DE19845298A1 - New N-oxyl radicals for use in the controlled polymerisation of unsaturated monomers, especially acrylate esters, comprise N-oxides of 5-morpholone derivatives with organic substituents at positions two and six - Google Patents
New N-oxyl radicals for use in the controlled polymerisation of unsaturated monomers, especially acrylate esters, comprise N-oxides of 5-morpholone derivatives with organic substituents at positions two and sixInfo
- Publication number
- DE19845298A1 DE19845298A1 DE19845298A DE19845298A DE19845298A1 DE 19845298 A1 DE19845298 A1 DE 19845298A1 DE 19845298 A DE19845298 A DE 19845298A DE 19845298 A DE19845298 A DE 19845298A DE 19845298 A1 DE19845298 A1 DE 19845298A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxyl
- radicals
- radical
- polymerization
- oxyl radicals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D265/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom and one oxygen atom as the only ring hetero atoms
- C07D265/28—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines
- C07D265/30—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines not condensed with other rings
- C07D265/32—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines not condensed with other rings with oxygen atoms directly attached to ring carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D211/00—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings
- C07D211/92—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with a hetero atom directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D211/94—Oxygen atom, e.g. piperidine N-oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D265/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom and one oxygen atom as the only ring hetero atoms
- C07D265/28—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines
- C07D265/34—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines condensed with carbocyclic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D265/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom and one oxygen atom as the only ring hetero atoms
- C07D265/28—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines
- C07D265/34—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines condensed with carbocyclic rings
- C07D265/36—1,4-Oxazines; Hydrogenated 1,4-oxazines condensed with carbocyclic rings condensed with one six-membered ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft N-Oxyl-Radikale, N-Oxyl-Radi kalbildner und ihre Verwendung bei der radikalischen Polymerisa tion ethylenisch ungesättigter Monomeren.The present invention relates to N-oxyl radicals, N-oxyl-radi Kalbildner and their use in the radical polymerisa tion of ethylenically unsaturated monomers.
N-Oxyl-Radikale und N-Oxyl-Radikalbildner, die sich von einem se kundären Amin ableiten, welches keine Wasserstoffatome an den α-C-Atomen trägt, sind bekannt (vgl. z. B. EP-A 135280, DE-A 196 51 307, US-A 5,322,912, US-A 5,412,047, US-A 4,581,429, DE-A 16 18 141, CN-A 1052847, US-A 4,670,131, US-A 5,322,960, DE-A 196 02 539, EP-A 765856, JP-A5/320217 und DE-A 197 35 223). Sie sind bzw. bilden äußerst stabile Radikale und sind in der Regel als Reinsubstanz darstellbar (z. B. durch Oxidation der entspre chenden sekundären Amine mit Wasserstoffperoxid).N-oxyl radicals and N-oxyl radical formers, which differ from a se derived secondary amine, which has no hydrogen atoms on the α-C atoms are known (cf. e.g. EP-A 135280, DE-A 196 51 307, US-A 5,322,912, US-A 5,412,047, US-A 4,581,429, DE-A 16 18 141, CN-A 1052847, US-A 4,670,131, US-A 5,322,960, DE-A 196 02 539, EP-A 765856, JP-A5 / 320217 and DE-A 197 35 223). she are or form extremely stable radicals and are usually can be represented as a pure substance (e.g. by oxidation of the corresponding secondary amines with hydrogen peroxide).
Unter anderem finden solche stabilen N-Oxyl-Radikale als Inhibitoren unerwünschter radikalischer Polymerisationen Verwendung (vgl. z. B. US-A 5,322,960). Eine weitere Anwendung solcher stabiler N-Oxyl-Radikale besteht darin, daß ihr Beisein eine gewisse Kontrolle von radikalisch initiierten Polymerisatio nen von wenigstens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufwei senden Verbindungen (Monomeren) ermöglicht (vgl. z. B. EP-A 135280, US-A 5,412,047 und US-A 5,322,912).Among other things, such stable N-oxyl radicals are found as Inhibitors of unwanted radical polymerizations Use (see e.g. US-A 5,322,960). Another application such stable N-oxyl radicals is that they are present a certain control of radical-initiated polymerisation at least one ethylenically unsaturated group send compounds (monomers) (see e.g. EP-A 135280, US-A 5,412,047 and US-A 5,322,912).
Üblicherweise weisen radikalisch initiierte Polymerisationen von Monomeren nämlich den Nachteil auf, daß das Molekulargewicht der Polymerketten nicht linear mit dem Polymerisationsumsatz zunimmt und daß die Polymerketten des resultierenden Polymerisats in der Regel kein einheitliches Molekulargewicht aufweisen. D. h., das durch radikalisch initiierte Polymerisation erhältliche Polymeri sat ist bezüglich der Eigenschaft "Molekulargewicht" in der Regel nicht monodispers, sondern weist normalerweise einen diesbezügli chen Polydispersitätsindex PDI von ≧ 2 auf (PDI = /, mit = gewichtsmittleres Molekulargewicht des Polymerisats und = zahlenmittleres Molekulargewicht des Polymerisats). Beide vor genannten Erscheinungsbilder werden auf Abbruchreaktionen infolge irreversibler Kombination wachsender freier radikalischer Poly merisatkettenenden zurückgeführt.Radically initiated polymerizations usually have Monomers namely the disadvantage that the molecular weight of the Polymer chains do not increase linearly with the polymerization conversion and that the polymer chains of the resulting polymer in the Usually have no uniform molecular weight. That is, the polymers obtainable by radical-initiated polymerization sat is usually with regard to the property "molecular weight" not monodisperse, but usually indicates one Chen polydispersity index PDI from ≧ 2 to (PDI = /, with = weight average molecular weight of the polymer and number average molecular weight of the polymer). Both before appearances mentioned are due to termination reactions irreversible combination of growing free radical poly merisate chain ends returned.
Der kontrollierende Einfluß von stabilen N-Oxyl-Radikalen (die normalerweise nicht in der Lage sind, eine radikalische Polymeri sation von Monomeren auszulösen) liegt vermutlich darin begrün det, daß die stabilen N-Oxyl-Radikale reaktive radikalische Enden einer wachsenden Polymerisatkette nicht irreversibel terminieren, sondern lediglich vorübergehend blockieren. Daraus resultiert eine Verringerung der stationären Konzentration wachsender freier radikalischer Polymerisatkettenenden, was die Möglichkeit für einen irreversiblen Abbruch des Kettenwachstums durch Kombination zweier wachsender Polymerisatkettenenden verringert. Dies führt im Mittel zu mit dem Polymerisationsumsatz (im Idealfall linear) wachsenden Polymerisatketten. Letzteres bedingt ein mit dem Poly merisationsumsatz (im Idealfall linear) wachsendes mittleres Molekulargewicht des gebildeten Polymerisats mit einem bei 1 lie genden Polydispersitätsindex. Damit eröffnet eine wie beschrieben durchgeführte kontrollierte radikalische Polymerisation die Her stellung von maßgeschneiderten (ein bestimmtes Molekulargewicht aufweisenden) Polymerisaten mit in entsprechender Weise maß geschneiderten physikalischen Eigenschaften. Ferner eröffnet sie die Möglichkeit der Herstellung von Blockcopolymerisaten.The controlling influence of stable N-oxyl radicals (the are usually unable to form a radical polymer triggering monomers) is presumably green det that the stable N-oxyl radicals reactive radical ends not irreversibly terminate a growing polymer chain, but only temporarily block it. This results a decrease in steady-state concentration of growing free radical polymer chain ends, which is the possibility for an irreversible termination of chain growth by combination two growing polymer chain ends reduced. this leads to on average with the polymerization conversion (ideally linear) growing polymer chains. The latter requires a poly merization turnover (ideally linear) growing middle Molecular weight of the polymer formed with a lie at 1 polydispersity index. This opens up as described carried out controlled radical polymerization the Her provision of tailor-made (a certain molecular weight having) polymers with a corresponding measure tailored physical properties. It also opens the possibility of producing block copolymers.
