasserstoffatome oder Methyl- einer Jodverbindung, vorzugsweise eines Alkalimetallgruppen
bedeuten. jodids, zweckmäßig.
Diese Ester sind Derivate der m-Hydroxybenzoe- Das Reaktionsgemisch wird aufgearbeitet, indem
säure, die zwei endständig ungesättigte Doppelbin- man das Lösungsmittel, das bei der Umsetzung gebildungen
im Molekül aufweisen. Infolge der hohen 45 dete Salz, Übeischuß Hjr Base und des nichtumge-Reaktionsfähigkeit
der beiden ungesättigten Gruppen setzten Allylhalogenids oder 2-Methylallylhalogenids
können die Ester leicht der Polymerisation oder der entfernt, z. B. durch Destillation oder Filtration, an-Copolymt'risation
mit anderen Allyl- oder Vinyl- schließend nicht umgesetzte m-Hydroxybenzoesäure Monomeren unterworfen werden. oder sauer reagierende Zwischenprodukte durch
Da die beiden ungesättigten Gruppierungen, d. h. 50 Behandlung mit Alkali abtrennt und schließlich den
die Allylgruppe in Form der Esterbindung und die Allyloxybenzoesäureallylester destilliert. Die Produkte
Allylgruppe in Form der Ätherbindung, unterschied- sind farblose oder gelbe Flüssigkeiten mit folgenden
liehe P.eaktionsfähigkeit zeigen, kann man die Ver- physikalischen Eigenschaften:
biindungen verhältnismäßig leicht unter Ausnutzung
biindungen verhältnismäßig leicht unter Ausnutzung
einer der ungesättigten Bindungen polymerisieren und 55 m Allvloxvbenzoesäuredas
erhaltene Polymerisat unter Ausnutzung der an- Slvlester 137 bis 14ΓΟ5 5 Torr
deren Doppelbindung vernetzen. Man kann auch eine m ?2 Methvii-ailvloxv'"
fraktionelle Gruppe einführen, indem man die andere ESS >^ ■>ZhJ"
ungesättigte Gruppierung ausnutzt, und ein hoch- JSSS 155 bis 158°C/5 Torr
molekulares Polymer mit verbesserten oder modifi- 60 a"y|ester 155 bis 15« C/5 lorr
zierten Eigenschaften bildet.
Insbesondere können die neuen Allyloxybenzoe- Die neuen Allyloxybenzoesäureallylester können
säureallylester als Vernetzungsmittel in Kombination verhältnismäßig billig hergestellt werden, da die
mit anderen hochmolekularen ungesättigten Verbin- Ausgangsverbindungen, nämlich m-Hydroxybenzocdungen
verwendet werden. 65 säure und Allyl- oder 2-MethylaIlylchlorid, groß-
Bei den Verbindungen der Erfindung handelt es technische Produkte sind.
sich um m-Allyloxybenzoesäureallylester und m-(2-Me- Teile und Prozentangaben in den Beispielen beziehen
thyl)-allyloxybenzoesäure-2-methallylester. sich auf das Gewicht.
276 Teile m-Hydroxybenzoesäure, 692 Teile Kaliumcarbonat,
6 Teile Pyridin und 6 Teile Kaliumjodid werden in 1000 Teilen Dimethylformamid gleichmäßig
dispergiert. Die Dispersion wird auf 600C
erwärmt und innerhalb 30 Minuten tropfenweise mit 383 Teilen Allylchlorid versetzt. Nach beendeter Zugabe
wird das Reaktionsgemisch auf 900C erwärmt. Danach wird die Temperatur des Reaktionsgemisches
innerhalb 30 Minuten auf 1100C erhöht, und das
Reaktionsgemisch wird bei dieser Temperatur 16 Stunden gerührt. Danach ist die Reaktion beendet. Das
Reaktionsgemisch wird abgekühlt und von überschüssigem Kaliumcarbonat ,und gebildetem Kaliumchlorid
abfiltriert. Das Filtrat wird destilliert, um nicht umgesetztes Allylchlorid und Dimethylformamid zu
entfernen. Der Rückstand wird mit 1000 Teilen Benzol verdünnt und mit 1000 Teilen 5°/„iger Natronlauge
extrahiert, um nicht umgesetzte Hydroxybenzoesäure und Zwischenprodukte abzutrennen. Die Benzollösung
wird eingedampft und der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert. Es werden 400 Teile
eines Destillats vom Siedepunkt 137 bis 141°C/5,5 Torr erhalten. Das Destillat ist eine hellgelbe Flüssigkeit,
die mehr als 99,5 °/0 m-Allyloxybenzoesäureallylester
enthält. Die Ausbeute, bezogen auf m-Hydroxybenzoesäure, beträgt 91°/0 der Theorie.
