DE2102953C2 - Trien-Kohlenwasserstoffe mit 2 konjugierten Doppelbindungen - Google Patents
Trien-Kohlenwasserstoffe mit 2 konjugierten DoppelbindungenInfo
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Description
CH3
(D
2. 2-(r-Methylen-3'-methyl-buten-2'-yl)-norborn-5-en
15
CH2 CH3
Il /
C-CH=C
(Π)
CH3
3. 2-(2'-Methylen4'-mcthyl-pent-3'-enyl)-norborn-5-en
~D
CH2 CH3
Il /
CH2-C-CH = C (Π1) J0
CH3
4. 2-(r-ÄthyIiden-2'-methyl-buten-2'-yl)-norborn- J5
5-en
CHCH3
ifVc-?=CH-
CH3 α V) 40
X/
CH3
5. 2-(l'-Äthyliden-buten-2'-yl)-norborn-5-en CHCH3
Il
-C-CH = CH-CH3 (V)
45
6. 2-(l'-Methyl-penta-r,3'-dienyl)-norborn-5-en
CH3
C = CH-CH = CH-CH3
(VI)
7. 2-(Penta-l',3'-dienyI)-2-methyl-norbom-5-en
CH = CH — CH = CH — CH3
(VII)
55
bO
8. 2-(l'-Methyl-hexa-2\4'-dienyl)-norborn-5-en
CH3
CH-CH=CH-CH=CH-Ch3
(VID)
9. 2-( 1 '-Propenyl-äthyliden)-norborri-5-en
CH3
C-CH = CH — CH3 (IX)
10. 2-(3'-Methyl-cyclopent-2'-enyliden-l')-norborn-5-en
CH3
(X)
11. 2-(Norborn-5-en)-r-(3',5',5'-trimethyl-cyclohex-2'-enyliden-l')-metnan
CH3
CH=
(XI)
H3C CH3
12. 2-(3',4',6'-Trimethyl-cyclohex-2'-enyiiden-l')-norborn-5-en
CH3
CH3
CH3
13. 2-(But-2'-enyliden-l')-norborn-5-en CH-CH=CH-CH3
(XII)
(ΧΠΙ)
β-, Die Erfindung betrifft Trien-KohlenwasserstofTe mit
zwei konjugierten Doppelbindungen der nachstehend angegebenen Formeln (I) bis (XIII).
Die den Gegenstand der Erfindung bildenden neuen
Trien-Kohlenwasserstofle mit zwei konjugierten
Doppelbindungen haben die folgenden Formeln:
2-(2',4'-Dimethyl-penta-l',3'-dienyl)-norborn-5-en CH3 CH3
CH = C-CH =
(0
CH3
2-(l'-Methylen-3'-methyl-buten-2'-yl)-norborn-5-en CH2 CH3
C-CH = C
(Π)
CH3
2-( 1 '-Methyl-penta-1 ',3'-dienyl)-norborn-5-en
CH3
C = CH-CH = CH-CH3
C = CH-CH = CH-CH3
(Vl)
2-(Penta-r,3'-dienyl)-2-methyl-norburn-5-en
2-( 1 '-Propenyl-äthyliden)-norborn-5-en
CH3
CH3
C-CH = CH-CH3
IU
20 (IX)
2-(3'-Methyl-cycIopent-2'-enyliden-l')-norborn-5-en
CH3
CH3
(X)
2-(Norborn-5-en)-r-(3',5',5'-trimethyl-cyclohex-2'-enyliden-l')-methan
2-(2'-Methylen-4'-methyl-pent-3'-enyl)-norborn-5-en
CH2 CH3
Il /
-CH2-C-CH = C (ΠΙ) -
CH3
2-(l'-Äthyliden-2'-methyl-buten-2'-yl)-norborn-5-en Jn
CHCH3
-C-C = CH-CH3 (IV)
-C-C = CH-CH3 (IV)
I 3)
CH3
2-(l'-Äthyliden-buten-2'-yl)-norborn-5-en
2-(l'-Äthyliden-buten-2'-yl)-norborn-5-en
CHCH3 w
-C-CH = CH-CH3 (V)
CH3
-CH=·
(Xl)
H3C CH3
2-(3',4',6'-Trimethyl-cyclohex-2'-enyliden-r)-norborn-5-en
CH3
CH3
(XD)
CH3
2-(But-2'-enyliden-l')-norborn-5-en
CH-CH = CH-CH3
50
CH3
CH = CH-CH = CH-CH3
(VD)
2-(r-Methyl-hexa-2',4'-dienyl)norborn-5-en CH3
Ch-CH=CH-CH=CH-CH3
(VIII) (XIlI)
Diese Verbindungen eignen sich aufgrund ihrer großen Anzahl von Doppelbindungen im Molekül sehr
gut für die Herstellung von Polymerisaten, insbesondere (zusammen mit Äthylen und Propylen) für die
Herstellung von Terpolymerisaten, wie sie in der DE-AS 21 02 963 beschrieben sind. Dort ist auch angegeben,
daß die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trien-Kohlenwasserstoffe herstellbaren Terpolymerisate