Die stabilen N-Oxyl-Radikale können dabei dem Polymerisationssy stem als solche und/oder in Gestalt von N-Oxyl-Radikalbildnern zugesetzt werden. Im ersteren Fall bedarf es normalerweise in notwendiger Weise des Zusatzes von klassischen radikalischen Po lymerisationsinitiatoren, um die kontrollierte radikalische Polymerisation auszulösen. Im zweiten Fall kann die Polymeri sation bereits allein durch die beim thermischen Zerfall der N-Oxyl-Radikalbildner neben den stabilen N-Oxyl-Radikalen entste henden Radikale X.ausgelöst werden.The stable N-oxyl radicals can the polymerization stem as such and / or in the form of N-oxyl radical formers be added. In the former case, it usually takes in necessary way of adding classic radical buttocks polymerization initiators to control the controlled radical Trigger polymerization. In the second case, the polymer already by thermal decay N-oxyl radical generator is formed in addition to the stable N-oxyl radicals radicals X. are triggered.
Bislang verwendete stabile freie N-Oxyl-Radikale sind unter ande
rem TEMPO [(1): 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl] und 4-OH-
TEMPO [(2): 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-1-oxyl].
Stable free N-oxyl radicals used to date include TEMPO [(1): 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl] and 4-OH-TEMPO [(2): 4-hydroxy-2, 2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl].
Nachteilig an den vorstehenden N-Oxyl-Radikalen ist jedoch, daß ihre Anwendungsbreite im Wesentlichen auf die Polymerisation von Systemen begrenzt ist, die styrolische Monomere oder ein Gemisch styrolischer und anderer Monomere enthalten. Nicht-styrolische Monomere können in Gegenwart von TEMPO oder 4-OH-TEMPO nicht in praktisch sinnvoller Weise homopolymerisiert werden.A disadvantage of the above N-oxyl radicals, however, is that their scope of application mainly on the polymerization of Systems is limited to styrenic monomers or a mixture styrenic and other monomers included. Non-styrenic Monomers cannot be in the presence of TEMPO or 4-OH-TEMPO are practically meaningful homopolymerized.
Die US 4,528,370 betrifft polysubstituierte 2-Morpholone. Soweit in dieser Druckschrift Nitroxyl-Verbindungen angesprochen sind, ist nur die Herstellung der Nitroxyle von Vorläuferverbindungen in Form von substituierten Hydroxyethylaminoacetaten erwähnt.US 4,528,370 relates to polysubstituted 2-morpholones. So far Nitroxyl compounds are addressed in this publication, is only the production of the nitroxyls of precursor compounds mentioned in the form of substituted hydroxyethylaminoacetates.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, neue N-Oxyl-Radikale bzw. Bildner neuer N-Oxyl-Radikale zur Verfügung zu stellen, die sich zur Durchführung kontrollierter radika lischer Polymerisationen nicht-styrolischer Monomere, insbeson dere von Estern der Acryl- und/oder Methacrylsäure, eignen.The object of the present invention was therefore to create new ones N-oxyl radicals or formers of new N-oxyl radicals are available to ask themselves to carry out controlled radika polymerizations of non-styrenic monomers, in particular those of esters of acrylic and / or methacrylic acid, are suitable.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch N-Oxyl-Radikale der
allgemeinen Formel I gelöst,
According to the invention, this object is achieved by N-oxyl radicals of the general formula I
worin
R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander für organische Reste
stehen oder R1 und R2 und/oder R3 und R4 gemeinsam mit dem
sie tragenden C-Atom für einen aus wenigstens drei Atomen
bestehenden Ring stehen, wobei die freien Valenzen der
den Ring bildenden Atome mit Wasserstoff und/oder organi
schen Resten abgesättigt sind.wherein
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 independently of one another represent organic radicals or R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 together with the C atom carrying them represent a ring consisting of at least three atoms, where the free valences of the atoms forming the ring are saturated with hydrogen and / or organic residues.
Die N-Oxyl-Radikale der allgemeinen Formel I sind in einer bevor zugten Ausführungsform durch ein spiro-Ringsystem, gebildet aus R1 und R2 und/oder R3 und R4 gemeinsam mit dem sie tragenden C-Atom, besonders bevorzugt aus R1 und R2 gemeinsam mit dem sie tragenden C-Atom, gekennzeichnet. Zweckmäßigerweise besteht vorgenannter Ring aus 3 bis 8, vorzugsweise aus drei, fünf, sechs oder sieben Atomen, wobei die freien Valenzen der den Ring bildenden Atome mit Wasserstoff und/oder organischen Resten abgesättigt sind. Als freie Valenzen der den Ring bildenden Atome absättigende organische Reste kommen u. a. C1- bis C20-Alkylgruppen, vorzugs weise C1- bis C4-Alkylgruppen (z. B. die Methyl-, Ethyl-, n-Pro pyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl- und tert.-Butylgruppe), in Betracht, wobei diese Alkylgruppen mit Vorteil unsubstituiert sind. Selbstverständlich kommen als solche absättigenden Reste aber auch Arylgruppen in Betracht. Unter diesen sind die Phenyl- und die Naphthylgruppe bevorzugt. Geeignet sind aber auch solche Heteroarylgruppen, deren aromatischer Ring von fünf Atomen gebil det wird, unter denen bis zu vier von Kohlenstoff verschieden. (z. B. N, O und/oder S) sein können. Im Normalfall ist der Ring ein gesättigter Ring und in der Regel handelt es sich bei den ringbildenden Atomen um Kohlenstoffatome, doch können die ring bildenden Atome auch Heteroatome umfassen. Im Normalfall beträgt die Anzahl der Heteroatome eins oder zwei, wobei als solche Heteroatome vor allem N, O und/oder S in Betracht kommen.The N-oxyl radicals of the general formula I are in a preferred embodiment by a spiro ring system, formed from R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 together with the carbon atom carrying them, particularly preferably from R. 1 and R 2 together with the C atom bearing them. Advantageously, the aforementioned ring consists of 3 to 8, preferably three, five, six or seven atoms, the free valences of the atoms forming the ring being saturated with hydrogen and / or organic radicals. The free valences of the organic radicals which form the ring-forming atoms include, among others, C 1 to C 20 alkyl groups, preferably C 1 to C 4 alkyl groups (e.g. the methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl and tert-butyl group) into consideration, these alkyl groups advantageously being unsubstituted. Of course, aryl groups can also be considered as such saturating radicals. Among them, the phenyl and naphthyl groups are preferred. However, those heteroaryl groups are also suitable whose aromatic ring is formed by five atoms, of which up to four are different from carbon. (e.g. N, O and / or S). The ring is normally a saturated ring and the ring-forming atoms are usually carbon atoms, but the ring-forming atoms can also comprise heteroatoms. In the normal case, the number of heteroatoms is one or two, with N, O and / or S being particularly suitable as such heteroatoms.
