DE2202064C3 - Process for the production of chlorinated, brominated and / or nitrated phenyl (meth) acrylates - Google Patents
Process for the production of chlorinated, brominated and / or nitrated phenyl (meth) acrylatesInfo
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Description
1515th
2020th
2525th
Es ist bekannt, Phenylacrylate und -methacrylate durch Umsetzung der Chloride der genannten äthylenisch ungesättigten Säuren mit Phenolen in Gegenwart von Salzsäure-Akzeptoren, z. B. Triäthylamin oder Alkalicarbonate^ in inerten Lösungsmitteln herzustellen (US-PS 32 07 731). - Die unmittelbare Veresterung, d. h. die Umsetzung von (Meth)Acrylsäure mit Phenolen, in Gegenwart saurer Katalysatoren führt nur bei schwach sauren Phenolen zu einem geringen Umsatz, während die acideren chlor- oder bromsubstituierten Phenole praktisch nicht reagieren. Schließlich sei auf die Methode der Umsetzung von (Meth)Acrylsäureanhydrid mit Phenolen in Gegenwart saurer oder basischer Katalysatoren hingewiesen — ein Verfahren, das wegen der Verwendung der teuren Anhydride wirtschaftlich keine Bedeutung erlangt hat.It is known that phenyl acrylates and methacrylates can be ethylenically obtained by reacting the chlorides mentioned unsaturated acids with phenols in the presence of hydrochloric acid acceptors, e.g. B. triethylamine or To produce alkali carbonates in inert solvents (U.S. Patent 32 07 731). - The immediate esterification, i.e. H. the conversion of (meth) acrylic acid with phenols, in the presence of acidic catalysts leads to a low conversion only with weakly acidic phenols, while the more acidic chlorine- or bromine-substituted phenols practically do not react. Finally be on that Method of reacting (meth) acrylic anhydride with phenols in the presence of acidic or basic ones Catalysts pointed out - a process that is economical because of the use of expensive anhydrides has gained no meaning.
Im J. allg. Chemie 26 [88], 1956, 1127-1130, haben J. A. Arbuzova et al. über die Einwirkung von Thionylchlorid auf ein Gemisch aus Chlorphenol und Methacrylsäure berichtet. Während die Umsetzung von 2,4,6-Trichlorphenol und Pentachlorphenol mit Methacrylsäure und Thionylchlorid zu Ausbeuten von 61 bzw. 59% dei entsprechenden Chlorpehnylmethacrylate führte, ergaben eigene Versuche bei der Umsetzung von 2,4,6-Tribromphenol nur eine Ausbeute von rund 12% an Tribromphenylmethacrylat. Gerade den bromsubstituierten Phenyl(meth)acrylaten kommt, wie z. B. in der bereits erwähnten US-PS 32 07 731 näher ausgeführt wird, als Comonomeres bei der Herstellung nicht- oder schwerbrennbarer Polymerisationskunststoffen eine erhebliche Bedeutung zu.In J. allg. Chemie 26 [88], 1956, 1127-1130, J. A. Arbuzova et al. about the action of Thionyl chloride on a mixture of chlorophenol and methacrylic acid has been reported. While the implementation of 2,4,6-trichlorophenol and pentachlorophenol with methacrylic acid and thionyl chloride in yields of 61 and 59%, respectively, of the corresponding chlorophenyl methacrylates led, our own experiments with the conversion of 2,4,6-tribromophenol only resulted in a yield of around 12% on tribromophenyl methacrylate. Especially the bromine-substituted phenyl (meth) acrylates come, such as. B. in the already mentioned US-PS 32 07 731 is detailed, as a comonomer in the production or not flame-retardant polymerisation plastics are of considerable importance.