sich durch eine außerordentlich hohe Vulkanisationsgeschwindigkeit auszeichnen, so daß es möglich ist,
diese Terpolymerisate zusammen mit anderen Elastomeren mit hoher Vulkanisationsgeschwindigkeit zu
vulkanisieren. Nach den Angaben in Spalte 2, Zeilen 9 bis 14, der DE-AS 21 02 963 liegen die Vulkanisationsgeschwindigkeiten
der Terpolymerisate, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Trien-Kohlenwasserstoffe
als Termonomere hergestellt werden können, um mehr als 100% über denjenigen der Terpolymerisate,
die unter Verwendung üblicher Dienverbindungen hergestellt worden sind (vgl. in diesem Zusammenhang
auch die Beispiele der DE-AS 21 02 963).
Die erfindungsgemäßen Trien-Kohlenwasserstoffe der deutschen chemischen Gesellschaft«, Band 62, Seite
mit zwei konjugierten Doppelbindungen im Molekül 2318 [1929]) bzw. Dieis-Alder-Reaktionen, beispielswei-
können wie in den Beispielen näher beschrieben bzw. se nach dem folgenden Reaktionsschema hergestellt
analog zu den Beispielen nach an sich bekannten werden:
Verfahren durch Grignard-Reaktionen (vgl. »Berichte >
R'
C(Ro)2Jn-CH2-MgX + O = CR"-CR'" = C
C(Ro)2Jn- CH = CR"- CR'"= C
R" R'
R'
worin R0 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest, R', R" und R'" Wasserstoffatome oder Alkylreste, η eine
Zahl von 0 bis 3 und X ein Halogenatom, beispielsweise Cl, Br oder J, bedeuten;
die obengenannte Reaktion läuft auch dann ab, wenn die Reaktanten umgekehrt werden:
C(Ro)2L-CH = O + XMg-CR"-CR'" =
C(Ro)2L-CH = CR"-CR'" = C
R'
R' R'
R'
oder
(b) Cyclopentadien wird in an sich bekannter Weise unter Anwendung der Diels-Adler-Reaktion mit Triolefinen
mit mindestens zwei konjugierten Doppelbindungen und Alkylsubstituenten an den Kohlenstoffatomen der
konjugierten Doppelbindungen (zur Vermeidung ihrer Umsetzung in der gleichen Kondensationsreaktion)
nach der folgenden Gleichung umgesetzt:
R
+ CH2=Ch-CH2-C = CH-CH = CH-R
+ CH2=Ch-CH2-C = CH-CH = CH-R
CH2-C = CH-CH = CH-R
oder
(c) ein anderes Grignard-Derivat, beispielsweise ein solches der Formel
(c) ein anderes Grignard-Derivat, beispielsweise ein solches der Formel
<x
oder
XMg
wird in an sich bekannter Weise mit einer Carbonylverbindung der Formel umgesetzt
worin X die oben angegebenen Bedeutungen hat und R'o, R"o und R"O ein Wasserstoffatom oder
Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, i<
> oder
(d) ein Grignard-Derivat eines substituierten oder
/f\
C-MgX +
H
RHI
0
0
Ri"
unsubstituierten Norbornenhalogenids wird in an sich bekannter Weise mit einem cyclischen Keton,
bei dem die Carbonylgruppe in Konjugation zu einer Doppelbindung steht, beispielsweise nach der
folgenden Gleichung umsetzt:
OH
nur
Ri"
worin R'o, R"o. R'"o und R"O Wasserstoffatome
oder Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten und X die oben angegebenen Bedeutungen hat
Alle obengenannten Reaktionen werden bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von —10 bis +1000C