Die Erfindung betrifft insbesondere N-Oxyl-Radikale der allgemei
nen Formel I, worin R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander für
C1- bis C20-Alkyl, vorzugsweise C1- bis C4-Alkyl, z. B. Methyl,
Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl oder tert-Butyl,
gegebenenfalls substituiertes Aryl, insbesondere Phenyl oder
Naphthyl, Heteroaryl, insbesondere aromatische Fünfringe mit bis
zu 4 von Kohlenstoff verschiedenen Ringatomen (z. B. N, O und/oder
S),
The invention relates in particular to N-oxyl radicals of the general formula I, in which R 1 , R 2 , R 3 and R 4 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl, preferably C 1 - to C 4 -alkyl, for . As methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl or tert-butyl, optionally substituted aryl, especially phenyl or naphthyl, heteroaryl, especially aromatic five-membered rings with up to 4 ring atoms different from carbon (z B. N, O and / or S),
stehen, worin
R5 für gegebenenfalls verzweigtes C1- bis C20-Alkylen;
R6 jeweils unabhängig für H, C1- bis C20-Alkyl, gegebenen
falls durch Sauerstoffatome unterbrochenes C3- bis
C20-Cycloalkyl oder Aryl;
R7 jeweils unabhängig für C1- bis C20-Alkyl oder Aryl;
R8 für eine chemische Bindung oder gegebenenfalls verzweig
tes C1- bis C20-Alkylen; und
R9 für H, C1- bis C20-Alkyl, Aryl oder ein Alkalimetall;
p für 0 oder 1; und
n für eine ganze Zahl von 1 bis 100 steht,
oder R3 und R4 gemeinsam für ein Sauerstoffatom und/oder R1
und R2 und/oder R3 und R4 gemeinsam mit dem sie tragenden C-
Atom einen aus 3 bis 8 Atomen bestehenden carbocyclischen
Ring bilden, in dem 1 oder 2 C-Atome durch O, S oder N er
setzt sein können.stand in what
R 5 for optionally branched C 1 to C 20 alkylene;
R 6 in each case independently for H, C 1 to C 20 alkyl, if appropriate C 3 to C 20 cycloalkyl or aryl interrupted by oxygen atoms;
R 7 each independently for C 1 to C 20 alkyl or aryl;
R 8 for a chemical bond or optionally branched C 1 - to C 20 alkylene; and
R 9 is H, C 1 to C 20 alkyl, aryl or an alkali metal;
p for 0 or 1; and
n stands for an integer from 1 to 100,
or R 3 and R 4 together for an oxygen atom and / or R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 together with the C atom carrying them form a carbocyclic ring consisting of 3 to 8 atoms, in which 1 or 2 C atoms can be replaced by O, S or N.
Soweit Arylreste substituiert sind, kommen als Substituenten un ter anderem C1- bis C6-Alkyl, C1- bis C6-Alkoxy, -SO3H, SO3M (wobei M für ein Alkalimetall, z. B. Na oder K steht) oder NO2 in Be tracht.If aryl radicals are substituted, the substituents include C 1 to C 6 alkyl, C 1 to C 6 alkoxy, -SO 3 H, SO 3 M (where M is an alkali metal, for example Na or K stands) or NO 2 in consideration.
Besonders bevorzugte N-Oxyl-Radikale weisen die allgemeine Formel
II auf:
Particularly preferred N-oxyl radicals have the general formula II:
worin
p für eine ganze Zahl von 2 bis 7 steht und
R3 und R4 unabhängig voneinander für C1- bis C4-Alkyl, Phenyl,
Naphthyl oder einen aromatischen Fünfring stehen.wherein
p represents an integer from 2 to 7 and
R 3 and R 4 independently of one another are C 1 -C 4 -alkyl, phenyl, naphthyl or an aromatic five-membered ring.
Die Herstellung von Verbindungen I ist über verschiedene an sich
bekannte Syntheseschritte möglich. Grundsätzlich erfolgt sie über
ein sekundäres Amin, dessen
N-H Gruppe oxidativ in die entsprechende N-Oxyl Gruppe
N-O.überführt wird.The preparation of compounds I is possible via various synthesis steps known per se. Basically, it takes place via a secondary amine, the
NH group is oxidatively converted into the corresponding N-oxyl group NO.
Als Oxidationsmittel kommen Peroxide, wie H2O2, t-Butylhydroxyper oxid, Cumolhydroperoxid, Persäuren, wie Metachlorperbenzoesäure, a-Chlorperbenzoesäure, Peressigsäure, p-Nitrobenzoesäure, Perben zoesäure oder Magnesiummonoperoxyphthalat in Betracht.Peroxides such as H 2 O 2 , t-butylhydroxyperoxide, cumene hydroperoxide, peracids such as metachloroperbenzoic acid, a-chloroperbenzoic acid, peracetic acid, p-nitrobenzoic acid, perbenzoic acid or magnesium monoperoxyphthalate are suitable as oxidizing agents.
Die Oxidation kann in einem inerten Lösungsmittel wie CH2Cl2, Petrolether, Toluol, Xylol oder Benzol erfolgen.The oxidation can be carried out in an inert solvent such as CH 2 Cl 2 , petroleum ether, toluene, xylene or benzene.
Die Ausgangsamine der Formel III
The starting amine of Formula III
worin R1, R2, R3 und R4 die bereits angegebene Bedeutung haben,
können z. B. wie folgt erhalten werden:
where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 have the meaning already given, z. B. can be obtained as follows:
Ein mono- oder disubstituiertes 2-Aminoethanol wird hierbei mit einem cyclischen Keton und einem Haloform, z. B. Chloroform oder Bromoform, in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids, gegebenen falls unter Phasentransferbedingungen, zu einem substituierten Alkalimetallhydroxyethylaminoacetat umgesetzt. Dieses kann unter Säurekatalyse cyclisiert werden. Hinsichtlich der Reaktionsbedin gungen wird auf die US-A-4,528,370 verwiesen.A mono- or disubstituted 2-aminoethanol is used here a cyclic ketone and a haloform, e.g. B. chloroform or Bromoform, in the presence of an alkali metal hydroxide if substituted under phase transfer conditions Alkali metal hydroxyethylamino acetate implemented. This can be found under Acid catalysis can be cyclized. Regarding the reaction conditions Please refer to US-A-4,528,370.
Anstatt das Amin unmittelbar in ein erfindungsgemäßes N-Oxyl-Ra dikal zu überführen, kann es auch auf an sich bekannte Weise ver schiedensten Modifikationen unterworfen werden, um danach oxida tiv in entsprechender Weise modifizierte N-Oxyl-Radikale zu er halten (selbstverständlich kann aber auch das N-Oxyl-Radikal als solches modifiziert werden).Instead of directly amine in an N-oxyl-Ra according to the invention to convert dikal, it can also ver in a known manner various modifications are subjected to oxida tiv in a corresponding manner modified N-oxyl radicals hold (of course, the N-oxyl radical as such be modified).
Die Erfindung betrifft außerdem N-Oxyl-Radikalbildner, die da
durch gekennzeichnet sind, daß durch homolytische Spaltung, z. B.
durch Thermolyse, einer chemischen Bindung als ein Fragment ein
erfindungsgemäßes N-Oxyl-Radikal entsteht. Sie weisen die allge
meine Formel IV auf
The invention also relates to N-oxyl radical formers, which are characterized in that by homolytic cleavage, for. B. by thermolysis, a chemical bond as a fragment of an N-oxyl radical according to the invention. They have the general formula IV
worin R1, R2, R3 und R4 die bereits angegebene Bedeutung haben und X für ein beliebiges Radikal, z. B. Methyl, Ethyl, Cyclohexyl, Oc tyl, C(CN)(CH3)2, CHPhCH3 oder CH(CH3)COOR steht.wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 have the meaning already given and X for any radical, for. B. methyl, ethyl, cyclohexyl, octyl, C (CN) (CH 3 ) 2 , CHPhCH 3 or CH (CH 3 ) COOR.
Ausgehend von N-Oxyl-Radikalen I sind N-Oxyl-Radikalbildner IV in einfacher Weise z. B. dadurch erhältlich, daß man eine geringe Menge an Monomeren mittels eines radikalischen Polymerisationsi nitiators (z. B. Peroxid, Hydroperoxid und/oder Azoverbindung) im Beisein eines N-Oxyl-Radikals I radikalisch polymerisiert und an schließend das Polymerisationsprodukt durch Umfällen reinigt (vgl. z. B. DE-A 197 35 225).Starting from N-oxyl radicals I, N-oxyl radical formers IV are in simple way z. B. available in that a small Amount of monomers using a radical polymerizationi initiators (e.g. peroxide, hydroperoxide and / or azo compound) in the In the presence of an N-oxyl radical I radically polymerized and attached finally cleaning the polymerization product by reprecipitation (see e.g. DE-A 197 35 225).