Es wurde nun gefunden, daß sich chlorierte, bromierte und/oder nitrierte Phenyl(meth)acrylate durch Umsetzung der entsprechenden Chlor-, Brom- oder/und Nitrophenole mit (Meth)Acrylsäure und Thionylchlorid mit gegenüber den bekannten Verfahren verbesserten Ausbeuten herstellen lassen, wenn man eines oder mehrere der genannten Phenole mit Thionylchlorid und einer eisenhaltigen Lewis-Säure in einem inerten Verdünnungsmittel, z. B. Benzol oder Cyclohexan, mischt, in dieses Gemisch unter Rühren (Meth)Acrylsäure einträgt, bei Temperaturen zwischen 20 bis 1500C, zweckmäßigerweise bei Temperaturen zwischen 40 und 8O0C, miteinander reagieren läßt und die bei der Veresterung entstehenden flüchtigen Produkte HCI und SO2 während und/oder nach der Umsetzung bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes des entstandenen Phenyiesters mittels Luft oder mit einem Inertgas ausblästIt has now been found that chlorinated, brominated and / or nitrated phenyl (meth) acrylates can be prepared by reacting the corresponding chlorine, bromine and / and nitrophenols with (meth) acrylic acid and thionyl chloride with yields improved compared to the known processes, if one or more of the phenols mentioned with thionyl chloride and an iron-containing Lewis acid in an inert diluent, eg. For example, benzene or cyclohexane, mixed into this mixture with stirring (meth) acrylic acid enters, at temperatures between 20 to 150 0 C, conveniently at temperatures between 40 and 8O 0 C, allowed to react with each other and formed in the esterification volatile products HCI and SO2 is blown out during and / or after the reaction at a temperature below the boiling point of the phenyl ester formed using air or an inert gas
Die Isolierung des gebildeten Rohesters geschieht derart, daß man das Reaktionsgemisch mit einer alkalischen Lösung wäscht, freie Salzsäure, schweflige Säure und nicht umgesetzte Ausgangsprodukte bindet, die wäßrige Lösung von der Lösung des gebildeten Esters in dem organischen inerten Lösungsmittel durch Phasenbildung trennt und, gegebenenfalls nach vorheriger Trocknung mit z. B. Natriumsulfat, das organische Lösungsmittel abdestilliert Aus dem erhaltenen Rohester kann in einfacher Weise durch Umkristallisation z. B. aus einem niederen Alkohol der Reinester gewonnen werden.The isolation of the crude ester formed is done in such a way that the reaction mixture with a Washes alkaline solution, binds free hydrochloric acid, sulphurous acid and unreacted starting materials, the aqueous solution of the solution of the ester formed in the organic inert solvent through Phase formation separates and, optionally after previous Drying with z. B. sodium sulfate, the organic solvent is distilled off from the crude ester obtained can in a simple manner by recrystallization z. B. from a lower alcohol of the pure ester be won.
Als eisenhaltige Lewis-Säuren kommen Eisen(3)chlorid, Eisensulfat, Eisenacetat und Eisen(meth)acrylat zur Anwendung. Während nach dem Verfahren der Erfindung mono- bis pentachlorierte und bromierte Phenole umgesetzt werden konnten, wurden aus naheliegenden Gründen (Explosionsrisiko) lediglich die Mono- und Dinitrophenylmethacrylate hergestelltIron (3) chloride, iron sulfate, iron acetate and iron (meth) acrylate are available as iron-containing Lewis acids Use. While mono- to pentachlorinated and brominated according to the process of the invention Phenols could be converted, for obvious reasons (risk of explosion) only the Produced mono- and dinitrophenyl methacrylates
Wenn auch nach den bisherigen Erkenntnissen den substituierten Monophenolen, insbesondere den bromierten Monophenolen als Reaktionskomponente des neuen Verfahrens die größere technische Bedeutung zukommt, verdient vermerkt zu werden, daß auch substituierte Di- und Triphenole gemäß der vorliegenden Erfindung mit (Meth)Acrylsäure verestert werden können. Die dabei entstehenden Di- und Trimethacrylate ergeben bei der Copolymerisation mit anderen äthylenisch ungesättigten Verbindungen vernetzte Copolymerisate, die in besonderen Fällen anstelle der gebräuchlichen Vernetzungsmittel, wie Divinylbenzol oder Äthylenglykoldimethacrylat, Verwendung finden können.Even if, according to previous knowledge, the substituted monophenols, especially the brominated ones Monophenols as a reaction component of the new process are of greater technical importance it deserves to be noted that also substituted di- and triphenols according to the present invention Invention can be esterified with (meth) acrylic acid. The resulting di- and trimethacrylates result in the copolymerization with other ethylenically unsaturated compounds crosslinked copolymers, in special cases instead of the common crosslinking agents such as divinylbenzene or ethylene glycol dimethacrylate, can be used.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, zumal bei der Veresterung unter Erwärmung des Reaktionsgemisches auf Temperaturen von 40 bis 8O0C, ist es zweckmäßig oder notwendig, die Polymerisation der freien (Meth)Acrylsäure und/oder des aus dieser entstandenen Phenyiesters durch die Zugabe von Inhibierungsmitteln der an sich bekannten Art zu verhindern. Eine solche Inhibierung kann beispielsweise bereits mittels durch das Reaktionsgemisch geblasener Luft erzielt werden.In carrying out the process of the invention, especially in the esterification by heating the reaction mixture to temperatures from 40 to 8O 0 C, it is convenient or necessary to the polymerization of the free (meth) acrylic acid and / or from this resulting Phenyiesters by the addition of To prevent inhibiting agents of the type known per se. Such an inhibition can already be achieved, for example, by means of air blown through the reaction mixture.
In 250 ml Cyclohexan werden 66,2 g (0,2 Mol) 2,4.6-Tribromphenol, 25,0 g (0,21 Mol) Thionylchlorid, 0,66 g Eisentrichlorid und 0,066 g Hydrochinon gelöst und auf 400C erwärmt. Unter kräftigem Rühren werden innerhalb von 30 Minuten 17,2 g (0,2 Mol) Methacrylsäure zugetropft. Nach beendeter Zugabe wird Luft durch die Reaktionslösung geleitet und das Reaktionsgemisch auf 75 bis 8O0C erwärmt Bei dieser Temperatur wird 2 Stunden gerührt Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur werden die sauren Bestandteile mit 10%iger Natronlauge ausgeschüttelt Anschließend wird mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen, die organische Phase mit Wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Cyclohexan am Rotationsverdampfer abgezogen. Der erhaltene gelbe, ölige Rohester kristallisiert bei Raumtemperatur langsam aus. Durch Umkristallisation aus etwa der gleichen MengeIn 250 ml of cyclohexane, 66.2 g (0.2 mol) of 2,4.6-tribromophenol, 25.0 g (0.21 mol) of thionyl chloride, 0.66 g of ferric chloride and 0.066 g of hydroquinone and heated to 40 0 C. 17.2 g (0.2 mol) of methacrylic acid are added dropwise within 30 minutes with vigorous stirring. After addition was complete, air is passed through the reaction solution and the reaction mixture to 75 to 8O 0 C heated at this temperature is stirred for 2 hours After cooling to room temperature, the acidic components with 10% strength sodium hydroxide solution extracted is then washed with water until neutral , dried the organic phase with anhydrous sodium sulfate and stripped off the cyclohexane on a rotary evaporator. The yellow, oily crude ester obtained slowly crystallizes out at room temperature. By recrystallization from approximately the same amount
Methanol erhält man 65,4 g des reinen 2,4,6-Tribromphenylesters (Ausbeute 82% der Th. — Schmp.: 64 bis 650C).Methanol to obtain 65.4 g of the pure 2,4,6-Tribromphenylesters (yield 82% of theory -. M.p .: 64-65 0 C).
Aus dem alkalischen Waschwasser läßt sich nun das Phenol in einfacher Weise derart gewinnen, daß die HCl s und SO2 enthaltenden Ausblasgase in das alkalische Waschwasser eingeleitet werden, wobei 2,4,6-Tribromphenol als in Wasser schwer lösliche Substanz ausgefällt und durch Filtration wiedergewonnen werden kann. Die Rückgewinnung empfiehlt sich gleichermaßen aus wirtschaftlichen und abwasserhygienischen Gründen.The phenol can now be obtained from the alkaline washing water in a simple manner in such a way that the blow-off gases containing HCl s and SO 2 are introduced into the alkaline washing water, 2,4,6-tribromophenol precipitating as a sparingly water-soluble substance and recovering it by filtration can be. Recovery is recommended for both economic and wastewater hygiene reasons.
Beispiel 2
2,4,6-TribromphenylacrylatExample 2
2,4,6-tribromophenyl acrylate
In 1000 ml Cyclohexan werden 331,0 g (1 Mol) 2,4,6-TribromphenoI, 119,0 g (IMoI) Thionylchlorid, 3,0 g Eisentrichlorid und 0,3 g Hydrochinon gelöst und auf 45° C erwärr/kt Unter kräftigem Rühren werden innerhalb von 60 Minuten 72,0 g (1 Mol) Acrylsäure zugetropft Nach beendeter Zugabe wird Luft durch die Reaktionslösung geleitet und das Reaktionsgemisch auf 60—65" C erwärmt Bei dieser Temperatur wird 3 Stunden gerührt Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur werden die sauren Bestandteile mit 10%iger Natronlauge ausgeschüttelt Anschließend wird mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen, die organische Phase mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Cyclohexan am Rotationsverdampfer abgezogen. Man erhält 328,0 g 2,4,6-Tribromphenylacrylat (Ausbeute 85,2% d. Th, Schmp.: 72° C).In 1000 ml of cyclohexane, 331.0 g (1 mol) of 2,4,6-tribromophenoI, 119.0 g (IMoI) of thionyl chloride, 3.0 g of iron trichloride and 0.3 g of hydroquinone dissolved and heated to 45 ° C with vigorous stirring 72.0 g (1 mol) of acrylic acid were added dropwise over the course of 60 minutes The reaction solution is passed and the reaction mixture is heated to 60-65 "C. At this temperature, it is heated Stirred for 3 hours. After cooling to room temperature, the acidic constituents are treated with 10% strength Sodium hydroxide solution is extracted. Then it is washed with water until a neutral reaction occurs organic phase dried with anhydrous sodium sulfate and the cyclohexane on a rotary evaporator deducted. 328.0 g of 2,4,6-tribromophenyl acrylate are obtained (yield 85.2% of theory, melting point: 72 ° C.).
Beispiel 3
2,4,6-TrichlorphenylmethacrylatExample 3
2,4,6-trichlorophenyl methacrylate
In 500 ml Cyclohexan werden 78,8 g (0,4 Mol) 2,4,6-Trichlorphenol, 50 g (0,42 Mol) Thionylchlorid, 0,79 g Eisentrichlorid und 0,88 g Hydrochinon gelöst und auf 400C erwärmt Unter kräftigem Rühren werden innerhalb von 10 Minuten 34,4 g (0,4 Mol) Methacrylsäure zugetropft Nach beendeter Zugabe wird Luft durch die Reaktionslösung geleitet und das Reaktionsgemisch auf 75-800C erwärmt Bei dieser Temperatur wird 2 Stunden gerührt Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur werden die sauren Bestandteile mit 10%iger Natronlauge ausgeschüttelt. Anschließend wird mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen, die organische Phase mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Cyclohexan am Rotationsverdampfer abgezogen. 90,0 g Rohausbeute wird destillativ aufgearbeitet Man erhält 78,4 g 2,4,6-Trichlorphenylmethacrylat (Ausbeute 73,8% d.Th., Schmp.: 35 -39° C, Kp^iorc).In 500 ml of cyclohexane, 78.8 g (0.4 mol) of 2,4,6-trichlorophenol, 50 g (0.42 mol) of thionyl chloride dissolved 0.79 g of ferric chloride and 0.88 g of hydroquinone and 0 to 40 C heated with vigorous stirring within 10 minutes 34.4 g (0.4 mol) of methacrylic acid are added dropwise upon complete addition, air is passed through the reaction solution and the reaction mixture heated to 75-80 0 C. at this temperature, stirred for 2 hours After cooling, the acidic constituents are extracted with 10% sodium hydroxide solution at room temperature. It is then washed with water until the reaction is neutral, the organic phase is dried with anhydrous sodium sulfate and the cyclohexane is stripped off on a rotary evaporator. 90.0 g of crude yield is worked up by distillation. 78.4 g of 2,4,6-trichlorophenyl methacrylate are obtained (yield 73.8% of theory, melting point: 35 ° -39 ° C., boiling point).
Beispiel 4
PentachlorphenylmethacrylatExample 4
Pentachlorophenyl methacrylate
In 250 ml Tetrachlorkohlenstoff werden 53,3 g (0,2 Mol) Pentachlorphenol, 25,0 g (0,21 Mol) Thionylchlorid, 0,53 g Eisentrichlorid und 0,05 g Hydrochinon gelöst und auf 6O0C erwärmt Unter kräftigem Rühren werden innerhalb von 20 Min. 17,2 g (0,2 Mol) Methacrylsäure zugetropft Nach beendeter Zugabe wird Luft durch die Reaktionslösung geleitet und das Reaktionsgemisch auf 7O0C erwännt Bei dieser Temperatur wird 2>/2 Stunden gerührt Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur werden die sauren Bestandteile mit 10%iger NaOH ausgeschüttelt Anschließend wird mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen, die organische Phase mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer abgezogen. Durch Umkristallisation aus der dreifachen Menge Äthanol erhält man 57,7 g des reinen Pentachlorphenylesters (Ausbeute 86,2% d. Th, Schmp.: 89° C).In 250 ml of carbon tetrachloride 53.3 g (0.2 mol) of pentachlorophenol, 25.0 g (0.21 mol) of thionyl chloride, 0.53 g of ferric chloride and 0.05 g of hydroquinone and heated to 6O 0 C with vigorous stirring be within 20 minutes. 17.2 g (0.2 mol) of methacrylic acid was added dropwise upon complete addition, air is passed through the reaction solution and the reaction mixture to 7O 0 C erwännt at this temperature 2> / stirred for 2 hours After cooling to room temperature the acidic constituents are shaken out with 10% NaOH. Then it is washed with water until the reaction is neutral, the organic phase is dried with anhydrous sodium sulfate and the solvent is stripped off on a rotary evaporator. Recrystallization from three times the amount of ethanol gives 57.7 g of the pure pentachlorophenyl ester (yield 86.2% of theory, melting point: 89 ° C.).
Beispiel 5
p-NitrophenylmethacrylatExample 5
p-nitrophenyl methacrylate
In 500 ml Benzol werden 55,6 g (0,4 Mol) p-Nitrophenol, 50,0 g (0,42 Mol) Thionylchlorid, 0,56 g Eisentrichlorid und 0,05 g Hydrochinon gelöst und auf 45° C erwärmt Unter kräftigem Rühren werden innerhalb von 45 Minuten 34,4 g (0,4 MoI) Methacrylsäure zugetropft. Nach beendeter Zugabe wird Luft durch die Reaktionslösung geleitet und das Reaktionsgemisch auf 65-700C erwärmt Bei dieser Temperatur wird 4 Stunden gerührt Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur werden die sauren Bestandteile mit 10%iger Natronlauge ausgeschüttelt Anschließend wird mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen, die organische Phase mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer abgezogen. Durch Umkristallisation aus der vierfachen Menge Methanol erhält man 48,0 g des reinen p-Nitrophenylesters (Ausbeute 58,0% d.Th, Schmp.: 94° C).55.6 g (0.4 mol) of p-nitrophenol, 50.0 g (0.42 mol) of thionyl chloride, 0.56 g of iron trichloride and 0.05 g of hydroquinone are dissolved in 500 ml of benzene and heated to 45 ° C. Unter vigorous stirring, 34.4 g (0.4 mol) of methacrylic acid are added dropwise within 45 minutes. After addition was complete, air is passed through the reaction solution and the reaction mixture to 65-70 0 C is heated at this temperature is stirred for 4 hours After cooling to room temperature, the acidic components with 10% strength sodium hydroxide solution extracted is then washed with water until neutral , dried the organic phase with anhydrous sodium sulfate and stripped off the solvent on a rotary evaporator. Recrystallization from four times the amount of methanol gives 48.0 g of the pure p-nitrophenyl ester (yield 58.0% of theory, melting point: 94 ° C.).
Beispiel 6
2,5-DichlorphenylmethacrylatExample 6
2,5-dichlorophenyl methacrylate
In 265 ml Cyclohexan werden 34,5 g (0,21 Mol) 2,5-Dichlorphenol, 26,2 g (0,22 Mol) Thionylchlorid, 0,35 g Eisentrichlorid und 0,04 g Hydrochinon gelöst und auf 45° C erwärmt. Unter kräftigem Rühren werden innerhalb von 10 Minuten 18,2 g (0,21 Mol) Methacrylsäure zugetropft. Nach beendeter Zugabe wird Luft durch die Reaktionslösung geleitet und das Reaktionsgemisch auf 70 —75°C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird 2 Stunden gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden die sauren Bestandteile mit 10%iger Natronlauge ausgeschüttelt, anschließend mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen, die organische Phase mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Cyclohexan am Rotationsverdampfer abgezogen.In 265 ml of cyclohexane, 34.5 g (0.21 mol) 2,5-dichlorophenol, 26.2 g (0.22 mol) thionyl chloride, 0.35 g of iron trichloride and 0.04 g of hydroquinone dissolved and heated to 45 ° C. While stirring vigorously 18.2 g (0.21 mol) of methacrylic acid within 10 minutes added dropwise. When the addition is complete, air is passed through the reaction solution and the reaction mixture is heated to 70-75 ° C. At this temperature is stirred for 2 hours. After cooling to room temperature, the acidic components are with 10% sodium hydroxide solution extracted, then washed with water until a neutral reaction, the organic phase dried with anhydrous sodium sulfate and the cyclohexane on a rotary evaporator deducted.
Man erhält 45,0 g gelbgefärbtes 2,5-Dichlorphenylmethacrylat (Ausbeute 91,8% d. Th.).45.0 g of yellow-colored 2,5-dichlorophenyl methacrylate are obtained (yield 91.8% of theory).
Nach Destillation erhält man 36,2 g 2,5-DichIorphenylmethacrylat (Ausbeute 74,0% d.Th, Kp.u 980C, Schmp.: 44° C).After distillation (bp yield 74.0% d.Th, u. 98 0 C, m.p .: 44 ° C) to obtain 36.2 g of 2,5-DichIorphenylmethacrylat.
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DE19722202064 DE2202064C3 (en) | 1972-01-17 | 1972-01-17 | Process for the production of chlorinated, brominated and / or nitrated phenyl (meth) acrylates |
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- 1972-01-17 DE DE19722202064 patent/DE2202064C3/en not_active Expired
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