durchgeführt Die Reaktionen werden im allgemeinen in Gegenwart eines Lösungsmittels aus der Gruppe der
Äther, z. B. in Tetrahydrofuran, Dioxan, Diäthyläther und Dibutyläther, und der aromatischen Kohlenwasserstoffe, z. B. in Benzol, Toluol, Xylol, sowie Mischungen
davon durchgeführt
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
1 Mol Mg und 500 ml Diäthyläther wurden in einen mit einem Rührer, einem Beschickungstrichter und
einem Rückflußkühler ausgestatteten Dreihals-Kolben gegeben, dann wurden 186 g (1 Mol) Brommethylnorbornen zugetropft, wobei die Temperatur bei 35° C
gehalten wurde. Die Reaktion war nach etwa 2 Stunden beendet Zu der obigen Lösung wurde bei einer
Temperatur von 5 bis 10" C 1 Mol frisch destilliertes Mesityloxid langsam zugegeben und weitere 2 Stunden
reagieren gelassen. Dann wurde mit einer wäßrigen Lösung von CH3COOH(pH=5) zersetzt und mehrmals
mit Äther- extrahiert, der .Ätherextrakt wurde mit NaHCCh und dann mit Wasser gewaschen, über Na^O*
getrocknet, der Äther wurde destilliert und das erhaltene Produkt wurde fraktioniert Während der
langsamen Fraktionierung dehydratisierte das Hydroxylderivat spontan unter Bildung eines Produkts mit
einem Kp. von 52°C/0,l Torr, Bf = 1,5057 und einem
Molekulargwicht (MG) von 188, das durch massenspektrometrische Analyse ermittelt wurde. Die Gesamtausbeute betrug mehr als 90%.
daß das erhaltene Produkt ein Gemisch von vier Isomeren (A-D) darstellte, die sehr verschiedene
Retentionszeiten aufwiesen:
A = 9'36", B = 12'48". C = 14Ί 5", D = 15'42".
Die vorstehend angegebenen Retentionszeiten wurden mit Hilfe einer 8-m-EAS-Kolonne bei 5% auf
feuerfesten Steinen einer Größe von 0,25 bis 0,78 mm bei einer Kolonnentemperatur von 100° C und einer
Verdampfungstemperatur von 200° C gemessen. Die
Verbindungen A-D und B-C wurden spektroskopisch
analysiert Sie waren untereinander gleich und die Verbindungen A-D entsprachen insbesondere der
Struktur I, während die Verbindungen B-C der Struktur III entsprachen. Eine UV-Untersuchung von an
mit der Verbindung der Struktur IH angereicherten
9430 l/Mol · cm; diese Daten sind typische Daten für ein
trisubstituiertes konjugiertes Diensystem.
und 3080 cm-1 (Streckung=CH), 1568 cm-' (Streckung
Norbornen C=C), 1625 cm-' (Streckung C=C),
890 cm-' (Auslenkung aus der Ebene von Vinyliden), 7i7cm-' (Auslenkung aus der Ebene der Norbornen-Doppelbindung) zu beobachten.
Die NMR-Analyse zeigte einige, ungesättigten
Protonen entsprechende Signale bei
6,0—5,55—4,88 ppm und Signale von gesättigten Protonen bei 2,72—1,76—132 und 0,67 ppm. .
An der Verbindung mit der Struktur I angereicherte
Fraktionen wiesen ein IR-Spektnnn mit Absorptionsbanden bei 3060 und 3080 cm-' (Streckung=CH),
1570 cm-1 (Streckung von Norbornen C=C), 1628 cm-1 (Streckung C=Q, 840 cm-1 (Auslenkung
von -CH=OC) und 719 cm-' (Auslenkung aus der
Ebene von Norbornen C=Q au£ Das NMR-Spektrum
zeigte Signale von ungesättigten Protonen bei 6,0 und 5,8 ppm und von gesättigten Protonen bei
2,73 -1,70 -1,27 und 0,64 ppm.