Weiterhin können zur Herstellung von N-Oxyl-Radikalbildnern IV
aus N-Oxyl-Radikalen I die in der EP-A 135280 offenbarten Ver
fahrensweisen zur Umwandlung von N-Oxyl-Radikalen in N-Oxyl-
Radikalbildner angewendet werden. Besonders geeignete Kombinati
onspartner X.zur Herstellung von N-Oxyl-Radikalbildnern IV sind
jene der allgemeinen Formel V
Furthermore, for the preparation of N-oxyl radical formers IV from N-oxyl radicals I, the procedures disclosed in EP-A 135280 for converting N-oxyl radicals into N-oxyl radical formers can be used. Particularly suitable combination partners X. for the preparation of N-oxyl radical formers IV are those of the general formula V
worin R15, R16 und R17 für Wasserstoff oder eine Alkyl- (vorzugs weise C1- bis C4-Alkyl), Phenyl-, Cyano- oder Carbonsäuregruppe oder substituierte Gruppen hiervon stehen.wherein R 15 , R 16 and R 17 are hydrogen or an alkyl (preferably C 1 - to C 4 alkyl), phenyl, cyano or carboxylic acid group or substituted groups thereof.
Als weitere Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen N- Oxyl-Radikalbildnern können diejenigen, die in der US-A 5,021,481 offenbart werden, analog angewendet werden.As a further process for the preparation of N- Oxyl radical formers can be those described in US-A 5,021,481 be disclosed, applied analogously.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen N-Oxyl-Radikale bzw. der ent sprechenden N-Oxyl-Radikalbildner kann in an sich bekannter Weise erfolgen. D. h., sie kann so erfolgen wie es in der EP-A 135280, der US-A 5,412,047, der US-A 5,322,912, der US-A 4,581,429, der WO 96/24620, der DE-A 196 02 539, in TRIP Vol. 4, No 6, June 1996, S. 183 ff, in der DE-A 197 35 225, der DE-A 197 35 222 und in Macro molecules 1997, 30, Seite 324-326 für andere N-Oxyl-Radikale bzw. N-Oxyl-Radikalbildner empfohlen wird. Dies gilt auch dann, wenn die erfindungsgemäßen N-Oxyl-Verbindungen dem in den vorge nannten Schriften geforderten Anforderungsprofil nicht immer ent sprechen. Demzufolge können die erfindungsgemäßen N-Oxyl-Radikale und N-Oxyl-Radikalbildner zur Durchführung kontrollierter radika lisch initiierter Lösungs-, Substanz-, Suspensions-, Emulsions-, Miniemulsions- und Mikroemulsionspolymerisationen (insbesondere auch in wäßrigem Medium) von Monomeren eingesetzt werden. Selbst verständlich eigenen sie sich auch zur Durchführung kontrollier ter inverser radikalischer Emulsionspolymerisationen. Durch Zu gabe von organischen Säuren wie Camphersulfonsäure oder p-Toluol sulfonsäure (US-A 5,322,912) oder durch Zugabe von Dimethyl sulfoxid (US-A 5,412,047), 2-Fluorpyridin-1-meta-p-toluolsulfo nat, 3-Indolyl-buttersäure bzw. Indolylessigsäure zum Polymerisa tionsgemisch kann die Polymerisationsgeschwindigkeit der im Bei sein der erfindungsgemäßen Verbindungen durchgeführten kontrol lierten radikalischen Polymerisationen in der Regel erhöht wer den.The use of the N-oxyl radicals according to the invention or the ent speaking N-oxyl radical generator can in a conventional manner respectively. In other words, it can be carried out as described in EP-A 135280, US-A 5,412,047, US-A 5,322,912, US-A 4,581,429, the WO 96/24620, DE-A 196 02 539, in TRIP Vol. 4, No 6, June 1996, P. 183 ff, in DE-A 197 35 225, DE-A 197 35 222 and in Macro molecules 1997, 30, pages 324-326 for other N-oxyl radicals or N-oxyl radical generator is recommended. This also applies if the N-oxyl compounds according to the invention in the pre mentioned fonts did not always meet the required requirement profile speak. Accordingly, the N-oxyl radicals of the invention and N-oxyl radical formers to carry out controlled radicals lisch initiated solution, substance, suspension, emulsion, Mini-emulsion and micro-emulsion polymerizations (especially can also be used in an aqueous medium) of monomers. Yourself understandably they are also suitable for carrying out control ter inverse radical emulsion polymerizations. By To administration of organic acids such as camphorsulfonic acid or p-toluene sulfonic acid (US-A 5,322,912) or by adding dimethyl sulfoxide (US-A 5,412,047), 2-fluoropyridine-1-meta-p-toluenesulfo nat, 3-indolyl-butyric acid or indolylacetic acid to the polymer tion mixture, the rate of polymerization in the case be carried out control of the compounds of the invention radicalized polymerizations usually increased who the.
Als in Kombination mit den stabilen erfindungsgemäßen N-Oxyl- Radikalen I im Rahmen kontrollierter radikalisch initiierter Polymerisationen einzusetzende radikalische Polymerisations initiatoren kommen prinzipiell alle diejenigen in Betracht, die in der Lage sind, eine radikalische Polymerisation auszulösen. Es kann sich dabei sowohl um Peroxide (z. B. Peroxodischwefelsäure oder deren Alkalimetallsalze), Hydroperoxide als auch um Azo verbindungen handeln. Sie können sowohl öllöslich als auch was serlöslich sein und werden dem gewählten Polymerisationsmedium und der gewählten Polymerisationstemperatur in an sich bekannter Weise angepaßt. Selbstverständlich eignen sich auch Redoxinita torsysteme.As in combination with the stable N-oxyl according to the invention Radicals I within the framework of controlled radical initiated Free radical polymerization to be used for polymerizations In principle, initiators are all those who are able to trigger a radical polymerization. It can be peroxides (e.g. peroxodisulfuric acid or their alkali metal salts), hydroperoxides and azo trade connections. They can be both oil-soluble and what be soluble in water and become the chosen polymerization medium and the chosen polymerization temperature in a manner known per se Adapted way. Of course, redoxinita are also suitable door systems.
