DE19648028A1 - Verfahren zur Herstellung von Initiatoren für die anionisch initiierte Polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden Monomeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Initiatoren für die anionisch initiierte Polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden MonomerenInfo
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Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
anionischen Polymerisationsinitiatoren der allgemeinen Formel
(I),
mit
m = eine ganze Zahl von 1 bis 6,
n = eine ganze Zahl von 1 bis 1500,
R¹ = Rest eines m-funktionellen carbokationischen Initiators,
R² =
m = eine ganze Zahl von 1 bis 6,
n = eine ganze Zahl von 1 bis 1500,
R¹ = Rest eines m-funktionellen carbokationischen Initiators,
R² =
Naphthyl oder Phenanthryl,
R³, R⁴ = unabhängig voneinander
R³, R⁴ = unabhängig voneinander
R⁵, R⁶ = -CH₃,
R⁷ = -CH₃ oder -C(CH₃)₃,
R⁷ = -CH₃ oder -C(CH₃)₃,
R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹ = unabhängig voneinander C₁- bis C₅-Alkyl
oder -C₆H₅ (Phenyl).
Im wesentlichen handelt es sich bei den Verbindungen (I) um Homo
polymerisate des Isobutens. Homopolymerisate des Isobutens weisen
eine Reihe attraktiver Eigenschaften auf. Sie sind hydrophob
sowie stabil gegenüber thermischen und oxidativen Einflüssen, sie
erweisen sich als chemisch relativ inert (hydrolysieren
beispielsweise nicht) und verfügen über Tieftemperaturelastizität
(sie weisen eine niedrige Glasübergangstemperatur auf).
Es ist daher z. B. wünschenswert, die Eigenschaften von Homopoly
merisaten des Isobutens mit den Eigenschaften von Homopolymerisa
ten anderer wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe auf
weisender Monomeren durch geeignete Copolymerisation des Isobu
tens mit solchen Monomeren kombinieren zu können.
Von Nachteil bezüglich dieser Zielvorstellung ist jedoch die Tat
sache, daß Isobuten im wesentlichen lediglich carbokationisch
initiiert polymerisierbar ist (kurz: carbokationische Polymeri
sation), während die überwiegende Mehrzahl der übrigen wenigstens
eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden Monomeren im
wesentlichen nur nach von der carbokationischen Polymerisation
verschiedenen Polymerisationsmechanismen polymerisiert werden
kann (z. B. durch anionisch initiierte Polymerisation, kurz: anio
nische Polymerisation). Das heißt, Copolymerisate des Isobutens
sind im wesentlichen nur dadurch erhältlich, daß man zunächst das
Isobuten durch carbokationisch initiierte Polymerisation
polymerisiert und anschließend unter Zusatz von weiteren, wenig
stens eine ethylenisch ungesättigte Gruppierung aufweisenden
Monomeren das Kettenwachstum unter Wechsel des Polymerisationsme
chanismus fortsetzt. Als Starter für die lebende carbokationische
Polymerisation des Isobutens werden in der Regel aus Initiator
(nachfolgend carbokationischer Initiator genannt) und Coinitiator
bestehende Initiatorsysteme verwendet, wobei der Coinitiator die
Ausbildung des Carbokations fördert. Geeignete carbokationische
Initiatoren sind u. a. Verbindungen, die wenigstens ein tertiäres
C-Atom aufweisen, das einen Substituenten wie z. B. -Cl, -Br, -J,
-OH, -OCH₃ oder -O-CO₂-CH₃ aufweist, und somit das Potential zur
Ausbildung eines Carbokations in sich tragen. Wenn der carbokat
ionische Initiator an mehreren Stellen zur Ausbildung eines
Carbokations befähigt ist, handelt es sich um einen multifunktio
nellen carbokationischen Initiator (z. B. ein Initiator der zwei
solche tertiäre C-Atome aufweist = difunktionell).
Multifunktionelle carbokationische Initiatoren eignen sich
beispielsweise zur Herstellung von Polyisobutenmolekülen, in
denen vom carbokationischen Initiatorrest eine der Funktionalität
des carbokationischen Initiators entsprechende Anzahl an Polyiso
butenblöcken radial wegweist. Als Beispiel für einen monofunktio
nellen carbokationischen Initiator sei 2-Chlor-2,4,4-trimethyl
pentan genannt. 1,3,5-Tris(2-chlor-2-propyl)benzol sei beispiel
haft für einen trifunktionellen carbokationischen Initiator
genannt. Die Coinitiatoren sind normalerweise Lewis-Säuren wie
TiCl₄ oder BCl₃. Häufig erweist sich für den Verlauf der lebenden
carbokationischen Polymerisation die Mitverwendung einer Lewis-
Base wie N,N-Dimethylacetamid als vorteilhaft, um die Ladungs
dichte der die Polymerisation tragenden Carbokationen zu verrin
gern.
Üblicherweise wird die lebende carbokationische Polymerisation
von Isobuten unter Inertgas (z. B. Stickstoffatmosphäre) und in
Lösung durchgeführt, wofür Lösungsmittel wie n-Hexan, Methylen
chlorid, Chloroform oder deren Gemische geeignet sind.
Als Ergebnis der Fortsetzung einer carbokationischen Polymeri
sation von Isobuten mit anderen, wenigstens eine ethylenisch
ungesättigte Gruppierung aufweisenden Monomeren unter Wechsel des
Polymerisationsmechanismus werden insbesondere dann Blockcopoly
merisate erhalten, wenn der Wechsel des Polymerisationsmechanis
mus zur anionischen Polymerisation hin erfolgt. Solche Block
copolymerisate besitzen ein breites Anwendungsfeld, wie es z. B.
in der älteren Patentanmeldung DE-A 19 610 350 beschrieben ist
(z. B. als amphiphile Tenside). Dies gilt vor allem dann, wenn die
Blockcopolymerisate in guter Reinheit erhältlich sind und z. B. im
wesentlichen kein Homopolymerisat mehr enthalten. Letzteres ist
dann der Fall, wenn ausgehend von durch lebende carbokationische
Polymerisation von Isobuten erhältlichem carbokationisch termi
niertem Polyisobuten (PIB) Blockübertragungskoeffizienten f von
nahezu 1 erreicht werden (f ist definiert als Mn ex/Mn th, wobei Mn ex
das experimentell ermittelte zahlenmittlere Molekulargewicht des
resultierenden Blockcopolymerisats ist und Mn th das zahlenmittlere
Molekulargewicht des resultierenden Blockcopolymerisats ist, das
von carbokationisch terminiertem PIB ausgehend, bei idealer
Blockübertragung zu erwarten ist).
Die ältere Anmeldung DE-A 19 610 350 verwirklicht den Wechsel von
der lebenden carbokationischen Polymerisation des Isobutens hin
zu einer anionisch initiierten Polymerisation mit hoher Block
übertragungseffizienz dadurch, daß sie das carbokationisch termi
nierte PIB durch Zusatz einer Verbindung der allgemeinen Formel
(II)
mit
R² =
R² =
Naphthyl oder Phenanthryl,
R³, R⁴ = unabhängig voneinander
R³, R⁴ = unabhängig voneinander
R⁵, R⁶ = -CH₃,
R⁷ = -CH₃ oder -C(CH₃)₃,
funktionalisiert, anschließend durch Zusatz eines Alkohols oder Thiols mit nachfolgender Ammoniakzugabe abbricht und danach die dabei entstandene Ether- oder Thioetherverbindung mit einem Alka limetall und/oder Erdalkalimetall zu einem anionischen Polyme risationsinitiator der allgemeinen Formel (I) metalliert.
R⁷ = -CH₃ oder -C(CH₃)₃,
funktionalisiert, anschließend durch Zusatz eines Alkohols oder Thiols mit nachfolgender Ammoniakzugabe abbricht und danach die dabei entstandene Ether- oder Thioetherverbindung mit einem Alka limetall und/oder Erdalkalimetall zu einem anionischen Polyme risationsinitiator der allgemeinen Formel (I) metalliert.
Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß die Ether- bzw.
Thioetherverbindungen hydrolyseempfindlich sind, was ihre Bevor
ratung erschwert. D.h., die Initiatorherstellung muß im wesentli
chen frisch erfolgen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein
günstigeres Verfahren zur Herstellung von anionischen Polymerisa
tionsinitiatoren der allgemeinen Formel (I) zur Verfügung zu
stellen.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von anionischen
Polymerisationsinitiatoren der allgemeinen Formel (I) gefunden,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Verbindung der
allgemeinen Formel (III)
in einem Lösungsmittel, welches das Strukturelement
enthält, mit einem Alkalimetall und/oder Erdalkalimetall
metalliert und anschließend gegebenenfalls mit einem M⊕ ent
haltenden Salz umfällt.
Bekannt war (z. B. aus Transactions Far. Soc. 61, 150 (1965)), daß
1,1-Diphenylethylen mittels n-Butyllithium quantitativ metallier
bar ist und sich das dabei resultierende 1,1-Diphenyl-n-hexyl-Li
thium als anionischer Polymerisationsinitiator für die anionische
Polymerisation von Methylmethacrylat eignet.
Bekannt war aber auch (z. B. aus Macromol. Symp. 107, 189 (1996)),
daß bereits 3,3,5,5-Tetramethyl-1,1-diphenylhexen weder mittels
n-Butyllithium noch mittels Methyllithium einer quantitativen
Metallierung zugänglich ist.
Angesichts des vorgenannten Standes der Technik muß die mittels
der erfindungsgemäßen Verfahrensweise im wesentlichen quantitativ
erhältliche Metallierung überraschen.
Dies um so mehr, als gemäß J. Am. Chem. Soc. 100, 6137 (1978) die
Bildung eines Radikalanions unter nachfolgender Kopplung zu einem
Dianion erwartet werden mußte:
Ursächlich für ihr allenfalls untergeordnetes Auftreten dürfte
eine Wasserstoffabstraktion des Strukturelements
sein, welches z. B. im Lösungsmittel
enthalten sein kann:
Geeignete, ein Strukturelement
enthaltende Lösungsmittel oder Lösungsmittelzusätze sind z. B.
Tetrahydrofuran, Dimethoxyethan, Tetrahydropyran, N,N,N′,N′-Tetra
methylethylendiamin, Dioxan, Diethylether, Toluol und deren
Gemische.
Polare Lösungsmittel oder Lösungsmittelzusätze sind generell
bevorzugt.
Der Zugang zu Verbindungen der allgemeinen Formel (III) ist
dem Fachmann bekannt (vgl. z. B. J.L. Price, Ph.D. Thesis, The
University of Akron, 1991, pp. 62 bis 63, 98 bis 100; Macromol.
Reports, A32, 639 (1995); Macromol. Symp. 107, 189 (1996) und
J. Macromol. Sci.-Pure Appl. Chem. A32, 1137 (1995)).
Normalerweise wird dabei Isobuten zunächst in an sich bekannter
Weise einer lebenden carbokationischen Polymerisation unter
worfen, wie sie z. B. in der älteren Anmeldung DE-A 19 610 350
beschrieben ist. Anschließend wird die lebende carbokationische
Polymerisation des Isobutens durch Zusatz einer Verbindung der
allgemeinen Formel (II), unter denen das 1,1-Diphenylethylen,
d. h., die Verbindung mit R³, R⁴ = H, besonders bevorzugt ist,
funktionalisiert (es wird jeweils nur eine Verbindung der
allgemeinen Formel (II) pro aktivem Kettende addiert). Danach
wird durch Zusatz eines Alkohols wie Methanol, Ethanol, tert.-Butanol,
Benzylalkohol oder einem entsprechenden Thiol unter
Ether- bzw. Thioetherbildung abgebrochen. Nachfolgendes Ansäuern
in einem polaren Lösungsmittel bedingt Alkohol- bzw. Thiol-
Elimination und führt zur gewünschten Verbindung der allgemeinen
Formel (III).
Eine ausführliche Darstellung der lebenden carbokationischen
Polymerisation von Isobuten findet sich auch in der nachfolgend
aufgelisteten Literatur:
1. J. P. Kennedy and B. Iván, "Designed Polymers by Carbo cationic Macromolecular Engineering: Theory and Practice", Hanser Publishers, Munich, New York, 1992
2. B. Iván and J. P. Kennedy, Ind. J. Technol. 31, 183 (1993)
3. B. Iván Makromol. Chem., Macromol. Symp., 75, 181 (1993)
4. M. Sawamoto, Prog. Polym. Sci., 16, 111 (1991)
5. B. Iván, J. P. Kennedy, and P. W. Mackey, Polym. Preprints, 31(2), 215 (1990); ibid, 31(2), 217 (1990)
6. B. Iván, J. P. Kennedy, and P. W. Mackey, in "Polymeric Drugs and Drug Delivery Systems", Eds., R. L. Dunn and R. M. Otten brite, ACS Symp. Ser., Vol. 469, Am. Chem. Sol., Washington, D.C., 1991, pp. 194; ibid., 1991, pp. 203