Man arbeitete wie in Beispiel 1 und setzte eine 2molare Lösung von 2-Formyl-2-methyl-norboΓn-5-en,
das durch Umsetzung von Cyclopentadien mit «-Methylacrolein erhalten worden war, zu 400 cm3 einer
2molaren Lösung des Grignard-Derivats von Crotylbromid in Tetrahydrofuran zu. Die Zugabe der
Carbonylverbindung zu der Magnesiumverbindung wurde langsam bei einer Temperatur innerhalb des
Bereiches von 35 bis 400C durchgeführt. Zum Schluß ließ man das Reaktionsgemisch etwa 2 Stunden sieden.
Dann wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, und man erhielt nach der Entfernung des Lösungsmittels ein öliges
Produkt, das in einer inerten Atmosphäre durch eine bei 25O0C gehaltene Kolonne von y-Al2O3 perkoliert wurde.
Bei niedriger Flamme erhielt man eine rötliche Flüssigkeit die unter vermindertem Druck rektifiziert
wurde. Schließlich erhielt man eine Verbindung in einer Ausbeute von 60%, die bei 2 Torr einen Kp. von 71 "C
aufwies und deren spektroskopische Analyse der Struktur VII entsprach.
Man arbeitete wie in Beispiel 2, wobei diesmal das Reaktionsprodukt aus Cyclopentadien und Vinyläthyiketon
mit dem Grignard-Derivat von 1-Brom-propen-l kondensiert wurde. Der dabei erhaltene Alkohol wurde
über AI2O3 dehydratisiert Nach der Rektifizierung
erhielt man eine Flüssigkeit mit einem Kp. von 70°C/3Torr, deren spektroskopische Analyse der
Struktur V entsprach.
3-Methyl-octa-l,4,6-trien wurde mit Cyclopentadien in n-Heptan bei einer Temperatur von 1800C im Sinne
einer Diels-Alder-Reaktion umgesetzt Nach der Isolierung des Reaktionsproduktes und Entfernung des
Lösungsmittels erhielt man eine Flüssigkeit mit einem Kp. von 70°C/0,1 Torr, die aufgrund der spektroskopischen
Eigenschaften der Struktur VIII entsprach.
In einem mit einem Rückflußkühler und einem mechanischen Rührer ausgestatteten Dreihals-Kolben
ließ man 2 Mol des Grignard-Derivats von 2-Brom-methyl-norborn-5-en,
gelöst in 1 Liter Diäthyläther, mit 2 Mol Isophoron, gelöst in 0,5 Liter Diäthyläther,
reagieren. Die Carbonylverbindung wurde tropfenweise zugegeben, wobei das Reaktionsgemisch gekühlt wurde.
Nach Beendigung der Zugabe des Ketons wurde die Reaktion beendet indem man das Reaktionsgemisch 3
Stunden unter Rückfluß erhitzte. Danach wurden die Magnesiumsalze durch eine H2O (300 InIyCH3COOH
(200 ml)-Mischung hydrolysiert, dann wurden die
Ätherextrakte gewaschen und fiber Na2SO* getrocknet
Der Äther wurde durch Destillation entfernt Durch Erhöhung der Temperatur des Heizbades bei einen
Druck von 0,5 Torr konnte sowohl eine spontane Dehydratisierung des erhaltenen Alkohols als auch die
Destillation einer schwach gelben Flüssigkeit beobachtet werden, die bei 0,5 Torr einen Siedepunkt von 85 bis
900C und ein π f von 14244 aufwies. Die Ausbeute
betrug 67%.
Eine gaschromatographische Untersuchung des erhaltenen Produkts zeigte, daß es ein Gemisch von drei
Verbindungen (A-C) darstellte (Molekulargewicht 228, bestimmt durch massenspektrometnsche Untersu-
chung), welche die folgenden Retentionszeiten aufwiesen:
A = 8'14",B=1O'6",C=11'7".