Als im Beisein der erfindungsgemäßen N-Oxyl-Radikale I kontrol liert radikalisch initiiert polymerisierbare Monomere kommen alle diejenigen in Betracht, die wenigstens eine ethylenisch unge sättigte Gruppe aufweisen. Zu diesen Monomeren zählen Olefine, wie z. B. Ethylen, vinylaromatische Monomere wie Styrol, α-Methyl styrol, o-Chlorstyrol oder Vinyltoluole, Vinyl- und Vinyliden halogenide wie Vinyl- und Vinylidenchlorid, Ester aus Vinyl alkohol und 1 bis 12 C-Atome aufweisenden Monocarbonsäuren wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyllaurat sowie im Handel befindliche Monomere VEOVA® 9-11 (VEOVA X ist ein Handelsname der Firma Shell und steht für Vinylester von Carbon säuren, die auch als Versatic® X-Säuren bezeichnet werden), Ester aus Allylalkohol und 1 bis 12 C-Atome aufweisenden Monocarbon säuren wie Allylacetat, Allylpropionat, Allyl-n-butyrat und Allyllaurat, Ester aus vorzugsweise 3 bis 6 C-Atome aufweisenden α,β-monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, wie insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure, mit im allgemeinen 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8 und insbesondere 1 bis 4 C-Atome aufweisenden Alkanolen, wie besonders Acrylsäure- und Methacrylsäuremethyl-, -ethyl-, -n-butyl-, -iso-butyl, -tert.-butyl- und -2-ethylhexylester, Maleinsäuredimethylester oder Maleinsäure-n-butylester, Nitrile α,β-monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren wie Acrylnitril so wie C4-8-konjugierte Diene wie 1,3-Butadien und Isopren. Aber auch 3 bis 6 C-Atome aufweisende α,β-monoethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren und deren Amide wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylamid und Methacrylamid, N-Methylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N-Isopro pylacrylamid und N,N'-Dimethylacrylamid, ferner Vinylsulfonsäure und deren wasserlösliche Salze sowie N-Vinylpyrrolidon sind geei gnet. Dies gilt ebenso für solche Monomere, die üblicherweise die innere Festigkeit der resultierenden Polymerisate erhöhen und die normalerweise eine Epoxy-, Hydroxy- oder N-Methylolgruppe aufwei sen. Beispiele hierfür sind N-Alkylolamide von 3 bis 10 C-Atome aufweisenden α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren sowie deren Ether mit 1 bis 4 C-Atome aufweisenden Alkanolen, unter de nen das N-Methylolacrylamid und das N-Methylolmethacrylamid ganz besonders bevorzugt sind.As in the presence of the N-oxyl radicals I according to the invention controlled radically initiated polymerizable monomers, all those are suitable which have at least one ethylenically unsaturated group. These monomers include olefins, such as. B. ethylene, vinyl aromatic monomers such as styrene, α-methyl styrene, o-chlorostyrene or vinyl toluenes, vinyl and vinylidene halides such as vinyl and vinylidene chloride, esters of vinyl alcohol and monocarboxylic acids containing 1 to 12 carbon atoms such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl -n-butyrate, vinyl laurate and commercially available monomers VEOVA® 9-11 (VEOVA X is a trade name of Shell and stands for vinyl esters of carboxylic acids, which are also known as Versatic® X acids), esters from allyl alcohol and 1 monocarboxylic acids containing up to 12 carbon atoms, such as allyl acetate, allyl propionate, allyl n-butyrate and allyl laurate, esters of α, β-monoethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids preferably having 3 to 6 carbon atoms, such as in particular acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, Fumaric acid and itaconic acid, with alkanols generally having 1 to 12, preferably 1 to 8 and in particular 1 to 4, carbon atoms, such as, in particular, acrylic acid and methacrylic acid emethyl-, -ethyl-, -n-butyl-, -iso-butyl, -tert.-butyl- and -2-ethylhexyl ester, maleic acid dimethyl ester or maleic acid n-butyl ester, nitriles α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylonitrile such as C 4-8 conjugated dienes such as 1,3-butadiene and isoprene. But also 3 to 6 carbon atoms α, β-monoethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids and their amides such as. B. acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, acrylamide and methacrylamide, N-methylacrylamide, N-ethyl acrylamide, N-isopro pylacrylamide and N, N'-dimethylacrylamide, also vinyl sulfonic acid and its water-soluble salts and N-vinylpyrrolidone are suitable. This also applies to those monomers which usually increase the internal strength of the resulting polymers and which normally have an epoxy, hydroxyl or N-methylol group. Examples of these are N-alkylolamides of α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acids having 3 to 10 carbon atoms and their ethers with alkanols having 1 to 4 carbon atoms, among which the N-methylolacrylamide and the N-methylolmethacrylamide are very particularly preferred .
Bezogen auf die molare Menge an radikalisch zu polymerisierenden Monomeren beträgt die für eine kontrollierte radikalische Poly merisation zu verwendende Menge an erfindungsgemäßen N-Oxyl-Radi kalen oder N-Oxyl-Radikalbildnern in der Regel 10-6 bis 5 mol-%, meist 10-4 bis 1 mol-%. Das molare Verhältnis zwischen N-Oxyl-Ra dikalen und radikalischem Polymerisationsinitiator wird in der Regel für eine kontrollierte radikalisch initiierte Polymeri sation zu 0,5 bis 5, häufig zu 0,8 bis 4 gewählt. Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen N-Oxyl-Radikale und N-Oxyl-Ra dikalbildner zur Durchführung radikalisch initiierter wäßriger Emulsionspolymerisationen.Based on the molar amount of monomers to be polymerized by radicals, the amount of N-oxyl radicals or N-oxyl radical formers according to the invention to be used for a controlled radical polymerization is generally 10 -6 to 5 mol%, usually 10 - 4 to 1 mol%. The molar ratio between N-oxyl radicals and radical polymerization initiator is generally chosen to be 0.5 to 5, often 0.8 to 4, for a controlled radical-initiated polymerization. The N-oxyl radicals and N-oxyl radical formers according to the invention are particularly suitable for carrying out radically initiated aqueous emulsion polymerizations.
Die erfindungsgemäßen Radikale eignen sich ferner als Inhibitoren zur Unterbindung einer unerwünschten radikalisch initiierten Polymerisation von Monomeren, d. h., zur Stabilisierung von Mono meren (als Stabilisatoren). Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung der erfindungsgemäßen N-Oxyl-Radikale zur Stabilisie rung von ethylenisch ungesättigten Monomeren gegen unerwünschte radikalisch initiierte Polymerisation. Die Einsatzkonzentrationen betragen hierzu im Allgemeinen 0,001 bis 0,1 mol-%, bezogen auf die Monomeren. The radicals according to the invention are also suitable as inhibitors to prevent an undesired radically initiated Polymerization of monomers, i.e. i.e., to stabilize mono mer (as stabilizers). The invention therefore also relates to the Use of the N-oxyl radicals according to the invention for stabilization tion of ethylenically unsaturated monomers against undesired radical initiated polymerization. The application concentrations are generally 0.001 to 0.1 mol%, based on the monomers.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher veran schaulicht.The invention is illustrated by the following examples clear.
Zu 17,7 g 3,3-Pentamethylen-5,5-dimethyl-2-morpholon in 500 ml Methylenchlorid werden bei 0°C 34,2 g 3-Chlorperoxybenzoesäure in nerhalb von 2 Stunden portionsweise zugegeben. Es wird anschlie ßend 12 Stunden gerührt, wobei man die Temperatur auf 23°C erhöht. Anschließend werden 250 ml gesättigter NaHCO3-Lösung zugegeben. Die organische Phase wird abgetrennt, mit 200 ml 20%iger Na2SO3-Lösung und dreimal mit je 200 ml Wasser ausgeschüttelt. Die organische Phase wird mit MgSO4 getrocknet, filtriert und im Va kuum eingeengt. Ausbeute: 18,2 g.To 17.7 g of 3,3-pentamethylene-5,5-dimethyl-2-morpholone in 500 ml of methylene chloride, 34.2 g of 3-chloroperoxybenzoic acid are added in portions at 0 ° C. in the course of 2 hours. The mixture is then stirred for 12 hours, increasing the temperature to 23 ° C. Then 250 ml of saturated NaHCO 3 solution are added. The organic phase is separated off, extracted with 200 ml of 20% Na 2 SO 3 solution and extracted three times with 200 ml of water each time. The organic phase is dried with MgSO 4 , filtered and concentrated in vacuo. Yield: 18.2 g.
Zu 100,4 g 3,3-Tetramethylen-5,5-dimethyl-2-morpholon in 1,5 l Methylenchlorid werden bei 0°C 172,5 g 3-Chlorperoxybenzoesäure innerhalb von 2 Stunden portionsweise zugegeben. Es wird an schließend 12 Stunden gerührt, wobei man die Temperatur auf 23°C erhöht.To 100.4 g of 3,3-tetramethylene-5,5-dimethyl-2-morpholone in 1.5 l Methylene chloride are 172.5 g of 3-chloroperoxybenzoic acid at 0 ° C added in portions within 2 hours. It's going on then stirred for 12 hours, bringing the temperature to 23 ° C elevated.
