DE2627472A1 - 1,1-bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'- heptadienoxy)-alkane und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
1,1-bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'- heptadienoxy)-alkane und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4·,6'-heptadienoxy)-alkane
und Verfahren zu ihrer Herstellung
Gegenstand der Erfindung sind neue Härtungsmittel, nämlich 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-alkane, die
durch Acetalbildung von 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol mit
einem Aldehyd erhalten werden.
1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol der Formel
CH„ = CH-CH = CH - CH0 - CH - CH - OH
CH2 = CH CH,
ist als vernetzendes Härtungsmittel in Tetrahedron Letters, Nr. 43, Seiten 3813-1316 (1970, Großbritannien) beschrieben.
Man erhält diese Verbindung durch Umsetzung von Butadien mit einem entsprechenden Aldehyd in Gegenwart eines komplexen
Palladiumkatalysators. Da diese Verbindung im Molekül eine konjugierte Doppelbindung und eine Vinylgruppe enthält, ist
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sie sehr reaktionsfähig und führt in Gegenwart eines Katalysators,
zum Beispiel eines Metallsalzes von Naphthensäuren eines organischen Peroxids oder von Azo-bis-isobutyronitril
oder beim Erhitzen durch Vernetzung zu einer Härtung. Sie ist daher als Zusatz für Anstriche auf Ölbasis oder für an der
Luft trocknende Alkydharzanstriche geeignet. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei Verwendung dieser Verbindung in Alkydharzanstrichen
diese so flüchtig ist, daß ihre Brauchbarkeit in Anstrichen beeinträchtigt wird.
Ziel der Erfindung ist daher ein vernetzend wirkendes Härtungsmittel, das bei hoher Reaktionsfähigkeit wenig flüchtig ist,
und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Bei den Versuchen zur Verwirklichung dieses Ziels stellte man fest, daß durch
Acetalbildung von 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol mit einem Aldehyd ein Härtungsmittel erhalten wird, das diese Bedingungen
erfüllt.
In den beigefügten Abbildungen gibt die Fig. 1 das IR-Absorptionsspektrum
von 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-äthan,
die Fig. 2 das IR-Absorptionsspektrum von 1,1-Bis-(1'-Methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-butan
und die Fig. 3 das IR-Absorptionsspektrum von 1,1-Bis-(1-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-octan
wieder.
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In den erfindungsgemäßen 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4' , 6 ' heptadienoxy)-alkanen
der allgemeinen Formel
(CH2 = CH - CH = CH - CH2 - CH - CH -
CH.R
CH2 = CH CH.
bedeutet R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1
bis 7 Kohlenstoffatomen. Man erhält diese Verbindungen durch
Acetalbildung von 1-Methyl-2-vinyl-476-heptadienol mit einem
Aldehyd der allgemeinen Formel RCHO, in der R die angegebene Bedeutung hat. Diese Acetalbildung kann in üblicher Weise
in Gegenwart eines Katalysators erfolgen. Beispiele für solche Katalysatoren sind Calciumchlorid, Natriumsulfat,
Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Silicagel, Molekularsiebe, Chlorwasserstoffgas und p-Toluolsulfonsäure. Für die Acetalbildung
genügt die Verwendung von 1 Mol Aldehyd je 2 Mole 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol entsprechend der theoretischen
Umsetzung. Um eine vollständige Umsetzung des 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienols
zu gewährleisten, bevorzugt man jedoch die Verwendung des Aldehyds in einer etwas größeren
als der theoretischen Menge. Die Reaktionszeit und -temperatur hängen gewöhnlich von der Art und Menge des verwendeten Katalysators
und der Art des eingesetzten Aldehyds ab. Im allgemeinen beträgt die Reaktionszeit 1 bis 24 Stunden und die
Temperatur 0 bis 100 C, vorzugsweise 0 bis 50°C. Im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Aldehyde sind zum Beispiel
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Formaldehyd, Acetaldehyd, Butyraldehyd und Octylaldehyd. Es
können auch aromatische Aldehyde, wie Benzaldehyd, Hydroxybenzaldehyd und Tolylaldehyd sowie heterocyclische Aldehyde,
wie Furfural verwendet werden.