690 Teile m-Hydroxybenzossäure, 1325 Teile Natriumcarbonat
und 15 Teile Natriumjodid werden in 3000 Teile Aceton eingetragen und verrührt. Das
Gemisch wird unter Rückfluß gekocht und innerhalb 60 Minuten mit 1130 Teilen 2-Methylallylchlorid versetzt.
Die Umsetzung wird weitere 23 Stunden unter Rückflußkochen und Rühren fortgesetzt. Nach dem
Abkühlen wird das Reaktionsgemisch von anorganischen Salzen abfiltriert und das Filtrat eingedampft.
Der Rückstand wird sofort unter vermindertem Druck destilliert. Man erhält 1220 Teile einer
Fraktion vom Siedepunkt 155 bis 158° C/5 Torr. Diese
Fraktion ist eine niedrigviskose, gelbliche Flüssigkeit, die mehr als 99% m-(2-Methyl)-allyloxybenzoesäure-2-methylallylester
enthält.
Es werden 90 Teile eines Diallylphthalatvorpolymerisats mit einem Molekulargewicht von etwa 10 000,
das bei einer Teilpolymerisierung von Diallylphthalat in herkömmlicher Weise gewonnen wurde, ferner
ίο 3 Teile tert.-Butylperbenzoat und 10 Teile 2-Methylallyi-m-(2-methyl)-aUyloxybenzoat
in 150 Teilen Aceton gelöst. Man erhält eine Harzlösung.
Ein Tuch aus Glasseide gemäß US. Armee-Norm 181-E wird mit dieser Harzlösung imprägniert. Anschließend
wird das Tuch bei 1000C 10 Minuten lang getrocknet. Man erhält ein 35 Gewichtsprozent Harz
enthaltendes imprägniertes Glastuch. Fünf derartige Glastücher werden aufeinandergelegt und unter einem
Druck von 20kg/cma bei 1500C 30 Minuten lang
ao gepreßt. Man erhält eine Verbundschicht, deren Biegefestigkeit
560 kg/cm2 beträgt.
90 Gewichtsteile Diallylphthalat werden zusammen »5 mit 10 Gewichtsteilen m-Allyloxybenzoesäureallylester
von Beispiel 1 und 0,1 Gewichtsteil Benzoylperoxid 80 Minuten lang auf 100°C erhitzt. Die Polymerisationsgeschwindigkeit
beträgt 28°/0. Anschließend setzt man eine große Menge Methanol zu der Reaktionsmischung
hinzu und trennt das gebildete Umsetzungsprodukt ab.
Vergleichsbeispiel
Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wird ohne den Ester von Beispiel 1 wiederholt. Die Polymerisationsgeschwindigkeit
beträgt nur 22%. Die Eigenschaften der betreffenden Produkte sind in der nachstehenden
Tabelle zusammengestellt. Außerdem enthält diese Tabelle Werte für die aus den betreffenden Um-Setzungsprodukten
durch Verpressen bei einem Druck von 15 kg/cm* und einer Temperatur von 1200C bei
einer Preßzeit von 5 Minuten erhaltenen Fertigprodukte.
Viskosität der Polymeren als 257oige Lösung
in Diallylphthalat
(cP)
Grenzviskosität
in 1,2-Dichloräthan
(cm'/g)
Bareolhärte
Biegefestigkeit (kg/mm·)
Diallylphthalat + Ester von Beispiel 1
Diallylphthalat ohne Esterzusatz
Diallylphthalat ohne Esterzusatz
288 381 0,314
0,116
0,116
60
59
59
11,4
11.4
11.4
Die vorstehenden Ergebnisse bestätigen, daß durch die Anwesenheit des erfindungsgemäßen Esters bei der
Vorpolymerisation trotz der höheren Polymerisationsgeschwindigkeit zunächst eine geringere Vernetzung
stattfindet, so daß die Viskosität an sich geringer ist. Bei dem eigentlichen Härtungsvorgang während des
Verpressens findet dann aber eine gute Vernetzung statt, so daß das Endprodukt von Beispiel 4 sich
bezüglich der Härte und Biegefestigkeit praktisch nicht von demjenigen des Vergleichsversuches unterscheidet.
Versucht man hingegen mit Diallylphthalat allein eine entsprechende Polymerisationsgeschwindigkeit zu
erreichen, so wird infolge der erhöhten Vernetzungstendenz eine Gelbildung beobachtet. Ein derartiges
Gelprodukt läßt sich nicht mehr unter Formgebung in z. B. einer Presse aushärten.
Gemäß Beispiel 4 wird m-(2-Methyl)-allyloxybenzoesäure-2-methallylester
an Stelle von m-Allyloxybenzoesäureallylester
einpolymerisiert. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Vorpolymerisats
und der durch Verpressen hergestellten Fertigprodukte sind im folgenden zusammengestellt.
Polymerisationsgeschwindigkeit 26 %
Viskosität 296 cP
Grenzviskosität ., 0,252 cm*/g
Barcolhärte 62
Biegefestigkeit 10,7 kg/mm2
Die Viskositätserniedrigung liegt etwas unterhalb des bei m-Allyloxybenzoesäureallylester erzielten Wertes.
Die durch Verpressen des Vorpolymerisats erhaltenen Fertigprodukte besitzen gute Oberflächenhärte,
jedoch sind sie etwas brüchiger und besitzen niedrigere Biegefestigkeit als die aus m-(2-Methyl)-allyloxybenzoesäure-2-methallylester
hergestellten Produkte.
Claims (2)
1. m-Allyloxybenzoesäureallylester der allge- als Salz in Gegenwart eines inerten flüssigen Vermeinen
Formel 5 dünnungsmittels mit einem Allyl- oder 2-Methylallylhalogenid oder einem Gemisch dieser Verbindungen
R bei Temperaturen von 50 bis 150° C und gegebenen-
j falls in Gegenwart einer geringen Menge eines Alkali-
CH iC-CH,O R' metalljodids als Katalysator umsetzt
\ ι ίο Für dieses Herstellungsverfahren müssen die Reak-
/ \_ rnnrH i_r„ tionsteilnehmer theoretisch in einer Menge von 2 Mol
\__. ■' <~υυι-Μί — L - LH2 AllyI. oder 2-Methylallylhalogenid je Mol m-Hydroxybenzoesäure
eingesetzt werden. Ferner sind 2 Grammin der R und R' jeweils Wasserstoffatome oder äquivalente der Base erforderlich. Man kann das
Methylgruppen bedeuten. 15 AUylhalogenid und die Base auch im Überschuß
2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen einsetzen, um die Ausbeute an Ester zu erhöhen,
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Als Lösungs- oder Verdünnungsmittel kann jedes
man in an sich bekannter Weise m-Hydroxy- polare oder unpolare Lösungsmittel verwendet werden,
benzoesäure in Gegenwart einer Base oder als sofern es gegenüber den Reaktionsteilnehmern und
Salz bei Temperaturen von 50 bis 1500C und 20 unter den Reaktionsbedingungen inert ist. Beispiele
gegebenenfalls in Gegenwart einer geringen Menge für bevorzugte Lösungsmittel sind Ketone, wie
eines Alkalimetalljodids als Katalysator mit einem Aceton, Methylethylketon und/oder Methylisobutyl-Allylhalogenid,
einem 2-Methylallylhalogenid oder keton, oder Alkylamide, wie Dimethylformamid, einem Gemisch dieser Verbindungen in Gegenwart Dimethylacetamid oder Hexamethylphosphoramid.
eines inerten flüssigen Verdünnungsmittels umsetzt. 25 Unter geeigneten Reaktionsbedingungen kann aucli
Wasser als Verdünnungsmittel verwendet werden. Beispiele für verwendbare Basen sind basisch
reagierende anorganische Verbindungen, wie Natriumoder Kaliumhydroxyd, -carbonat oder -bicarbonat,
30 od^r i ganische Basen, wie Triäthylamin oder Pyridin.
Die Erfindung betrifft m-AIIyloxybenzoesäureallyl- Die Umsetzung wird vorzugsweise bei Atmosphärenester
der allgemeinen Formel druck oder etwas erhöhtem Druck durchgeführt. Beim
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