Anschließend wird gesättigte NaHCO3-Lösung zugegeben bis die Gas entwicklung aufhört. Die organische Phase wird abgetrennt, mit 200 ml 20%iger Na2SO3-Lösung und dreimal mit je 200 ml Wasser ausgeschüttelt. Die organische Phase wird mit MgSO4 getrocknet, filtriert und im Vakuum eingeengt. Ausbeute: 92,4 g roter kri stalliner Feststoff. Then saturated NaHCO 3 solution is added until the gas evolution ceases. The organic phase is separated off, extracted with 200 ml of 20% Na 2 SO 3 solution and extracted three times with 200 ml of water each time. The organic phase is dried with MgSO 4 , filtered and concentrated in vacuo. Yield: 92.4 g of red crystalline solid.
Weitere N-Oxyl-Radikale der Formel I können nach analogen Verfah ren hergestellt werden.Further N-oxyl radicals of the formula I can be prepared in a similar manner be produced.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen Emulsions- und Miniemul sionspolymerisationen in Gegenwart der erfindungsgemäßen Radi kale. Im Fall der Miniemulsionspolymerisationen wurde die jeweils angegebene Vorlage mittels eines Ultraschallgerätes (Dr. Hiel scher; Modell UP 400 S) 5 Minuten lang bei der Einstellung 25% und dann weitere 20 Minuten lang bei der Einstellung 100% emul giert. Für Emulsionspolymerisationen wurde das Monomerengemisch durch Rühren der Vorlage-Bestandteile emulgiert. Das Verfahren im Anschluss an das Einfüllen der Vorlage-Emulsion in den Reaktions kolben ist nachstehend jeweils angegeben. Das Entgasen erfolgte, indem der Reaktionskolben mit Stickstoff auf einen Druck von 50 bar gefüllt und evakuiert wurde. Dieser Vorgang wurde fünfmal wiederholt.The following examples illustrate emulsion and miniemul sion polymerizations in the presence of the Radi kale. In the case of the miniemulsion polymerizations, the specified template using an ultrasound device (Dr. Hiel shear; UP 400 S model) for 5 minutes at 25% setting and then another 20 minutes at the 100% emul setting yaws. The monomer mixture was used for emulsion polymerizations emulsified by stirring the template components. The procedure in Following the filling of the template emulsion in the reaction piston is given below. The degassing was done by pressurizing the reaction flask with nitrogen to 50 bar filled and evacuated. This was done five times repeated.
Die in den nachstehenden Beispielen angegebenen Umsätze wurden durch Gravimetrie berechnet. Es handelt sich daher um gewichtsbe zogene prozentuale Umsätze, die sich auf den Reaktionsumsatz von Monomer zu Polymer zum Zeitpunkt der Probennahme beziehen und nicht auf die Gesamtmenge des Monomers bei der Reaktion bezogen sind.The sales reported in the examples below were calculated by gravimetry. It is therefore weight based % sales based on the reaction sales of Relate monomer to polymer at the time of sampling and not based on the total amount of the monomer in the reaction are.
Der Inhalt des Reaktionskolben wurde entgast, auf 110°C erwärmt und 1 Stunde lang auf dieser Temperatur gehalten. Anschließend gab man über 3 Stunden den Zulauf 1 zu und ließ die Reaktion 3 Stunden fortschreiten. Dann gab man den Zulauf 2 dazu und hielt den Reaktionskolben weitere 4 Stunden auf 110°C bevor er auf Um gebungstemperatur abgekühlt wurde.The contents of the reaction flask were degassed, heated to 110 ° C and kept at this temperature for 1 hour. Subsequently feed 1 was added over 3 hours and reaction 3 was left Progress for hours. Then feed 2 was added and held the reaction flask to 110 ° C for another 4 hours before changing to Um temperature was cooled.
Die Umwandlung von Monomer zu Polymer unmittelbar vor der Zugabe von Zulauf 2 (d. h. nach 7 Stunden) bei 110°C betrug 13% und am Ende der Polymerisation 12%. Die Molekulargewichtsverteilung (MWD) nach 7 Stunden Polymerisation wies laut Messung eine Poly dispersität von 1,7 mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 5,30 × 103 g.mol-1 auf. Die MWD des Polymers am Ende der Po lymerisation wies eine Polydispersität von 1,8 mit einem zahlen mittleren Molekulargewicht von 7,09 × 103 g.mol-1 auf. Das erhal tene Polymer wies laut GPC-Untersuchung Diblock-Charakter auf.The conversion of monomer to polymer immediately before the addition of feed 2 (ie after 7 hours) at 110 ° C. was 13% and at the end of the polymerization 12%. The molecular weight distribution (MWD) after 7 hours of polymerization had a poly dispersity of 1.7 with a number average molecular weight of 5.30 × 10 3 g.mol -1 . The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 1.8 with a number average molecular weight of 7.09 × 10 3 g.mol -1 . The polymer obtained had a diblock character, according to the GPC investigation.
Der Inhalt des Reaktionskolben wurde entgast, auf 130°C erwärmt und 1 Stunde lang auf dieser Temperatur gehalten. Anschließend gab man über 2 Stunden den Zulauf 1 zu und ließ die Reaktion 1,5 Stunden fortschreiten. Dann gab man den Zulauf 2 über 2 Stunden dazu und hielt den Reaktionskolben weitere 2 Stunden auf 130°C, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.The contents of the reaction flask were degassed, heated to 130 ° C and kept at this temperature for 1 hour. Subsequently feed 1 was added over 2 hours and the reaction was left 1.5 Progress for hours. Then the feed 2 was given over 2 hours and held the reaction flask at 130 ° C for a further 2 hours, before it has cooled to ambient temperature.
Die Umwandlung von Monomer zu Polymer unmittelbar vor der Zugabe von Zulauf 2 bei 130°C betrug 30% und am Ende der Polymerisation 37%. Die Molekulargewichtsverteilung (MWD) nach 4 Stunden Poly merisation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,4 mit ei nem zahlenmittleren Molekulargewicht von 6,16 × 103 g.mol-1 auf. Die MWD des Polymers am Ende der Polymerisation wies eine Poly dispersität von 1,4 mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1,60 × 104 g.mol-1 auf. Es wurden zwei Glasübergangstemperatu ren festgestellt (39°C und 71°C). Das erhaltene Polymer wies laut GPC-Untersuchung Diblock-Charakter auf.The conversion of monomer to polymer immediately before the addition of feed 2 at 130 ° C. was 30% and 37% at the end of the polymerization. The molecular weight distribution (MWD) after 4 hours of polymerization showed, according to the measurement, a polydispersity of 1.4 with a number average molecular weight of 6.16 × 10 3 g.mol -1 . The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a poly dispersity of 1.4 with a number average molecular weight of 1.60 × 10 4 g.mol -1 . Two glass transition temperatures were found (39 ° C and 71 ° C). The polymer obtained had a diblock character according to GPC analysis.
Der Inhalt des Reaktionskolbens wurde entgast, auf 130°C erwärmt und bei dieser Temperatur 1 Stunde lang gehalten. Im Anschluss gab man über 3 Stunden den Zulauf 1 dazu und ließ die Reaktion 1 Stunde lang ablaufen. Danach gab man über 1 Stunde den Zulauf 2 dazu und hielt den Reaktionskolben weitere 2 Stunden bei 130°C, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.The contents of the reaction flask were degassed, heated to 130 ° C and kept at this temperature for 1 hour. In connection feed 1 was added over 3 hours and reaction 1 was left Expire for an hour. Then the inlet 2 was added over 1 hour and held the reaction flask at 130 ° C for a further 2 hours, before it has cooled to ambient temperature.
Die Umwandlung von Monomer zu Polymer unmittelbar vor Zugabe von Zulauf 2 (d. h. nach 5 Stunden) bei 130°C betrug 10% und am Ende der Polymerisation 35%. Die MWD des Polymers am Ende der Polyme risation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,7 mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 3,27 × 104 g.mol-1 auf.The conversion of monomer to polymer immediately before addition of feed 2 (ie after 5 hours) at 130 ° C. was 10% and at the end of the polymerization 35%. The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 1.7 with a number average molecular weight of 3.27 × 10 4 g.mol -1 .