Diese Retentionszeiten wurden mit Hilfe einer 3-m-EAS-Kolonne bei 5% auf 0,25 bis 0,78 mm großen
feuerfesten Steinen bei einer Kolonnentemperatur von 1500C, einer Verdampfungstemperatur von 2000C und
einer H2-Fließgeschwindigkeit von 10 ml/10" gemessen. Die spektroskopische Analyse der erhaltenen Flüssigkeit
zeigte, daß die Verbindungen A, B und C isomere Verbindungen des Produkts der Formel XI waren. Die
UV-Untersuchung ergab ein kmax von 246 πιμιη (in guter
Übereinstimmung mit dem theoretischen λω3Χ der
Verbindung XI von 242 ΐημπι) und ein ε von
18 700 l/Mol ■ cm, typisch für exocyclische C = C-Doppelbindungen.
Die IR-Untersuchung ergab Absorptionsbanden bei 3060 und 3080 cm-' (Streckung = CH), 1642 cm-'
(Streckung C = C), 1569 cm-' (Streckung von NorbornenC = C), 1382und 1364 cm-'
CH-Auslenkung von =C
CH3
CH3
und 719 cm-' (Auslenkung aus der Ebene des Norbornens -CH). Bei der NMR-Untersuchung waren Signale
von ungesättigten Protonen bei 6,03 ppm und von gesättigten Protonen bei 2,77 -1,35-0,95 und 0,66 ppm
zu beobachten.
Es wurde wie in dem vorausgehenden Beispiel gearbeitet Eine 2molare Lösung der durch Umsetzung
von Cyclopentadien mit Methylvinylketon erhaltenen Verbindung in Tetrahydrofuran wurde zu dem gleichen
Volumen einer 2molaren Lösung des Grignard-Derivats von 1-Brom-propen-l zugegeben. Dann wurde wie in
Beispiel 5 gearbeitet wobei man nach dem Waschen der Ätherlösung und nach der Entfernung des Lösungsmittels
ein flüssiges Produkt erhielt das bei 3000C über y-AbOß perkoliert wurde unter Bildung eines Produkts
mit einem Siedepunkt von 60°C/5 Torr. Die gaschromatographische Analyse (5-m-EAS-Kolonne bei 5% auf
0,25 bis 0,78 mm großen feuerfesten Steinen, r«,/=110°C, rev=180°C, H2-Fließgeschwindigkeit
= 10 ml/10") zeigte drei Peaks mit den folgenden Retentionszehen: iO'SS'', ii'24", i3'39f\ Die massenspektrometrische
Analyse zeigte, daß die drei Verbindüngen das gleiche Molekulargewicht von 160 aufwiesen.
Die spektroskopische Analyse ergab, daß es sich dabei um drei isomere Verbindungen handelte, welche
der Formel DC entsprachen.
Die UV-Untersuchung des Produkts lieferte ein X1^x
von 231 ΐημ und ein ε von 10 450 I/Mol - cm. Das
IR-Spektrum zeigte die folgenden charakteristischen Absorptionsbanden: 3060 und 3090 cm-1 (Streckung
von =C-H), 1603-1620-1635Cm-1 (Streckung von
C=C), 1557 cm-' (Streckung von Norbomen C=C),
962 cm-1 (Auslenkung aus der trans-Ebene C=C),
890 cm-1 (Auslenkung aus der Ebene der Vinyüdengnippe) und 718 cm-1 (Auslenkung aus der Ebene von
NorbornenC=C).
Man ließ eine Tetrahydrofuranlösung des Grignard-Derivats von Crotylbromid mit einer äquimolaren
Menge Dehydro-norkampfer reagieren. Man arbeitete wie in Beispiel 5 und erhielt nach der Dehydration des
Alkohols an AI2O3 ein Produkt mit einem Siedepunkt von 45°C/5 Torr und einem Molekulargewicht von 146.
Die spektroskopischen Eigenschaften zeigten, daß diese Verbindung der Formel XIII entsprach.
Claims (1)
1. 2-(2',4'-Dimethyl-penta-r,3'-dienyl)-norbom-5-en 5
CH3 CH3
I /
CH=C-CH=C
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---|---|---|---|
IT1965470 | 1970-01-22 | ||
IT1965670 | 1970-01-22 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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