7. B. Iván, J. P. Kennedy, and P. W. Mackey, U.S. Patent, 5,073,381 (Dec. 17, 1991)
8. J. P. Kennedy, V.S.C. Chang, R. A. Smith, and B. Iván, Polym. Bull., 1, 575 (1979)
9. B. Iván, J. P. Kennedy, J. Polym. Sci., Part A: Chem. Ed., 28, 89 (1990)
10. B. Iván, J. P. Kennedy, and V.S.C. Chang, J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., 18, 3177 (1980)
11. T. Kitayama, T. Nishiura, and K. Hatada, Polym. Bull. 26, 513 (1991)
12. T. Nishiura, T. Kitayama, and K. Hatada, Polym. Bull. 27, 615 (1992)
13. W. G. Ruth, C. G. Moore, W. J. Brittain, J. Si, and J. P. Kennedy, Polym. Preprint, 34(1), 479 (1993)
14. J. P. Kennedy, J. L. Price, and K. Koshimura, Macromolecules, 24, 6567 (1991)
15. J. P. Kennedy and M. Hiza, J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., 21, 3573 (1983)
16. M. Gyor, K. Kitayama, N. Fujimoto, T. Nishiura, and K. Hatada, Polym. Bull. 32, 155 (1994)
17. S. Nemes and J. P. Kennedy, J. Macromol. Sci.-Chem. A28, 311 (1991)
18. S. Hadjikyriacou, Zs. Fodor, and R. Faust, J. Macromol. Reports, A32, 639 (1995)
19. J. Feldthusen. B. Iván, A. H. E. Müller, and J. Kops, Macro mol. Reports A32, 639 (1995)
20. A. Takacs and R. Faust, Macromolecules, 28, 7266 (1995)
21. J. Feldthusen, B. Iván. A. H. E. Müller, and J. Kops, Macro mol. Symp. submitted
22. H. Everland, J. Kops, A. Nielsen, and B. Iván, Polym. Bull., 531, 159 (1993).
1. J. P. Kennedy and B. Iván, "Designed Polymers by Carbo cationic Macromolecular Engineering: Theory and Practice", Hanser Publishers, Munich, New York, 1992
2. B. Iván and J. P. Kennedy, Ind. J. Technol. 31, 183 (1993)
3. B. Iván Makromol. Chem., Macromol. Symp., 75, 181 (1993)
4. M. Sawamoto, Prog. Polym. Sci., 16, 111 (1991)
5. B. Iván, J. P. Kennedy, and P. W. Mackey, Polym. Preprints, 31(2), 215 (1990); ibid, 31(2), 217 (1990)
6. B. Iván, J. P. Kennedy, and P. W. Mackey, in "Polymeric Drugs and Drug Delivery Systems", Eds., R. L. Dunn and R. M. Otten brite, ACS Symp. Ser., Vol. 469, Am. Chem. Sol., Washington, D.C., 1991, pp. 194; ibid., 1991, pp. 203
7. B. Iván, J. P. Kennedy, and P. W. Mackey, U.S. Patent, 5,073,381 (Dec. 17, 1991)
8. J. P. Kennedy, V.S.C. Chang, R. A. Smith, and B. Iván, Polym. Bull., 1, 575 (1979)
9. B. Iván, J. P. Kennedy, J. Polym. Sci., Part A: Chem. Ed., 28, 89 (1990)
10. B. Iván, J. P. Kennedy, and V.S.C. Chang, J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., 18, 3177 (1980)
11. T. Kitayama, T. Nishiura, and K. Hatada, Polym. Bull. 26, 513 (1991)
12. T. Nishiura, T. Kitayama, and K. Hatada, Polym. Bull. 27, 615 (1992)
13. W. G. Ruth, C. G. Moore, W. J. Brittain, J. Si, and J. P. Kennedy, Polym. Preprint, 34(1), 479 (1993)
14. J. P. Kennedy, J. L. Price, and K. Koshimura, Macromolecules, 24, 6567 (1991)
15. J. P. Kennedy and M. Hiza, J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., 21, 3573 (1983)
16. M. Gyor, K. Kitayama, N. Fujimoto, T. Nishiura, and K. Hatada, Polym. Bull. 32, 155 (1994)
17. S. Nemes and J. P. Kennedy, J. Macromol. Sci.-Chem. A28, 311 (1991)
18. S. Hadjikyriacou, Zs. Fodor, and R. Faust, J. Macromol. Reports, A32, 639 (1995)
19. J. Feldthusen. B. Iván, A. H. E. Müller, and J. Kops, Macro mol. Reports A32, 639 (1995)
20. A. Takacs and R. Faust, Macromolecules, 28, 7266 (1995)
21. J. Feldthusen, B. Iván. A. H. E. Müller, and J. Kops, Macro mol. Symp. submitted
22. H. Everland, J. Kops, A. Nielsen, and B. Iván, Polym. Bull., 531, 159 (1993).
Wird im weiteren Verlauf dieser Schrift auf die vorstehend auf
gelisteten Literaturzitate Bezug genommen, so erfolgt dies als
"Ref.Nr.", wobei Nr. dem numerischen Rang des Literaturzitats
entspricht.
Gemäß den vorgenannten Literaturzitaten sind für die lebende
carbokationisch initiierte Polymerisation von Isobuten u. a. die
nachfolgenden carbokationischen Initiatoren besonders geeignet:
Monofunktionelle carbokationische Initiatoren:
Difunktionelle carbokationische Initiatoren:
Trifunktionelle carbokationische Initiatoren:
Tetrafunktioneller carbokationischer Initiator:
Hexafunktionelle carbokationische Initiatoren:
mit X = -Cl, -Br, -J, -F, -OH, -OCH₃,
und R¹², R¹³ = C₁- bis C₄-Alkyl sowie
Vorzugsweise ist X = Cl oder OH.
Unter den vorgenannten carbokationischen Initiatoren sind
besonders günstig:
In den vorgenannten carbokationischen Initiatoren sitzt der
Substituent X stets an einem zwei Methylgruppen tragenden
tertiären C-Atom. Die Initiatorwirkung dieser Gruppierungen ist
aber auch dann gegeben, wenn eine der beiden CH₃-Gruppen durch H
ersetzt ist.
Ferner eignen sich als solche carbokationischen Initiatoren auch
Verbindungen, die neben der carbokationischen Funktionalität noch
andere Funktionalitäten aufweisen.
Beispielhaft genannt seien die Verbindungen
mit R¹⁴ = -F, -OCH₃, -CH₃
oder
oder
sowie Verbindungen, die ein potentielles allylisches Carbokation
aufweisen, z. B. (CH₃)₂-C=C-CH₂-Cl.
Weitere erfindungsgemäß geeignete carbokationische Initiatoren
finden sich in den Ref. (1) bis (22), insbesondere in Tabelle I
auf Seite 14 ff von Ref. (1).
Als Coinitiatoren kommen Lewis-Säuren wie die in Römpp Chemie
Lexikon, Cm-G, 9. Auflage (1990), Thieme Verlag, S. 1444,
Spalte 2, aufgeführten Friedel-Crafts-Katalysatoren in Betracht.
Besonders bevorzugt angewandte Friedel-Crafts-Katalysatoren sind
TiCl₄ und BCl₃. Dies gilt insbesondere, wenn die vorgenannten
carbokationischen Initiatoren angewendet werden und X = Cl ist.
Die Wahl des Coinitiators beeinflußt dabei insbesondere den Poly
dispersitätsindex D der Molekulargewichtsverteilung des resul
tierenden PIB. D ist definiert als Mw/Mn, wobei Mw das gewichts
mittlere Molekulargewicht meint. Gemäß Ref. (21) ist für ange
strebte relative Mn-Werte des PIB von 1000 bis 3000 bei gleich
zeitigen D-Werten von 1 bis 1,15 BCl₃ ein günstiger Coinitiator.
Für relative Mn-Werte des PIB von 4000 bis 10 000 bei gleichzeitig
möglichst einheitlicher Molekulargewichtsverteilung ist gemäß
Ref. (21) ein zweistufiges Verfahren empfehlenswert, bei dem
in der ersten Stufe BCl₃ und in der zweiten Stufe TiCl₄ als
Coinitiator angewandt wird. Die alleinige Anwendung von TiCl₄
führt im vorgenannten Molekulargewichtsbereich meist zu Poly
dispersitätsindices 1,2. Für angestrebte relative PIB Mole
kulargewichte < 10 000 ist jedoch TiCl₄ ein besonders günstiger
Coinitiator (vgl. Ref. (21)).
Wie bereits erwähnt, wird die lebende carbokationische Poly
merisation von Isobuten normalerweise in Lösung durchgeführt. Das
Lösungsmittel ist dabei insbesondere so zu wählen, daß sich das
als Produkt gewünschte PIB mit seinem Polymerisationsgrad noch
löst. Mit zunehmendem angestrebtem Molekulargewicht des PIB müs
sen daher weniger polare Lösungsmittel verwendet werden. Die
erforderliche Verringerung der Lösungsmittelpolarität bedingt
auch den vorgenannten Wechsel von einer schwächeren Lewis-Säure
(BCl₃) zu einer stärkeren Lewis-Säure (TiCl₄).
Zur Durchführung der lebenden carbokationischen Polymerisation
von Isobuten geeignete Lösungsmittel finden sich z. B. in Ref. (1)
bis Ref. (22), insbesondere in Ref. (1), Table I, S. 14 ff.
An dieser Stelle seien als Lösungsmittel insbesondere CHCl₂ und
dessen Mischungen mit n-Hexan und/oder Methylcyclohexan sowie
CH₃Cl und dessen Mischungen mit n-Hexan und/oder Methylcyclohexan
genannt.
Die Reaktionstemperatur liegt üblicherweise bei -70 bis -80°C. Zur
Desaktivierung protischer Verunreinigungen werden dem Reaktions
gemisch häufig in geringen Mengen Protonenfallen wie di-tert.-Butyl
pyridin zugesetzt.
m kann erfindungsgemäß die Werte 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 annehmen.
n kann erfindungsgemäß z. B. 1 bis 30, 10 bis 30, 35 bis 45, < 30
bis 1500, < 30 bis 750, < 30 bis 500, 40 bis 250 oder 40 bis 100
betragen.
Zur Funktionalisierung der lebenden carbokationischen Poly
merisation des Isobutens mit einer Verbindung der allgemeinen
Formel (II) wird letztere dem Polymerisationsgemisch nach Ver
brauch des Isobutens, zweckmäßigerweise in gelöster Form, auf
einmal zugegeben. Als Lösungsmittel wählt man vorzugsweise das
für die lebende carbokationische Polymerisation eingesetzte
Lösungsmittel. Auch für diesen Reaktionsschritt beträgt die
Reaktionstemperatur in der Regel -60 bis -80°C.
Nach vollzogener Funktionalisierung wird, wie bereits beschrie
ben, durch Zusatz eines Alkohols wie Methanol, Ethanol,
tert.-Butanol, Benzylalkohol und/oder einem entsprechenden Thiol abge
brochen. Bevorzugt wird mit Methanol abgebrochen. In der Regel
wird der Alkohol bzw. das Thiol dem Reaktionsgemisch auf dessen
Temperatur vorgekühlt zugesetzt.
Als Ergebnis des Abbruchs fällt ein Gemisch an, das sowohl die
Verbindung (III) als auch das mit Alkoxy bzw. Alkylthio termi
nierte funktionalisierte PIB enthält. In Abhängigkeit vom gewähl
ten Lösungsmittel, der herrschenden Temperatur, dem Polymerisati
onsgrad des PIB, der eingesetzten Menge an Abbruchmittel etc.
liegt das Molverhältnis von Verbindung (III) zu korrespondieren
der Ether- bzw. Thioetherverbindung im anfallenden Produktgemisch
normalerweise im Bereich von 10 : 90 bis 90 : 10.
Durch Waschen des Produktgemisches mit Wasser (bis der pH-Wert
des Waschwassers im Neutralbereich liegt) lassen sich im Rahmen
der lebenden carbokationischen Polymerisation mitverwendete
Coinitiatoren in einfacher Weise aus dem Produktgemisch
abtrennen. Daran anschließende Abtrennung des Lösungsmittels
(in der Regel destillativ bei reduziertem Druck; typische Siede
temperaturen betragen 20 bis 40°C; es können aber auch höhere
Siedetemperaturen angewandt werden;) ergibt das Gemisch aus Ver
bindung (III) und korrespondierender Ether- bzw. Thioetherverbin
dung in reiner Form. Die im wesentlichen reine Verbindung (III)
ist daraus in günstigen Fällen durch Umkristallisation (z. B. in
Ethanol) erhältlich. Besteht diese Möglichkeit nicht, löst man
das Gemisch zweckmäßig in einem polaren Lösungsmittel (vorzugs
weise in einem halogenierten Kohlenwasserstoff) wie CHCl₃, CH₂Cl₂,
Chlorbenzol oder Tetrahydrofuran und setzt der resultierenden
Lösung eine protische (Bronsted)Säure zu und überläßt das Gemisch
bei in typischer Weise im Bereich von 20 bis 60°C liegenden Tempe
raturen zum Zweck der gewünschten Elimination unter Rühren einige
Stunden sich selbst. Dann setzt man zweckmäßigerweise ein unpola
res Lösungsmittel (z. B. einen Kohlenwasserstoff) wie Hexan oder
Pentan zu und wäscht mit Wasser, bis der pH-Wert des Waschwassers
im Neutralbereich liegt. Abtrennung des Lösungsmittels aus der
organischen Phase (z. B. destillativ unter reduziertem Druck)
ergibt die Verbindung (III), die im Unterschied zur korrespon
dierenden Ether- bzw. Thioetherverbindung einfacher bevorratet
werden kann.
Prinzipiell sind katalytische Mengen der protischen Säure aus
reichend. Ferner kann die Säure in reiner Form zugesetzt werden
(z. B. HCl eingasen). Zweckmäßigerweise wird man die Säure jedoch
in Wasser oder in einem Alkohol (z. B. Methanol) gelöst zusetzen.
Je stärker die protische Säure und je höher die angewandte
Temperatur, desto rascher wird sich die gewünschte Elimination
vollziehen. Vorzugsweise werden starke protische Säuren wie Tri
fluormethansulfonsäure oder starke Mineralsäuren wie HCl, HBr,
HJ, H₂SO₄ oder HNO₃ verwendet. In der Regel wird man aus Gründen
der Reaktionsgeschwindigkeit eine erhöhte Säuremenge (in der
Regel 1 bis 5 Äquivalente) zusetzen. Bei zu hoher zugesetzter
Säuremenge besteht die Gefahr einer Säureaddition.
Aus den wie ebenda beschrieben isolierten Verbindungen (III) ist
in überraschender Weise durch abschließende erfindungsgemäße
Metallierung mit einem Alkali- und/oder Erdalkalimetall die
gewünschte Verbindung (I) in im wesentlichen quantitativer
Ausbeute erhältlich, die sich gemäß der älteren Anmeldung
DE-A 19 610 350 in hervorragender Weise zur Initiierung anioni
scher Polymerisationen von wenigstens eine ethylenisch unge
sättigte Gruppe aufweisenden Monomeren eignet.
Dazu wird die Verbindung (III) in einem ein Strukturelement
aufweisenden Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran, Dioxan oder
Dimethoxyethan gelöst. Vorzugsweise wird diese Lösung dann einem
Reaktionsgefäß zugeführt, welches das Metall (z. B. Li, K, Na, Rb,
Cs, Mg oder Ca) als Metallspiegel oder in flüssiger Form (z. B.
in Form einer Schmelze oder einer Legierung) oder in Form einer
feinteiligen Dispersion in einem Kohlenwasserstoff enthält.
Üblicherweise verläuft die danach einsetzende Metallierung
bereits bei Raumtemperatur (25°C) in befriedigender Weise. Das
Ende der Metallierung wird durch eine zeitliche Konstanz des
UV-Absorptionsspektrums des Reaktionsgemisches angezeigt. ¹H-NMR-Ana
lyse weist nach Protonenabbruch die Quantität der Metallierung
aus.
Anschließend wird die organische Lösung der erzeugten Ver
bindung (I) abfiltriert und die Verbindung (I) bei Bedarf durch
Entfernen des verwendeten Lösungsmittels (destillativ) isoliert.
Vorzugsweise wird die Metallierung mit einer Kalium/Natrium-
Legierung durchgeführt, wobei das Gewichtsverhältnis von K : Na 3
bis 5 : 1 beträgt, da derartige Legierungen bei 25°C flüssig sind.
Aufgrund der höheren Reaktivität des K relativ zu Na entsteht
dabei selektiv die entsprechende K⊕-Verbindung (I). Aus selbiger
können dann z. B. durch Umfällen andere M⊕-Verbindungen (I) er
zeugt werden. So führt LiCl-Zusatz zu einer die entsprechende
K⊕-Verbindung (I) enthaltenden Lösung normalerweise zur die
Li⊕-Verbindung (I) enthaltenden Lösung und KCl fällt aus.
Durch geeignete Wahl von M⊕ läßt sich die anionische Initiator
aktivität der Verbindung (I) steuern. Mit zunehmender Oberflä
chenladungsdichte von M⊕ sinkt die Initiatoraktivität in der
Regel. Dies ermöglicht eine Anpassung an die Reaktivität der
anionisch zu polymerisierenden Monomeren. Li⊕ ist z. B. bevorzug
tes M⊕ im Falle der erfindungsgemäßen anionisch initiierten
Polymerisation von Methylmethacrylat, während im Fall der ent
sprechenden Polymerisation von tert.-Butylmethacrylat K⊕ bevor
zugt wird. Für eine Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindun
gen (I) als Initiator für die anionische Polymerisation von
wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden
Monomeren muß die Verbindung (I) aber nicht notwendigerweise iso
liert werden, da Tetrahydrofuran, Dioxan oder Dimethoxyethan auch
geeignete Lösungsmittel zur Durchführung von anionisch initiier
ten Polymerisationen sind (vgl. z. B. A.H.E. Müller, Makromol.
Chem. 182, 2863 (1981)).
Die Durchführung der anionischen Polymerisation kann in an
sich bekannter Weise erfolgen. Durch Ausschluß von protischen
Verunreinigungen wie Wasser sowie O₂-Ausschluß wird sie in der Re
gel lebend gestaltet. Die Reaktionstemperaturen liegen meist bei
< -50°C.
Wird die anionische Polymerisation sequentiell gestaltet
(zunächst wird eine Sorte von monomeren Bausteinen sukzessive
aneinanderreihend miteinander verknüpft und nach Verbrauch dieser
Monomerensorte die Verknüpfung mit einer anderen Sorte von mono
meren Bausteinen fortgesetzt), können je nach Bedarf Di-, Tri- und
höhere Blockeinheiten der Comonomeren erzeugt werden.
Ausführliche Darstellungen der sequentiellen anionischen Poly
merisationen finden sich z. B. in US-A 3 251 905; US-A 3 390 207;
US-A 3 598 887; US-A 4 219 627; Macromolecules 1994, 27, 4908;
Polymer, 1991, Volume 32, Number 12, 2279; Macromolecules 1994,
27, 4615; Macromolecules 1994, 27, 4635 und Macromolecules 1991,
24, 4997). Selbstverständlich muß der durch anionisch initiierte
Polymerisation erzeugte Polymerisatblock nicht notwendigerweise
ein Homopolymerisat sein. Durch Zusatz von entsprechenden
Monomergemischen sind auch Copolymerisatblöcke erhältlich.
Selbstverständlich können von der lebenden anionischen Polymeri
sation in an sich bekannter Weise auf andere initiierte Wachs
tumsmechanismen überwechselnd weitere Modifizierungen des
gewünschten Copolymerisats des Isobutens erzielt werden.
P. Rempp, E. Franta, J.E. Herz, Advances in Polymer Science,
1988, S. 164 bis 168 geben einen Überblick über solche Wechsel
möglichkeiten auf andere Wachstumsmechanismen. Durch Zusatz einer
protischen Verbindung kann die lebende anionische Polymerisation
in an sich bekannter Weise abgebrochen werden. Häufig wird durch
Methanol- oder Säurezusatz abgebrochen.
Selbstverständlich können sich an die anionische Polymerisation
polymeranaloge Umsetzungen anschließen. Aber auch der Anschluß
von durch anionisch initiierte Polymerisation erzeugten Blöcken
an Blöcke, die nur durch Polykondensation oder Polyaddition mono
merer Bausteine erhältlich sind (z. B. Polyester oder Polyurethan)
ist möglich, indem beispielsweise ein mit einer geeigneten funk
tionellen Endgruppe versehener anionisch erzeugter Block bei
einer Polykondensation zugegeben wird (z. B. R.N. Young, R.P.
Quirk, L.J. Fetters, Advances in Polymer Science, Vol. 56, S. 70,
1984). Entsprechende Verknüpfungen können auch über R¹ erzeugt
werden, wenn als carbokationischer Initiator ein solcher gewählt
wird, der neben seiner carbokationischen Funktionalität noch
andere für diesen Zweck in an sich bekannter Weise geeignete
funktionelle Gruppen aufweist.
Besonders geeignet für eine mittels einer Verbindung (I)
initiierte anionische Polymerisation sind Ester aus Acrylsäure
und C₁- bis C₁₂-Alkanolen, Ester aus Methacrylsäure und C₁- bis
C₁₂-Alkanolen, Acrylnitril, Vinylpyridin und am Ring substi
tuiertes Vinylpyridin, Acrolein, Methacrolein, Acrylamid,
Methacrylamid, N,N-Dialkyl- oder N,N-Diaryl-Acrylamide sowie
N,N-Dialkyl- oder N,N-Diaryl-Methacrylamide. Im übrigen gelten
die Ausführungen gemäß der DE-A 19 610 350.
Anschließend gilt es, nachfolgendes festzuhalten. In der vorlie
genden Schrift wird gezeigt, daß sich die Verbindungen (III) im
wesentlichen quantitativ zu Verbindungen (I) metallieren lassen.
In der älteren Anmeldung DE-A 19 610 350 wird gezeigt, daß
das mit Alkoxy bzw. Alkylthio terminierte, mittels einer
Verbindung (I) funktionalisierte, PIB in entsprechender Weise im
wesentlichen quantitativ zu Verbindungen (I) metalliert werden
kann. Die Metallierungsgeschwindigkeiten sind in etwa identisch.
Als Schlußfolgerung sind Verbindungen (I) in besonders einfacher
Weise dadurch erhältlich, daß man Isobuten nach den Verfahren
der lebenden carbokationisch initiierten Polymerisation poly
merisiert, die Polymerisation durch Zusatz einer Verbindung der
allgemeinen Formel (II) funktionalisiert, anschließend durch
Zusatz eines Alkohols oder Thiols abbricht und das dabei ent
stehende Gemisch aus Verbindungen (III) und den korrespondieren
den Ethern bzw. Thioethern wie beschrieben mit einem Alkalimetall
und/oder Erdalkalimetall metalliert.
D.h., die Bedeutung der vorliegenden Erfindung liegt letztlich
insbesondere in der Erkenntnis, daß es für einen im wesentlichen
quantitativen Wechsel von einer lebenden carbokationischen Poly
merisation des Isobutens zu einer Verbindung (I) durch Funktiona
lisierung mittels einer Verbindung (II), sich daran anschließen
dem Abbruch mittels Alkohol und/oder Thiol und abschließender
Metallierung einer Auftrennung von Verbindungen (III) und den
korrespondierenden Ethern bzw. Thioethern nicht bedarf.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wurden nachfolgende
Chemikalien und Analysenverfahren eingesetzt:
- - Ethanol der Fa. Mundo, Mainz-Kastell, vergällt mit Methyl ethylketon;
- - Chloroform der Fa. Aldrich;
- - Calciumhydrid der Fa. Aldrich;
- - Aceton der Fa. Acros (Reinheit 99%, verwendet wie gekauft);
- - 2-Chlor-2,4,4-trimethylpentan (erzeugt aus 2,4,4-trimethyl- 1-penten der Fa. Aldrich (99%) durch Hydrochlorierung mittels gasförmigem HCl bei 0°C (vgl. B. Wang, M. K. Mishra, and J. P. Kennedy, Polym. Bull. 17, 205, (1987)); das flüssige Produkt wurde durch Zusatz von CaCl₂ getrocknet (bei -18°C im Kühlschrank) und davon unmittelbar vor Gebrauch unter reduziertem Druck die erforderliche Bedarfsmenge destillativ abgetrennt;
- - Dichlormethan der Fa. Riedel-de Haen (Reinheit 99,8%; wurde durch Zusatz von CaH₂ getrocknet und davon unmittelbar vor Gebrauch unter N₂-Atmosphäre die erforderliche Bedarfsmenge destillativ abgetrennt; die N₂-Atmosphäre ist essentiell, um Phosgenbildung zu vermeiden, welches Polymerisation initiierend wirken kann);
- - N,N-Dimethylacetamid der Fa. Aldrich (Reinheit 99%, < 0,005% Wasser, verwendet wie gekauft);
- - 1,1-Diphenylethylen der Fa. Aldrich (Reinheit 97%, verwendet wie gekauft);
- - 2,6-Di-tert.-butylpyridin der Fa. Aldrich (Reinheit 97%, verwendet wie gekauft);
- - Isobuten der Fa. BASF Aktiengesellschaft (um selbiges von Sauerstoff und Feuchtigkeit zu befreien, wurde es durch eine CaSO₄ und #13 Molekularsieb enthaltende Trocknungskolonne der Fa. Aldrich ("Labclear filter") geschickt;
- - n-Hexan der Fa. Aldrich wurde vorab seiner Verwendung als Lösungsmittel für die carbokationische Polymerisation mit 97 gew.-%iger Schwefelsäure versetzt und das Gemisch bei Normaldruck während 48 h unter Rückfluß gehalten, um so olefinfreies n-Hexan zu erhalten; die organische Phase wurde danach mit neutralem Wasser (pH ≈ 7) gewaschen und darauf durch Zusatz von CaH₂ getrocknet und davon unmittelbar vor Gebrauch die erforderlich Bedarfsmenge unter reduziertem Druck abgetrennt);
- - LiCl der Fa. Merck wurde 48 h bei 200°C im Vakuum getrocknet (beheiztes Sandbad als Wärmequelle) und bis zum Gebrauch unter N₂-Atmosphäre gehalten;
- - Methanol der Fa. Aldrich (Reinheit 99,9%, verwendet wie gekauft);
- - Methylmethacrylat der Fa. Röhm wurde fraktioniert destilliert und anschließend mit CaH₂ versetzt im Kühlschrank bei -18°C gelagert; unmittelbar vor Gebrauch wurde davon die erforder liche Bedarfsmenge unter reduziertem Druck abgetrennt;
- - N₂ der Fa. Messer Griesheim (Reinheit 99,999%) wurde vorab seiner Verwendung als Inertgas für anionisch initiierte Polymerisationen durch drei hintereinandergeschaltete Wasch flaschen geschickt, die mit einer Benzophenon als blauem Farbindikator zugesetzt enthaltenden Dispersion einer K/Na-Legierung (Gewichtsverhältnis 3 bis 5 : 1) in Toluol beschickt waren; Farblöschung zeigte den Metallverbrauch durch Umsetzung mit O₂ oder H₂O an;
- - N₂ der Fa. Messer Griesheim (Reinheit 99,999%, als Inertgas für die carbokationische Polymerisation verwendet wie gekauft);
- - Kalium der Fa. Merck (Reinheit < 98%, gelagert in Paraffin öl; vor Verwendung zur Herstellung der K/Na-Legierung wurden mit Hydroxid angelaufene Teile mechanisch entfernt);
- - Natrium der Fa. Merck (Reinheit < 99%, gelagert in Paraffin öl; vor Verwendung zur Herstellung der K/Na-Legierung wurden mit Hydroxid angelaufene Teile mechanisch entfernt);
- - K/Na-Legierung: K und Na wurden im Gewichtsverhältnis von 3 bis 5 : 1 unter Hochvakuum geschmolzen; die resultierende Legierung war bei 25°C flüssig;
- - tert.-Butylmethacrylat der Fa. Röhm wurde fraktioniert destilliert und nach Zusatz von CaH₂ im Kühlschrank bei -18°C gelagert; unmittelbar vor Gebrauch wurde davon die erforder liche Bedarfsmenge unter reduziertem Druck abgetrennt;
- - Tetrahydrofuran (Industriequalität) wurde aufeinanderfolgend dreifach destilliert: a) bei Normaldruck (1 atm) nach Natriumzusatz; b) unter reduziertem Druck (≈ 10-4 mbar) nach Zusatz einer K/Na-Legierung (Gewichtsverhältnis 3 bis 5 : 1); c) unter reduziertem Druck wie bei b); die letzte Destillation erfolgte unmittelbar vor Gebrauch;
- - Titantetrachlorid der Fa. Aldrich (Reinheit 99,9%, verwendet wie gekauft);
- - SEC (Size Exclusion Chromatographie, vgl. Macromol. Rapid
Commun. 16, S. 400, 1995):
Elutionsmittel: Tetrahydrofuran
Detektoren:
2 × JASCO-UVIDEC 100 III UV-Detektor mit variabler Wellenlänge eingestellt auf 260 nm
Bischoff RI Detektor 8110 (Brechungsindex detektor)
Säulen:
1 × 5 µm/100 Å/60 cm;
1 × 5 µm/linear: 102 bis 10⁵ Å/60 cm/PSS SDV Gel (= Poly(Styrol/Divinyl benzol)-Gel der Fa. Polymer Standards Service GmbH in Mainz;
Eichung:
Mittels PIB- und Polymethylmethacrylat- Standards
2 × JASCO-UVIDEC 100 III UV-Detektor mit variabler Wellenlänge eingestellt auf 260 nm
Bischoff RI Detektor 8110 (Brechungsindex detektor)
Säulen:
1 × 5 µm/100 Å/60 cm;
1 × 5 µm/linear: 102 bis 10⁵ Å/60 cm/PSS SDV Gel (= Poly(Styrol/Divinyl benzol)-Gel der Fa. Polymer Standards Service GmbH in Mainz;
Eichung:
Mittels PIB- und Polymethylmethacrylat- Standards
- - ¹H NMR: 200 MHz Meßfrequenz, CDCl₃ als Lösungsmittel.
Alle Beispiele wurden unter N₂-Atmosphäre, d. h. unter Ausschluß
von Sauerstoff und Feuchtigkeit durchgeführt.
Auf dem Weg zur erfindungsgemäßen Herstellung von Verbindungen
(I), die Isobuten mit dem niedrigst möglichen Polymerisationsgrad
enthalten, wird der Einfachheit halber von 2-Chlor-2,4,4-trime
thylpentan als carbokationischem Initiator ausgegangen,
der die gewünschte Isobuteneinheit bereits chemisch gebunden ent
hält, wodurch sich die carbokationische Polymerisation auf die
Ausbildung des Carbokations beschränkt.
Zu einem Gemisch aus 330 ml n-Hexan und 120 ml CH₂Cl₂ wurden bei
Raumtemperatur (25°C) 2,05 g (0,014 mol) 2-Chlor-2,4,4-trimethyl
pentan (TMPCl) und 1,17 g (0,014 mol) N,N-Dimethylacetamid (DMA)
zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde auf -78°C abgekühlt und
mit 0,14 mol TiCl₄, das in 100 ml CH₂Cl₂ gelöst war (auf -78°C
vorgekühlt), versetzt und 15 min bei -78°C gekühlt. Dann wurde dem
Gemisch unter Aufrechterhaltung der Temperatur von -78°C eine
Lösung von 12,5 g (0,07 mol) 1,1-Diphenylethylen (DPE) in 80 ml
eines n-Hexan (50 ml)/CH₂Cl₂ (30 ml)-Gemisches (auf -78°C vorge
kühlt) zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren des Reaktionsgemisches
bei -78°C wurde durch Zusatz von 60 ml Methanol (das auf -78°C
vorgekühlt war) abgebrochen. Zweimalige Umkristallisation in
Ethanol ergab weiße Nadeln der Verbindung 1 mit einem Schmelz
punkt von 56 bis 58°C.
Zu einem Gemisch aus 480 ml n-Hexan und 160 ml CH₂Cl₂ wurden bei
Raumtemperatur (25°C) 1,49 g (0,01 mol) TMPCl und 0,87 g
(0,01 mol) DMA zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde auf
-78°C abgekühlt. Anschließend wurden 22 ml Isobuten zugefügt und
das Gemisch 5 min bei -78°C gerührt. Dann wurde eine Lösung aus
13,2 ml (0,12 mol) TiCl₄, 0,001 mol 2,6-Di-tert.-butylpyridin,
60 ml n-Hexan und 40 ml CH₂Cl₂ (auf -78°C vorgekühlt) zugegeben.
Weitere 10 min danach erfolgte eine zweite Zugabe von 20 ml
Isobuten. Wieder 10 min später wurde eine Lösung aus 9,0 g
(0,05 mol) DPE, 20 ml n-Hexan und 10 ml CH₂Cl₂ (auf -78°C vorge
kühlt) hinzugegeben. Dann wurde 20 min bei -78°C gerührt und
schließlich durch Zugabe von 60 ml Methanol (auf -78°C vorgekühlt)
abgebrochen. Während aller Reaktionsschritte wurde somit eine
Temperatur von -78°C aufrechterhalten.
Durch dreifaches Umfällen in Aceton wurde überschüssiges DPE
abgetrennt.
Nachfolgende SEC-Analyse ergab ein zahlenmittleres Molekularge
wicht Mn von 3700 g/mol und ein Verhältnis Mw/Mn von 1,18 (Mw =
gewichtsmittleres Molekulargewicht).
Gemäß ¹H-NMR-Analyse war das Produkt aus 87 Gew.-% Substanz 2b und
13 Gew.-% Substanz 2a zusammengesetzt.
2 g der aus Substanz 2a und Substanz 2b bestehenden Produktes aus
Beispiel 2 wurde bei Raumtemperatur (25°C) in 15 ml CHCl₃ gelöst.
Zu dieser Lösung wurden 0,1 ml einer 32 gew.-%igen wäßrigen HCl-Lö
sung hinzugefügt. Anschließend wurde das resultierende Gemisch
24 h bei 25°C gerührt. Anschließend ergab ¹H-NMR-Analyse einen
Anteil von mehr als 97 Gew.-% der Substanz 2b.
20 mg (6,85 · 10-5 mol) 3,3,5,5-Tetramethyl-1,1-diphenylhex-1-en
wurden in 30 ml Tetrahydrofuran gelöst und die Lösung in ein
Gefäß überführt, das 1,5 g K/Na-Legierung (Gewichtsverhältnis 3
bis 5 : 1) enthielt. Nach 30-minütiger Reaktionsdauer bei 25°C
änderte sich das UV-Absorptionsverhalten des Reaktionsgemisches
nicht mehr. Überschüssiges Metall wurde abfiltriert. Dann wurden
29 mg LiCl (10-facher Überschuß) zugesetzt. Dann wurde die anio
nischen Initiator enthaltende Lösung auf -78°C abgekühlt. Schließ
lich wurden 1,04 g Methylmethacrylat zugegeben und 60 min bei
-78°C polymerisiert. Danach wurde mit 5 ml Methanol abgebrochen.
SEC-Analyse ergab für das resultierende Polymerisat: Mn = 16 200 g/mol,
Mw/Mn = 1,04, f 0,96.
Der hohe Wert für f weist die Vollständigkeit der Metallierung
aus.
0,9 g des Produktgemisches aus Substanz 2a und Substanz 2b gemäß
Beispiel 2 wurde in 5 ml Tetrahydrofuran gelöst. Die Polymerisat
lösung wurde 24 h über CaH₂ getrocknet. Anschließend wurde
filtriert. Danach wurde während 48 h das Tetrahydrofuran im Hoch
vakuum bei Raumtemperatur (25°C) entfernt und das verbliebene
Produktgemisch in 70 ml Tetrahydrofuran gelöst. Zu dieser Lösung
wurden 2 g K/Na-Legierung (Gewichtsverhältnis 3 bis 5 : 1) hinzu
gefügt. Nach etwa 70-minütiger Reaktionsdauer bei 25°C änderte
sich das UV-Absorptionsverhalten des Reaktionsgemisches nicht
mehr. Überschüssiges Metall wurde abfiltriert. Das Filtrat wurde
mit 68 mg LiCl versetzt um den korrespondieren Li-Makroinitiator
zu erzeugen. Schließlich wurden 2,4 g Methylmethacrylat zugegeben
und 60 min bei -78°C polymerisiert. Danach wurde mit 5 ml Methanol
abgebrochen.
SEC-Analyse ergab: f 0,97.
Die Metallierung erfolgte wie in Beispiel 5. Ebenso die nachfol
gende Polymerisation. SEC-Analyse ergab f 0,97.
Die Metallierung erfolgte wie in Beispiel 5, der LiCl-Zusatz ent
fiel jedoch. Anschließend wurde wie in Beispiel 5 polymerisiert.
Anstelle von Metylmethacrylat wurde jedoch tert.-Butylmethacrylat
verwendet.
SEC-Analyse ergab f 0,95.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von anionischen Polymerisationsini
tiatoren der allgemeinen Formel (I)
mit
m = eine ganze Zahl von 1 bis 6,
n = eine ganze Zahl von 1 bis 1500,
R¹ = Rest eines m-funktionellen carbokationischen Initiators,
R² = Naphthyl oder Phenanthryl,
R³, R⁴ = unabhängig voneinander R⁵, R⁶ = -CH₃,
R⁷ = -CH₃ oder -C(CH₃)₃, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹ = unabhängig voneinander C₁- bis C₅-Alkyl oder -C₆H₅ (Phenyl),
dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allge meinen Formel (III) in einem Lösungsmittel, welches das Strukturelement enthält, mit einem Alkalimetall und/oder Erdalkalimetall metalliert und anschließend gegebenenfalls mit einem M⊕ ent haltenden Salz umfällt.
m = eine ganze Zahl von 1 bis 6,
n = eine ganze Zahl von 1 bis 1500,
R¹ = Rest eines m-funktionellen carbokationischen Initiators,
R² = Naphthyl oder Phenanthryl,
R³, R⁴ = unabhängig voneinander R⁵, R⁶ = -CH₃,
R⁷ = -CH₃ oder -C(CH₃)₃, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹ = unabhängig voneinander C₁- bis C₅-Alkyl oder -C₆H₅ (Phenyl),
dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allge meinen Formel (III) in einem Lösungsmittel, welches das Strukturelement enthält, mit einem Alkalimetall und/oder Erdalkalimetall metalliert und anschließend gegebenenfalls mit einem M⊕ ent haltenden Salz umfällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Lösungsmittel Tetrahydrofuran oder Dimethoxyethan ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallierung mit einer K/Na-Legierung erfolgt, die K und
Na im Gewichtsverhältnis 3 bis 5 : 1 enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß n = 1 bis 30.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß n = 10 bis 30.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß n = 35 bis 45.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß m = 1 oder 2.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß M⊕ = K⊕ oder Li⊕.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß R³ = H und R² = Phenyl.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Metallierung der Verbindung (III) im Bei
sein einer Verbindung
und/oder im Beisein einer Verbindung
mit -O-R¹⁵ bzw. -S-R¹⁵ = Rest eines Alkohols oder Thiols, er
folgt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996148028 DE19648028A1 (de) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Verfahren zur Herstellung von Initiatoren für die anionisch initiierte Polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden Monomeren |
AU53181/98A AU5318198A (en) | 1996-11-20 | 1997-11-05 | Method for producing initiators for anionically initiated polymerization of monomers having at least one ethylenically unsaturated group |
PCT/EP1997/006117 WO1998022515A1 (de) | 1996-11-20 | 1997-11-05 | Verfahren zur herstellung von initiatoren für die anionisch initiierte polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte gruppe aufweisenden monomeren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996148028 DE19648028A1 (de) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Verfahren zur Herstellung von Initiatoren für die anionisch initiierte Polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden Monomeren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19648028A1 true DE19648028A1 (de) | 1997-03-27 |
Family
ID=7812249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996148028 Withdrawn DE19648028A1 (de) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | Verfahren zur Herstellung von Initiatoren für die anionisch initiierte Polymerisation von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweisenden Monomeren |
Country Status (3)
Country | Link |
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AU (1) | AU5318198A (de) |
DE (1) | DE19648028A1 (de) |
WO (1) | WO1998022515A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007044933A9 (de) | 2006-09-20 | 2009-05-07 | Basf Se | Verfahren zur Herstellung von Polyisobuten |
US8357829B2 (en) | 2008-05-07 | 2013-01-22 | Basf Se | α-olefin/isobutene diblock copolymers |
WO2014056845A1 (de) | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von polyisobutenen |
US8969493B2 (en) | 2008-05-02 | 2015-03-03 | Basf Se | Process and apparatus for continuously polymerizing cationically polymerizable monomers |
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Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04108808A (ja) * | 1990-08-28 | 1992-04-09 | Toagosei Chem Ind Co Ltd | マクロモノマーの製造方法 |
-
1996
- 1996-11-20 DE DE1996148028 patent/DE19648028A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-11-05 AU AU53181/98A patent/AU5318198A/en not_active Abandoned
- 1997-11-05 WO PCT/EP1997/006117 patent/WO1998022515A1/de active Application Filing
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