Man gab den Zulauf 1 zum Reaktionskolben und entgaste den Inhalt des Reaktionskolbens. Der Reaktionskolben wurde dann auf 100°C erwärmt und 16 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die Temperatur auf 120°C erhöht und weitere 6 Stunden ge halten. Im Anschluss daran wurde die Temperatur auf 130°C erhöht und 6 Stunden lang gehalten.Feed 1 was added to the reaction flask and the contents were degassed of the reaction flask. The reaction flask was then raised to 100 ° C warmed and held at this temperature for 16 hours. Then the temperature was raised to 120 ° C and ge for a further 6 hours hold. The temperature was then raised to 130 ° C and held for 6 hours.
Die Umwandlung von Monomer zu Polymer nach 6 Stunden bei 120°C betrug 12% und nach weiteren 2 Stunden bei 120°C 22%. Nach 6 Stunden bei 130°C betrug die Umwandlung 39%. Die MWD des Endpro dukts wies laut Messung eine Polydispersität von 2,9 mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 6,72 × 103 g.mol-1 auf.The conversion from monomer to polymer after 6 hours at 120 ° C was 12% and after a further 2 hours at 120 ° C 22%. After 6 hours at 130 ° C the conversion was 39%. The MWD of the end product had a polydispersity of 2.9 with a number average molecular weight of 6.72 × 10 3 g.mol -1 .
Man gab den Zulauf 1 zum Inhalt des Reaktionskolbens und entga ste. Der Kolben wurde auf 130°C erwärmt und 5 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde Zulauf 2 zugegeben und der Reaktionskolben weitere 6 Stunden bei 130°C gehalten, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.Feed 1 was added to the contents of the reaction flask and degassed ste. The flask was heated to 130 ° C and opened for 5 hours kept at this temperature. Then feed 2 was added and the Reaction flask kept at 130 ° C for another 6 hours before was cooled to ambient temperature.
Die Umwandlung von Monomer zu Polymer unmittelbar vor der Zugabe von Zulauf 2 (d. h. nach 5 Stunden) bei 130°C betrug 19% und am Ende der Polymerisation 41%. Die MWD nach 5 Stunden Polymerisa tion wies laut Messung eine Polydispersität von 2,8 mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1,08 × 104 g.mol-1 auf. Die MWD des Polymers am Ende der Polymerisation wies laut Messung eine Polydispersität von 2,7 mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von 1,39 × 104 g.mol-1 auf. Das erhaltene Polymer zeigte nach GPC-Untersuchung Diblock-Charakter.The conversion of monomer to polymer immediately before the addition of feed 2 (ie after 5 hours) at 130 ° C. was 19% and at the end of the polymerization 41%. The MWD after 5 hours of polymerization had a polydispersity of 2.8 with a number average molecular weight of 1.08 × 10 4 g.mol -1 . The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 2.7 with a number average molecular weight of 1.39 × 10 4 g.mol -1 . The polymer obtained showed diblock character after GPC examination.
Man gab den Zulauf 1 zum Inhalt des Reaktionskolbens und entga ste. Der Kolben wurde auf 130°C erwärmt und 5 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde Zulauf 2 über 1 Stunde zu gegeben und der Reaktionskolben weitere 6 Stunden bei 130°C ge halten, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.Feed 1 was added to the contents of the reaction flask and degassed ste. The flask was heated to 130 ° C and opened for 5 hours kept at this temperature. Then feed 2 was closed over 1 hour given and the reaction flask ge for a further 6 hours at 130 ° C. hold before it has cooled to ambient temperature.
Die Umwandlung von Monomer zu Polymer betrug nach 4 Stunden 10% und am Ende der Polymerisation 21%. Die MWD nach 4 Stunden Poly merisation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,8 mit ei nem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2,49 × 103 g.mol-1 auf. Die MWD des Polymers am Ende der Polymerisation wies laut Messung eine Polydispersität von 2, 2 mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von 1,90 × 104 g.mol-1 auf.The conversion from monomer to polymer was 10% after 4 hours and 21% at the end of the polymerization. The MWD after 4 hours of polymerization showed a polydispersity of 1.8 with a number average molecular weight of 2.49 × 10 3 g.mol -1 according to the measurement. The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 2.2 with a number-average molecular weight of 1.90 × 10 4 g.mol -1 .
Der Zulauf 1 wurde in den Reaktionskolben eingeführt und dessen Inhalt anschließend entgast. Der Kolben wurde auf 130°C erwärmt und 7 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.Feed 1 was introduced into the reaction flask and its Content then degassed. The flask was heated to 130 ° C and held at this temperature for 7 hours before turning on Ambient temperature was cooled.
Die Umwandlung des Monomers zum Polymer betrug nach 4 Stunden 14% und am Ende der Polymerisation 31%. Die MWD des Polymers nach 4 Stunden Polymerisation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,5 mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 9,47 × 103 g.mol-1 auf. Die MWD des Polymers am Ende der Polymerisation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,4 mit einem zahlenmittle ren Molekulargewicht von 2,28 × 104 g.mol-1 auf.The conversion of the monomer to the polymer was 14% after 4 hours and 31% at the end of the polymerization. The MWD of the polymer after 4 hours of polymerization had a polydispersity of 1.5 with a number average molecular weight of 9.47 × 10 3 g.mol -1 . The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 1.4 with a number average molecular weight of 2.28 × 10 4 g.mol-1.
Der Zulauf 1 wurde in den Reaktionskolben eingeführt und dessen 1 Inhalt anschließend entgast. Der Kolben wurde auf 130°C erwärmt und 16 Stunden und 45 Minuten lang bei dieser Temperatur gehal ten, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde.Feed 1 was introduced into the reaction flask and its 1 content then degassed. The flask was heated to 130 ° C and held at this temperature for 16 hours and 45 minutes before it has cooled to ambient temperature.
Die Umwandlung des Monomers zum Polymer betrug nach 2 Stunden 52%, nach 4 Stunden 64% und am Ende der Polymerisation 84%. Die MWD des Polymers am Ende der Polymerisation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,5 mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von 3,26 × 104 g.mol-1 auf.The conversion of the monomer to the polymer was 52% after 2 hours, 64% after 4 hours and 84% at the end of the polymerization. The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 1.5 with a number average molecular weight of 3.26 × 10 4 g.mol -1 .
Der Zulauf 1 wurde in den Reaktionskolben eingeführt und dessen Inhalt anschließend entgast. Der Kolben wurde auf 130°C erwärmt und 10 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten, bevor er auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde. Feed 1 was introduced into the reaction flask and its Content then degassed. The flask was heated to 130 ° C and held at this temperature for 10 hours before turning on Ambient temperature was cooled.
Nachstehend ist die Umwandlung von Monomer zu Polymer nach unter
schiedlichen Zeitabschnitten angegeben:
The conversion of monomer to polymer is shown below under different time periods:
Die MWD des Polymers am Ende der Polymerisation wies laut Messung eine Polydispersität von 1,9 mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von 1,51 × 104 g.mol-1 auf.The MWD of the polymer at the end of the polymerization had a polydispersity of 1.9 with a number-average molecular weight of 1.51 × 10 4 g.mol -1 .
Die folgenden Umsetzungen in Substanz wurden in Teströhrchen durchgeführt. Die Gesamtmasse jeder Probe betrug etwa 10 g. Jede Probe wurde durch Durchleiten von Stickstoff entgast, dann gegen über der Atmosphäre abgedichtet und 7 Stunden lang in ein thermo statiertes Ölbad der gewünschten Temperatur eingetaucht. Die Ver suche wurden unter Verwendung von entweder Styrol oder n-Butyla crylat als Monomer, Benzoylperoxid als Initiator und jeweils ei nes Reglers durchgeführt. TEMPO wurde zum Vergleich mit aufgenom men. Die Tabellen zeigen die eingesetzten Mengen, die erreichte Umsetzung, das zahlenmittlere Molekulargewicht (<Mn<) und die Po lydispersität des Polymers MWD (γ).The following reactions in bulk were carried out in test tubes. The total mass of each sample was approximately 10 g. Each sample was degassed by passing nitrogen through it, then sealed from the atmosphere and immersed in a thermostated oil bath at the desired temperature for 7 hours. The experiments were carried out using either styrene or n-butyl acrylate as the monomer, benzoyl peroxide as the initiator and in each case a regulator. TEMPO was included for comparison. The tables show the amounts used, the conversion achieved, the number average molecular weight (<M n <) and the polydispersity of the polymer MWD (γ).