Nachfolgend sind die physikalischen Eigenschaften erfindungsgemäßer
1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-alkane
angegeben:
1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-äthan
Kp = 144 bis 148°C/2 mm Hg (315-32O°C/76O mm Hg)
UV-Absorptionsspektrum: Ämax = 229 m ,u
IR-Absorptionsspektrum: siehe Figur
25 Brechungsindex: η = 1,4903 spezifisches Gewicht: d|5 = 0,9025
Viskosität: rj = 8,63 Centistoke bei 25°C
Molekulargewicht: 349 (VPO-Methode, theoretischer Wert 380,5) NMR: in CCl.-Lösung und Tetramethylsilan
£ (CCl4) ppm
0,95-1,30 (m) C ~CH9 (9H>]
H 1,93-2,50 (m) C=C-CH 2' = C - C - (6H)]
H 3,16-3,83 (m) Co - C - (2H)]
H 4,50-4,75 (m) [θ - C -0 (1H)]
4,75-5,28 (m) C=CH9, (8H)]
H Δ 5,28-6,92 (m) C=C- (8H)]
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,1 ,1 -Bis- (1 ' -methyl-2 ' -vinyl-4 ' , 6' -heptadienoxy) -butan
Kp: über 15O°C/2 mm Hg (über 32O°C/76O mm Hg)
UV-Absorptionsspektrum: ^max = 229 m,u
IR-AbsorptionsSpektrum: siehe Figur
25 Brechnungsindex: η = 1 ,4846
15 spezifisches Gewicht: d! = 0,9025
Viskosität: η = 22,1 Centistoke bei 250C
Molekulargewicht: 365 (VPO-Methode, theoretischer Wert 358,5) NMR: in CCI4-Lösung und Tetramethylsilan
S (CCl4) ppm
0,68-1,23 (m) [ -CH2 (9H)] 1,23-1,80 (m) [-CH„-(4H)]
0,68-1,23 (m) [ -CH2 (9H)] 1,23-1,80 (m) [-CH„-(4H)]
Z H 1,80-2,53 (m) C=C-CH2, =C-C-, (6H)]
H 3,20-3,80 (m) £o-C-(2H)]
H 4,40-4,75 (m) [0-C-O(TH)]
4,75-5,30 (m) C=CH9 (8H)]
H Δ 5,30-6,90 (m) [=C-(8H)]
1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-octan
Kp: über 15O°C/2 mm Hg (über 32O°C/76O mm Hg)
UV-AbsorptionsSpektrum: Xmax = 229 m,u
IR-AbsorptionsSpektrum: siehe Figur
25 Brechungsindex: nn =1,4834
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spezifisches Gewicht: dl = 0,8884
Viskosität: rj = 19,2 Centistoke bei 25°C-
Viskosität: rj = 19,2 Centistoke bei 25°C-
Molekulargewicht: 413 (VPO-Methode, theoretischer Wert 414,5)
NMR: in CCl.-Lösung und Tetramethylsilan
<f (CCl4) ppm
0,75-1,20 (m) [ -CH2 (9H)]
0,75-1,20 (m) [ -CH2 (9H)]
1,20-1,80 (m) Γ-CH2-(12H)]
H
1,80-2,55 (m) U=C-CH-, =C-C-, (6H)]
1,80-2,55 (m) U=C-CH-, =C-C-, (6H)]
H
3,33-3,83 (m) [o-C-, (2H)]
3,33-3,83 (m) [o-C-, (2H)]
H
4,48-4,75 (m) [o-C-O, (1H)]
4,48-4,75 (m) [o-C-O, (1H)]
4,75-5,30 (m) C=CH9 (8H)]
H Δ
5,30-6,73 (m) I=C- (8H)]
5,30-6,73 (m) I=C- (8H)]
In den Figuren 1 bis 3 gibt die vertikale Achse 100 % Durchlässigkeit,
die obere horizontale Achse die Wellenlänge in Mikron und die untere horizontale Achse die Wellenzahl in
cm an.
Da in den erfindungsgemäßen Verbindungen die Struktur des
1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienols erhalten ist, sind sie sehr
reaktionsfähig und werden in Luft unter der Einwirkung von Wärme, Licht, Strahlung, Elektronenstrahlen u.a. leicht gehärtet.
Die Härtungsreaktion kann durch die gleichzeitige Verwendung eines organischen Peroxids, von Azo-bis-isobutyronitril
oder anderen radikalischen Mitteln bewirkt werden.
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Ferner werden die erfindungsgemäßen Verbindungen bei Raumtemperatur
in Gegenwart oder Abwesenheit, eines Oxydationskatalysators, wie Cobaltnaphthenat oxydativ vernetzt und gehärtet.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind auch als synthetische trocknende öle brauchbar und können mit Vorteil
als reaktionsfähige Verdünnungsmittel für die Vernetzung von Harzen, wie an der Luft trocknenden Alkydharzen, 1,2-Polybutadienharzen,
Diallylphthalatharzen und ungesättigten Polyesterharzen verwendet werden. Wenn für einen Überzug ein
vernetzender Harzanstrich verwendet wird, wird, um die Aufbringung des Anstriches zu erleichtern, ein Verdünnungsmittel
oder ein anderes ähnliches Lösungsmittel verwendet. Dieses Lösungsmittel ist nur zum Zeitpunkt des Auftragens erforderlich
und tritt aus dem aufgebrachten Anstrich, wenn der überzug vollständig ist, in die Atmosphäre aus. Im Hinblick auf
eine Verhinderung der Luftverschmutzung, aus Sicherheits- und Kostenersparnisgründen ist die Verwendung eines Lösungsmittels
nicht gerade erwünscht. Wenn jedoch eine der erfindungsgemäßen
Verbindungen als Verdünnungsmittel für den Harzanstrich verwendet wird, hat dies den Vorteil, daß der Anstrich ohne
jegliches Lösungsmittel aufgetragen werden und der so gebildete Überzug in seiner unveränderten Form härten kann. Mit anderen
Worten, das sonst bestehende Problem der Luftverschmutzung durch die Verwendung eines Lösungsmittels bei der Aufbringung
von Überzügen kann durch Verwendung der erfindungsgemäßen
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Verbindungen weitgehend gelöst werden. Diese tragen somit nicht nur zu einer Verbesserung der Überzüge aus Alkydharzen,
Anstrichen auf Ölbasis und Anstrichen auf wässriger Basis bei, sondern bilden gleichzeitig vorteilhafte Träger für
Klebemittel, Tinten usw. Ferner stellen die erfindungsgemäßen Verbindungen, da sie im Molekül zwei konjugierte Doppelbindungen
und zwei Vinylgruppen enthalten, wertvolle Ausgangsstoffe für eine Vielzahl von Chemikalien mit den verschiedenartigsten
Anwendungszwecken dar.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
In einem 100 ml Dreihalskolben, der mit einem luftdicht eingesetzten
Rührer versehen war, wurden 20,4 g 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol
und 5 g wasserfreies Calciumchlorid unter Kühlung in einem Eisbad gerührt, bis Homogenität erreicht
war. Das erhaltene Gemisch wurde mit 4,4 g Acetaldehyd versetzt, wobei man weiterrührte, dann wurden 0,1 g p-Toluolsulfonsäure
tropfenweise zugefügt. Das erhaltene Gemisch wurde auf Raumtemperatur gebracht und 20 Stunden gerührt. Anschließend
wurde das Calciumchlorid abfiltriert und mit n-Pentan gewaschen. Die Waschlösungen wurden mit dem Filtrat vereinigt.
Die vereinigten Flüssigkeiten wurden mit 5 %iger Natriumcarbonatlösung
neutralisiert, mit Natriumsulfat getrocknet
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und darauf destilliert. Hierdurch wurden n-Pentan, nicht umgesetzter
Acetaldehyd und nicht umgesetztes 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol
entfernt. Die Fraktion mit dem Siedepunkt 144-148 C/2 mm Hg wurde gesammelt. Sie bestand aus 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4'
, 6 '-heptadienoxy)-äthan. Die Ausbeute betrug 96 %. Die erhaltene Verbindung hatte die oben angegebenen
Eigenschaften.
In einem 500 ml Dreihalskolben, der mit einem luftdicht eingesetzten
Rührer versehen war, wurden 152 g 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol
und 66,6 g wasserfreies Calciumchlorid unter Kühlung in einem Eisbad gerührt, bis Homogenität erreicht
war. Dann wurden unter Rühren 72 g n-Butyraldehyd zugefügt. Das erhaltene Gemisch wurde auf 25 C gebracht und noch
22 Stunden gerührt. Anschließend wurde das Calciumchlorid abfiltriert und mit n-Pentan gewaschen. Die Waschflüssigkeiten
und das Filtrat wurden vereinigt und dann mit Natriumsulfat getrocknet. Das getrocknete Gemisch wurde zur Entfernung
des n-Pentans, von nicht umgesetztem Butyraldehyd und nicht umgesetztem 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol destilliert.
Das Reaktionsprodukt wurde durch Chromatographieren über eine Säule aus Silicagel isoliert. Es bestand aus 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-butan.
Ausbeute 95 %. Die erhaltene Verbindung hatte die oben angegebenen Eigenschaften
.
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In einem 500 ml Dreihalskolben mit einem, luftdicht eingesetzten
Rührer wurden 152 g 1-Methy1-2-vinyl-4,6-heptadienol
und 66,6 g wasserfreies Calciumchlorid unter Kühlung in einem Eisbad gerührt, bis Homogenität erzielt war. Dann wurde mit
128 g n-Octylaldehyd vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde
unter Rühren auf 25°C gebracht, dann wurde zur Vervollständigung
der Umsetzung noch weitere vier Stunden gerührt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch im wesentlichen nach
dem Verfahren des Beispiels 2 zur Entfernung der nicht umgesetzten Reaktionsteilnehmer destilliert. Das Reaktionsprodukt
wurde durch Chromatographieren über eine Säule aus Silicagel gereinigt. Man erhielt in 90 %iger Ausbeute 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-octan
mit den oben angegebenen Eigenschaften.
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Claims (6)
1.J 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-alkane
der allgemeinen Formel
(CH0 = CH - CH = CH - CH0 - CH - CH - 0 KCH.R
/ Δ ι ι Δ
CH2 = GH CH3
in der R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit
1 bis 7 Kohlenstoffatomen ist.
2. 1,1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4' , 6'-heptadienoxy)-äthan.
3. 1,1 -Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-butan.
4. 1'1-Bis-(1'-methyl-2'-vinyl-4',6'-heptadienoxy)-octan.
5. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1-Methyl-2-vinyl-4,6-heptadienol
der Formel
CH0 = CH - CH = CH - CH0 - CH - CH - OH
Δ Δ
CH2 = CH 3
mit einem Aldehyd der allgemeinen Formel RCHO umsetzt, in der R die angegebene Bedeutung hat.
7Π9808/ 1 1
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aldehyd Formaldehyd, Acetaldehyd, Butyraldehyd
oder Octylaldehyd verwendet.
sch:kö
709808/1 19A
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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