Bei 110°C wurde in Gegenwart von TEMPO keine nennenswerte Umsetzung erhalten.At 110 ° C in the presence of TEMPO there was no significant conversion receive.
In Gegenwart von TEMPO wurde keine nennenswerte Umsetzung be obachtet.In the presence of TEMPO, no significant implementation was carried out takes care.
Claims (8)
worin
R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander für organische Reste stehen oder R1 und R2 und/oder R3 und R4 gemeinsam mit dem sie tragenden C-Atom für einen aus wenigstens drei Atomen bestehenden Ring stehen.1. N-oxyl radicals of the general formula I
wherein
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 independently of one another represent organic radicals or R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 together with the carbon atom carrying them represent a ring consisting of at least three atoms.
stehen, worin
R5 für gegebenenfalls verzweigtes C1- bis C20-Alkylen;
R6 jeweils unabhängig für H, C1- bis C20-Alkyl, gegebenen falls durch Sauerstoffatome unterbrochenes C3- bis C20-Cycloalkyl oder Aryl;
R7 jeweils unabhängig für C1- bis C20-Alkyl oder Aryl;
R8 für eine chemische Bindung oder gegebenenfalls verzweig tes C1- bis C20-Alkylen; und
R9 für H, C1- bis C20-Alkyl, Aryl oder ein Alkalimetall;
p für 0 oder 1; und
n für eine ganze Zahl von 1 bis 100 steht,
oder R3 und R4 gemeinsam für ein Sauerstoffatom und/oder R1 und R2 und/oder R3 und R4 gemeinsam mit dem sie tragenden C- Atom einen aus 3 bis 8 Atomen bestehenden carbocyclischen Ring bilden, in dem 1 oder 2 C-Atome durch O, S oder N er setzt sein können.2. N-oxyl radicals according to claim 1, characterized in that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 independently of one another for C 1 - to C 20 -alkyl, optionally substituted aryl, heteroaryl,
stand in what
R 5 for optionally branched C 1 to C 20 alkylene;
R 6 in each case independently for H, C 1 to C 20 alkyl, if appropriate C 3 to C 20 cycloalkyl or aryl interrupted by oxygen atoms;
R 7 each independently for C 1 to C 20 alkyl or aryl;
R 8 for a chemical bond or optionally branched C 1 - to C 20 alkylene; and
R 9 is H, C 1 to C 20 alkyl, aryl or an alkali metal;
p for 0 or 1; and
n stands for an integer from 1 to 100,
or R 3 and R 4 together for an oxygen atom and / or R 1 and R 2 and / or R 3 and R 4 together with the C atom carrying them form a carbocyclic ring consisting of 3 to 8 atoms, in which 1 or 2 C atoms can be replaced by O, S or N.
worin
R3 und R4 unabhängig voneinander für C1- bis C4-Alkyl, Phe nyl, Naphthyl oder einen aromatischen Fünfring stehen und
p für eine ganze Zahl von 2 bis 7 steht.3. N-oxyl radicals according to claim 2, the general formula II
wherein
R 3 and R 4 independently of one another are C 1 - to C 4 -alkyl, phenyl, naphthyl or an aromatic five-membered ring and
p represents an integer from 2 to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19845298A DE19845298A1 (en) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | New N-oxyl radicals for use in the controlled polymerisation of unsaturated monomers, especially acrylate esters, comprise N-oxides of 5-morpholone derivatives with organic substituents at positions two and six |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19845298A DE19845298A1 (en) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | New N-oxyl radicals for use in the controlled polymerisation of unsaturated monomers, especially acrylate esters, comprise N-oxides of 5-morpholone derivatives with organic substituents at positions two and six |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19845298A1 true DE19845298A1 (en) | 2000-04-06 |
Family
ID=7883105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19845298A Withdrawn DE19845298A1 (en) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | New N-oxyl radicals for use in the controlled polymerisation of unsaturated monomers, especially acrylate esters, comprise N-oxides of 5-morpholone derivatives with organic substituents at positions two and six |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19845298A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10036801A1 (en) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Tesa Ag | Acrylic PSAs with a narrow molecular weight distribution |
US6544304B2 (en) | 2001-04-02 | 2003-04-08 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Candle wax stabilized with morpholinones |
WO2008110466A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Basf Se | Nitroxides for lithium-ion batteries |
-
1998
- 1998-10-01 DE DE19845298A patent/DE19845298A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10036801A1 (en) * | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Tesa Ag | Acrylic PSAs with a narrow molecular weight distribution |
US6974853B2 (en) | 2000-07-28 | 2005-12-13 | Tesa Ag | Acrylate contact adhesive materials having tight molecular weight distribution |
US6544304B2 (en) | 2001-04-02 | 2003-04-08 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Candle wax stabilized with morpholinones |
WO2008110466A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Basf Se | Nitroxides for lithium-ion batteries |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69933020T2 (en) | Nitroxyl derivatives having glycidyl or alkylcarbonyl groups as initiators for radical polymerizations | |
DE3787664T2 (en) | Hairline crack resistant, linear, polymodal block copolymers with end blocks made of resin polymers. | |
EP1083186B1 (en) | Telechelic oligomers and polymers | |
DE19909767A1 (en) | New 1-alkoxy-polyalkyl-piperidine derivatives used as initiators in free radical polymerization processes | |
DE3852956T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING POLYMER-TIED STABILIZERS FROM NON-POLYMERIZABLE STABILIZERS. | |
DE69827926T2 (en) | A METHOD FOR THE PRODUCTION OF POLYMIC MICROGELS | |
DE2640967A1 (en) | THERMAL RESINS AND METHODS FOR THEIR MANUFACTURING | |
DE2434203B2 (en) | Process for polymerizing vinyl monomers and a catalyst for carrying it out | |
DE3712265A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING HIGH POLYMERIZATION COPOLYMERS | |
DE2118127A1 (en) | Process for the production of lactide polymers | |
DE2029416B2 (en) | Process for the production of liquid polymers | |
DE19845298A1 (en) | New N-oxyl radicals for use in the controlled polymerisation of unsaturated monomers, especially acrylate esters, comprise N-oxides of 5-morpholone derivatives with organic substituents at positions two and six | |
DE2829807A1 (en) | PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF STYRENE POLYMERS OR COPOLYMERS OF STYRENE | |
DE2723920C2 (en) | ||
DE19942614A1 (en) | Preparation of novel telechilic oligomers and polymers of molecular weight 500-10000, useful as structural units of plastics, adhesives etc., comprises radical polymerization of monomer, alkoxyamine initiator and functionalizing reagent | |
EP1054913B1 (en) | Method for the production of polymers from n-vinyl compounds | |
EP0001782B1 (en) | Process for preparing graft copolymers | |
DE19939031A1 (en) | N-oxyl radicals | |
DE19648565A1 (en) | Process for the preparation of polyalkyl (meth) acrylates | |
DE69106299T3 (en) | Peroxyester and its use as a polymerization initiator and curing agent. | |
EP1218419B1 (en) | Polymerization method | |
DE912152C (en) | Process for the polymerization or copolymerization of polymerizable unsaturated organic compounds | |
WO2000035963A1 (en) | Method for living free-radical polymerization | |
DE2143363B2 (en) | Process for increasing the molecular weight of polymers with at least one terminal lithium atom | |
DE1520278A1 (en) | Process for the production of copolymers of low molecular weight |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |