DE2648051A1 - POLYHYDROXIPHENOLS AND THE PROCESS FOR THEIR PRODUCTION - Google Patents
POLYHYDROXIPHENOLS AND THE PROCESS FOR THEIR PRODUCTIONInfo
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Description
OI*L..|N·. M.8C.OI * L .. | N ·. M.8C.
OIM..-FHY·. DW.OIM ..- FHY ·. DW.
DIPL.-PHY».DIPL.-PHY ».
B- CURAB- CURA
7STUTTeARTI, UHUANDSTR. 14C7STUTTeARTI, UHUANDSTR. 14C
LANDBSQIRO «Tuna*RT KONTONR. 1I19II1LANDBSQIRO «Tuna * RT ACCOUNT NO. 1I19II1
POSTSCHECK STUTTGART K O NTO N R. S ·7 Οβ- 7 OOPOST CHECK STUTTGART K O NTO N R. S 7 Οβ- 7 OO
A 41 972 b k - 163A 41 972 b k - 163
18. Oktober 1976October 18, 1976
SOCIETA' ITALIANA RESINE S.I.R. S.p.A.
33, Via Grazioli
Mailand, ItalienSOCIETA 'ITALIANA RESINE SIRSpA 33 , Via Grazioli
Milan, Italy
Polyhydroxiphenole und Verfahren zu ihrer HerstellungPolyhydroxy phenols and processes for their preparation
Die Erfindung betrifft Polyhydroxiphenole mit folgender Strukturformel:The invention relates to polyhydroxy phenols with the following structural formula:
Q—Q—
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wobei R ein Alkylradikal mit 1 bis 10 C-Atomen ist, wobei die Methylen-Brücken bezüglich der Hydroxy1-Gruppe an dem zentralen Phenolring in der Ortho-Stellung und an den anderen Phenolringen in der Ortho- oder Para-Stellung gebunden sind.where R is an alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms, the methylene bridges with respect to the Hydroxy1 group on the central phenol ring in the ortho position and attached to the other phenol rings in the ortho or para position.
Ferner befasst sich die Erfindung mit einem Verfahren zum Herstellen derartiger Polyhydroxiphenole, wobei die Herstellung in der Weise erfolgt, dass man Formaldehyd mit Phenol zur Reaktion bringt, welches in der Para-Stellung mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen substitiert ist, um das Dimethylol-Derivat zu erhalten, indem man mit zwei Methylol-Gruppen substituiert, und zwar an den Ortho-Stellungen bezüglich der Hydroxy1-Gruppe des substituierten Phenols, worauf man dann das Dimethylol-Derivat mit Phenol reagieren lässt, um ein Polyhydroxiphenol mit der Strukturformel (I) zu erhalten.The invention also relates to a method for producing such polyhydroxiphenols, the production takes place in such a way that formaldehyde is reacted with phenol, which is in the para position with an alkyl group is substituted by 1 to 10 carbon atoms to the dimethylol derivative to be obtained by substituting with two methylol groups, in the ortho positions with respect to the Hydroxy1 group of the substituted phenol, which one then the dimethylol derivative reacts with phenol to form a Obtain polyhydroxyphenol with the structural formula (I).
In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnet:In the description below:
die Bezeichnung "para-substituiertes Phenol" ein Phenol, welches bezüglich seiner Hydroxy1-Gruppe in der Para-Stellung mit einer Alkylgruppe mit zwischen 1 und 10 C-Atomen substituiert ist;the term "para-substituted phenol" is a phenol which, with respect to its hydroxyl group in the para position, has a Alkyl group is substituted by between 1 and 10 carbon atoms;
die Bezeichnung "Dimethylol-Derivat" bzw. "Dimethylol-Zwischenprodukt" das para-substituierte Phenol, bei dem in den Ortho-Stellungen bezüglich der Hydroxy1-Gruppe zwei Methylol-Gruppen substituiert sind;the term "dimethylol derivative" or "dimethylol intermediate" the para-substituted phenol in which there are two methylol groups in the ortho positions with respect to the hydroxy1 group are substituted;
die Bezeichnung "Polyhydroxiphenol" eine Verbindung mit der Strukturformel (I).the term "polyhydroxiphenol" means a compound with the structural formula (I).
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Das Verfahren zum Herstellen des Polyhydroxiphenols gemäss der Erfindung ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:The process for producing the polyhydroxyphenol according to the invention is characterized by the following process steps:
(a) Man lässt Formaldehyd und ein substituiertes Phenol folgender Strukturformel(a) One leaves formaldehyde and a substituted phenol with the following structural formula
miteinander reagieren, wobei R ein Alkylradikal mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet, und zwar bei einem molaren Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol von mindestens 2:1 sowie in Anwesenheit einer anorganischen Base und bei einer Temperatur von mindestens 40°C, um auf diese Weise ein Dimethylol-Derivat des Phenols zu erhalten;react with one another, where R is an alkyl radical with 1 to 10 carbon atoms, namely with a molar one Ratio of formaldehyde to phenol of at least 2: 1 and in the presence of an inorganic base and at a temperature of at least 40 ° C, so as to obtain a dimethylol derivative of phenol;
(b) man setzt den Reaktionsprodukten des Verfahrensschrittes(b) the reaction products of the process step are used
(a) eine Säure in einer Menge zu, die derjenigen der anorganischen Base zumindest äquivalent ist, und zwar in Anwesenheit von Wasser, und man trennt die wässrige Phase von der auf diese Weise erhaltenen Methylol-Derivat-Phase; (a) an acid in an amount at least equivalent to that of the inorganic base, namely in the presence of water, and separating the aqueous Phase from the methylol derivative phase thus obtained;
(c) man setzt der Dimethylol-Derivat-Phase ein organisches Lösungsmittel zu, welches das Derivat lösen kann, normalerweise mit Wasser nicht oder nur gering mischbar ist und mit letzterem ein azeotropes Gemisch bildet, man bringt die resultierende Lösung in Anwesenheit eines sauren Katalysators und bei einer Temperatur von mindestens 100°C in Kontakt mit Phenol, und zwar bei einem(c) the dimethylol derivative phase is an organic one Solvent, which can dissolve the derivative, normally immiscible or only slightly miscible with water is and forms an azeotropic mixture with the latter, bringing the resulting solution in the presence of one acidic catalyst and at a temperature of at least 100 ° C in contact with phenol, namely with a
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molaren Verhältnis von Phenol zu Derivat von mindestens 2:1 und man hält die erhaltene Mischung auf der Siedetemperatur bis die Reaktion zwischen dem Derivat und dem Phenol im wesentlichen vollständig abgeschlossen ist, während man das sich bildende Wasser als Azeotrop mit dem organischen Lösungsmittel abdestilliert undmolar ratio of phenol to derivative of at least 2: 1 and the mixture obtained is kept at the boiling point until the reaction between the derivative and the phenol is essentially complete is, while the water formed is distilled off as an azeotrope with the organic solvent and
(d) man gewinnt das Polyhydroxiphenol aus den Reaktionsprodukten des Verfahrensschrittes (c).(d) the polyhydroxyphenol is recovered from the reaction products of process step (c).
Verfahrensschritt (a)Process step (a)
Entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren wird Formaldehyd
mit einem para-substituierten Phenol zur Reaktion gebracht, wobei letzteres vorzugsweise eina-der folgenden Stoffe ist:
Para-Tert-Butylphenol, Para-Kresol, Para-Octylphenol, Para-Amylphenol
oder Para-Nonylphenol. Das Formaldehyd kann dem
Reaktionsmedium in Form einer wässrigen Lösung zugeführt werden, insbesondere in Form einer handelsüblichen wässrigen
Lösung., deren Formaldehyd-Gehalt zwischen 37 und 38 Gewichtsprozent liegt. Niedrige Polymere des Formaldehyds, wie z.B.
Paraformaldehyd oder irgendein anderer Stoff, welcher unter
den Reaktionsbedingungen Formaldehyd freisetzt, kann erfindungsgemäss
ebenfalls verwendet werden.According to the process according to the invention, formaldehyde is reacted with a para-substituted phenol, the latter preferably being one of the following substances: para-tert-butylphenol, para-cresol, para-octylphenol, para-amylphenol or para-nonylphenol. The formaldehyde can do that
Reaction medium are supplied in the form of an aqueous solution, in particular in the form of a commercially available aqueous solution
Solution., The formaldehyde content of which is between 37 and 38 percent by weight. Lower polymers of formaldehyde, such as, for example, paraformaldehyde or any other substance which releases formaldehyde under the reaction conditions, can also be used according to the invention.
Bei der Reaktion wirken eine anorganische Base und vorzugsweise ein Alkalimetallhydroxid, wie z.B. Natrium-, Kaliumoder Lithium-Hydroxid als Katalysatoren.An inorganic base, and preferably an alkali metal hydroxide, such as sodium, potassium or Lithium hydroxide as a catalyst.
Das molare Verhältnis von Formaldehyd zu para-substituiertemThe molar ratio of formaldehyde to para-substituted
- 5 +) p-tert.-Butylohenol- 5+) p-tert-butylohenol
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Phenol liegt im allgemeinen zwischen 2:1 und 3:1, während das molare Verhältnis von anorganischer Base zu para-substituiertem Phenol im allgemeinen zwischen 0,3:1 und 1:1 liegt.Phenol is generally between 2: 1 and 3: 1, while the molar ratio of inorganic base to para-substituted Phenol is generally between 0.3: 1 and 1: 1.
Die Reaktion wird ferner vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 40 und 80 C durchgeführt, und zwar für einen Zeitraum, innerhalb dessen gewährleistet ist, dass das para-substituierte Phenol vollständig reagiert oder zumindest soweit, dass seine Konzentration im Reaktionsmedium auf Werte unterhalb von 0,5 Gewichtsprozent reduziert ist.The reaction is also preferably carried out at a temperature between 40 and 80 C, for a period of time within this it is ensured that the para-substituted phenol reacts completely or at least to the extent that its Concentration in the reaction medium is reduced to values below 0.5 percent by weight.
Die Reaktionszeit beträgt im allgemeinen zwischen 1 und 4 Stunden.The reaction time is generally between 1 and 4 Hours.
Die Art, in der die Reaktionspartner miteinander in Kontakt gebracht werden, ist nicht kritisch. Vorzugsweise wird jedoch eine wässrige Lösung der anorganischen Base dem Reaktionsmedium, welches Formaldehyd und para-substituiertes Phenol enthält, allmählich zugesetzt, wobei das Reaktionsgemisch nach Beendigung des Zusetzens der anorganischen Base noch für eine gewisse Zeit auf Reaktionstemperatur gehalten wird.The way in which the reactants are brought into contact with one another is not critical. Preferably, however an aqueous solution of the inorganic base to the reaction medium, which contains formaldehyde and para-substituted phenol, gradually added, the reaction mixture after completion of the addition of the inorganic base still for a certain amount of time Time is kept at the reaction temperature.
Die Reaktion wird im allgemeinen in Anwesenheit von Wasser durchgeführt. Vorzugsweise sollte die Reaktionsmischung nicht mehr als 50 Gewichtsprozent Wasser enthalten.The reaction is generally carried out in the presence of water. Preferably the reaction mixture should not contain more than 50 percent water by weight.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das molare Verhältnis von Alkalimetallhydroxid zu para-substituiertem Phenol bei etwa 0,5:1 und dasjenige von Formaldehyd zu parasubstituiertem Phenol bei etwa 2,5:1 gehalten. Weiterhin wirdAccording to a preferred embodiment, the molar The ratio of alkali metal hydroxide to para-substituted phenol at about 0.5: 1 and that of formaldehyde to para-substituted Phenol held at about 2.5: 1. Will continue
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die Reaktion bei einer Temperatur in der Grössenordnung von
6O°C durchgeführt, wobei
hydroxid zugesetzt wird.the reaction is carried out at a temperature of the order of 6O ° C, wherein
hydroxide is added.
60 C durchgeführt, wobei dem Reaktionsmedium wässriges Natrium-60 C carried out, the reaction medium being aqueous sodium
Unter den angegebenen Bedingungen reagiert das para-substituierte Phenol innerhalb eines Zeitraums von etwa 2,5 Stunden nahezu vollständig mit dem Formaldehyd.The para-substituted reacts under the given conditions Phenol almost completely with the formaldehyde within a period of about 2.5 hours.
Verfahrensschritt (b)Process step (b)
Dem Reaktionsprodukt gemäss Verfahrensschritt (a) wird Säure in einer Menge zugesetzt, die der Menge des während des Verfahrensschrittes (a) zugesetzten anorganischen Base zumindest äquivalent ist.The reaction product according to process step (a) becomes acid added in an amount which is at least the amount of the inorganic base added during process step (a) is equivalent.
Zu dem genannten Zweck können organische Säuren verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man jedoch mineralische Säuren, wie z.B. Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure. Von diesen ist wiederum die Phosphorsäure wegen der Korrosion am vorteilhaftesten. Organic acids can be used for the stated purpose. However, mineral acids are preferably used, such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid. Of these, phosphoric acid is again the most advantageous because of corrosion.
Im allgemeinen wird eine solche Säuremenge zugesetzt, dass sich in dem Reaktionsmedium ein pH-Wert zwischen 6,5 und 2 ergibt.In general, such an amount of acid is added that a pH value between 6.5 and 2 results in the reaction medium.
Im Anschluss an die Behandlung mit Säure wird das Dimethylol-Zwischenprodukt in Wasser unlöslich, so dass es von der wässrigen Phase getrennt werden kann, welche das Formaldehyd enthält, welches nicht an der Reaktion teilgenommen hat sowie die Neutralisationsprodukte der anorganischen Base. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn während des Verfahrens-Following the treatment with acid, the dimethylol intermediate becomes insoluble in water so that it can be separated from the aqueous phase, which contains the formaldehyde, which did not take part in the reaction and the neutralization products of the inorganic base. At this point it should be noted that if during the procedure
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Schrittes (a) kein Wasser vorhanden war, das Wasser während des Verfahrensschrittes (b) zugesetzt wird.Step (a) no water was present, the water is added during process step (b).
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Reaktionsprodukte des ersten Verfahrensschrittes auf etwa 50 C abgekühlt, woraufhin dann die Phosphorsäure allmählich zugesetzt wird, bis ein äquivalentes Verhältnis von Natriumhydroxid zu Phosphorsäure in der Grössenordnung von 0,5:1 erreicht ist. Die Mischung wird dann bei 40 bis 50 C dekantiert, wobei die wässrige Schicht (welche weggegossen wird) von der organischen Schicht getrennt wird, welche im wesentlichen aus dem Dimethylol-Zwischenprodukt besteht.In a preferred embodiment, the reaction products the first process step is cooled to about 50 C, whereupon the phosphoric acid is gradually added until an equivalent ratio of sodium hydroxide to phosphoric acid in the order of magnitude of 0.5: 1 is reached. The mixture is then decanted at 40 to 50 C, the aqueous layer (which is poured away) from the organic Layer is separated, which consists essentially of the dimethylol intermediate consists.
Verfahrensschritt (c)Process step (c)
Dem Dimethylol-Zwischenprodukt, welches bei dem Verfahrensschritt (b) gewonnen wird, wird ein organisches Lösungsmittel zugesetzt, welches das Zwischenprodukt lösen kann, welches mit Wasser normalerweise nicht oder nur geringfügig mischbar ist und welches mit letzterem ein azeotropes Gemisch bildet.The dimethylol intermediate which is obtained in process step (b) becomes an organic solvent added, which can dissolve the intermediate product, which is normally not or only slightly miscible with water and which forms an azeotropic mixture with the latter.
Für diesen Zweck sind aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol, Kumol oder andere Alkylbenzene vorteilhaft,
welcl
tet.For this purpose, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, cumene or other alkylbenzenes are advantageous, welcl
tet.
welche bei einer Temperatur sieden, die 160 C nicht überschrei-which boil at a temperature that does not exceed 160 C
Die auf diese Weise erhaltene Lösung wird im allgemeinen in einer solchen Menge zugesetzt, dass ein molares Verhältnis von para-substituiertem Phenol (welches während des Verfahrensschrittes (a) zugesetzt wird) zu dem Phenol zwischen 1:2 und The solution obtained in this way is generally added in such an amount that a molar ratio of para-substituted phenol (which is added during process step (a)) to the phenol between 1: 2 and
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1:3,5 gewährleistet ist.1: 3.5 is guaranteed.
Die Reaktion wird bei Siedetemperatur durchgeführt, im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 100 und 160 C, wobei das sich bildende Wasser kontinuierlich in Form eines Azeotrops mit dem ausgewählten organischen Lösungsmittel abdestilliert wird.The reaction is carried out at the boiling point, in general at a temperature between 100 and 160 ° C., the water being formed continuously in the form of an azeotrope is distilled off with the selected organic solvent.
Die Reaktion des Dimethylol-Zwischenproduktes mit dem Phenol wird in Anwesenheit eines sauren Katalysators, vorzugsweise einer organischen Säure, durchgeführt.The reaction of the intermediate dimethylol with the phenol is carried out in the presence of an acidic catalyst, preferably an organic acid.
Die genannte Säure sollte vorzugsweise eine Säure-Dissoziationskonstante bzw. (im Fall einer polybasischen Säure) eine erste Säure-Dissoziationskonstante besitzen, welche grosser ist als 1.10 . Beispiele für organische Säuren, welche für diesen Zweck geeignet sind, sind: Oxalsäure, Benzoesäure, Para-Tert-Buty!benzoesäure, Salicylsäure und Isophthalsäure.Said acid should preferably have an acid dissociation constant or (in the case of a polybasic acid) have a first acid dissociation constant which is greater than 1.10. Examples of organic acids which are suitable for this purpose are: oxalic acid, benzoic acid, para-tert-butybenzoic acid, Salicylic acid and isophthalic acid.
Die Menge des sauren Katalysators beträgt normalerweise zwischen 0,1 und 5 Gewichtsteilen pro jeweils 100 Gewichtsteile des Phenols.The amount of the acidic catalyst is usually between 0.1 and 5 parts by weight per every 100 parts by weight of the Phenol.
Die Reaktionszeiten sind diejenigen, die für eine praktisch vollständige Reaktion des Dimethylol-Derivats erforderlich sind und liegen im allgemeinen zwischen 2 und 4 Stunden.The reaction times are those which are required for a practically complete reaction of the dimethylol derivative and are generally between 2 and 4 hours.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das in dem ausgewählten Lösungsmittel gelöste Dimethylol-Zwischenprodukt dem Phenol und dem Katalysator zugesetzt, wobei die Reaktions-In a preferred embodiment, this is selected in the Solvent dissolved dimethylol intermediate added to the phenol and the catalyst, the reaction
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mischung auf der Siedetemperatur gehalten wird. Die sich entwickelnden Dämpfe werden kondensiert, wobei eine wässrige Phase abgetrennt wird, welche abgeleitet wird und eine organische Phase, welche dem Reaktionsmedium erneut zugeleitet wird.mixture is kept at the boiling point. The evolving Vapors are condensed, whereby an aqueous phase is separated, which is discharged and an organic one Phase which is fed back to the reaction medium.
Verfahrensschritt dProcess step d
Der saure Katalysator, das organische Lösungsmittel und gegebenenfalls überschüssiges Phenol werden von dem beim Verfahrensschritt (c) erhaltenen Reaktionsprodukten abgetrennt. The acid catalyst, the organic solvent and optionally Excess phenol is separated from the reaction products obtained in process step (c).
Für den Fall, dass mit Oxalsäure gearbeitet wird, ist diese Säure in dem Reaktionsmedium bei Temperaturen in der Grössenordnung zwischen 30 und 4O°C unlöslich. Die Säure kann somit durch Abkühlen der Reaktionsmasse ausgefällt und dann abgefiltert werden.In the event that oxalic acid is used, this acid is in the order of magnitude in the reaction medium at temperatures insoluble between 30 and 40 ° C. The acid can thus precipitated by cooling the reaction mass and then filtered off.
In anderen Fällen kann es erforderlich sein, den sauren Katalysator zu neutralisieren und das sich dann als Präzipitat ergebende Salz abzufiltern.In other cases it may be necessary to use the acid catalyst to neutralize and filter off the salt which then results as a precipitate.
Das organische Lösungsmittel und das überschüssige Phenol können durch Destillation entfernt werden, und zwar ersteres bei oder nahe beim Atmosphärendruck und letzteres bei einem Unterdruck, wobei vorzugsweise nach dem Dünnfilmverfahren gearbeitet wird. Es versteht sich, dass das organische Lösungsmittel und das Phenol dann erneut in den Prozess zurückgeführt werden können, um das Polyhydroxiphenol herzustellen. Letzteres verbleibt in jedem Fall als Destillationsrückstand.The organic solvent and the excess phenol can be removed by distillation, namely the former at or near atmospheric pressure and the latter at a negative pressure, preferably working according to the thin-film process will. It goes without saying that the organic solvent and the phenol are then fed back into the process can be used to produce the polyhydroxy phenol. The latter remains in any case as a distillation residue.
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Bei dem beschriebenen Verfahren wird das Polyhydroxiphenol inIn the process described, the polyhydroxyphenol is in
,erhalten,obtain
seinen isomeren Formen/ welche für die gleichen Zwecke brauchbar sind, für die Polyhydroxiphenole üblicherweise verwendet werden. Es versteht sich, dass, wenn dies gewünscht ist, die verschiedenen Isomere durch Anwendung üblicher Verfahren, beispielsweise durch fraktionierte Kristallisation, voneinander getrennt werden können.its isomeric forms / which are useful for the same purposes for which polyhydroxy phenols are commonly used will. It will be understood that, if desired, the various isomers can be identified by using conventional methods, for example by fractional crystallization, can be separated from each other.
Die Polyhydroxiphenole gemäss der Erfindung sind besonders als Anti-Oxidationsmittel für elastomere und plastische Materialien geeignet, sowie als Polymerisationshemmer für ungesättigte Monomere, wie Styrol und die Alkylester der Akryl- oder Methakrylsäure, und als Stabilisatoren für ungesättigte Polyesterharze, d.h. für Polykondensationsprodukte ungesättigter polybasischer Säuren und Polyhydroxialkohole, die in Styrol oder einem anderen ungesättigten Monomer gelöst sind.The polyhydroxy phenols according to the invention are particularly useful as anti-oxidants for elastomeric and plastic materials suitable, as well as polymerization inhibitors for unsaturated monomers such as styrene and the alkyl esters of the acrylic or Methacrylic acid, and as stabilizers for unsaturated polyester resins, i.e. for polycondensation products of unsaturated polybasic acids and polyhydroxy alcohols, which are in styrene or another unsaturated monomer are dissolved.
Die Polyhydroxiphenole gemäss der Erfindung sind ferner für die Herstellung von Epoxidharzen geeignet, wenn man sie mit Epichlorhydrin in einem alkalischen Medium zur Reaktion bringt, wobei die genannten Epoxidharze besonders für Farben geeignet sind, um deren Temperaturfestigkeit, Formtreue und Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Stoffen zu verbessern.The polyhydroxy phenols according to the invention are also suitable for the production of epoxy resins if they are used with Brings epichlorohydrin to reaction in an alkaline medium, the epoxy resins mentioned being particularly suitable for paints are to improve their temperature resistance, dimensional stability and resistance to chemical substances.
Novolake-Phenolharze mit höheren Molekulargewichten als die üblichen können hergestellt werden, indem man die Polyhydroxiphenole mit der Strukturformel (I) in einem sauren Medium mit Formaldehyd zur Reaktion bringt, und zwar möglichst in Anwesenheit von Phenol oder ganz allgemein von Phenolverbindungen.Novolak phenolic resins with higher molecular weights than that usual can be prepared by using the polyhydroxy phenols with the structural formula (I) in an acidic medium to react with formaldehyde, preferably in the presence of phenol or, more generally, of phenolic compounds.
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Resol-Phenolharze können ebenfalls hergestellt v/erden, und zwar aus den gleichen Ausgangsprodukten, jedoch bei unterschiedlichem Mischungsverhältnis derselben und in einem basischen Medium.Resole phenolic resins can also be prepared, namely from the same starting products, but with different mixing ratios of the same and in a basic one Medium.
Die Novolake sind dann besonders" nützlich, wenn sie in Verbindung mit Hexamin als Bindemittel für mineralische Zuschlagstoffe (z.B. Formsand oder Schleifpartikel) oder pflanzliche Füllstoffe, wie z.B. Holzmehl oder dergleichen,oder auch als Verstärkungsstoff oder als Klebstoff für Gummi verwendet werden. The novolaks are particularly "useful" when used in conjunction with hexamine as a binder for mineral aggregates (e.g. molding sand or abrasive particles) or vegetable Fillers, such as wood flour or the like, or as Reinforcement material or used as an adhesive for rubber.
Die genannten Resole sind besonders nützlich zum Imprägnieren von Papieren und Stoffen zum Herstellen von Laminaten sowie nach geeigneter Modifikation mit pflanzlichen ölen zum Herstellen harter und chemisch widerstandsfähiger glänzender Einbrennlacke.The named resoles are particularly useful for impregnating papers and fabrics for making laminates as well after suitable modification with vegetable oils to produce hard and chemically resistant shiny ones Stoving enamels.
Bei den nachfolgend angegebenen Versuchsdaten sind die Teile und Prozentsätze, falls nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt ist, Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente.In the test data given below, the parts and percentages are unless expressly stated otherwise is, parts by weight or percentages by weight.
In ein Reaktionssystem mit einem Rührwerk, mit einem Dampfheizungssystem, mit einem Hypsometer, mit einem Behälter zum Zuführen der Reagenzien, mit einem Kondensator, mit einem Entmischer, mit einer Rücklaufleitung für das Kondensat und mit einem Sammelbehälter für das Destillat werden 426,7 Teile des Para-Tert-Butylphenols und 604 Teile einer 36%-igen wässrigenIn a reaction system with an agitator, with a steam heating system, with a hypsometer, with a container for feeding the reagents, with a condenser, with a separator, with a return line for the condensate and a collecting tank for the distillate are 426.7 parts of the Para-tert-butylphenol and 604 parts of a 36% strength aqueous
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Formaldehyd-Lösung eingegeben. Das molare Verhältnis von Formaldehyd zu Para-Tert-Butylphenol ist damit gleich 2,5:1.Entered formaldehyde solution. The molar ratio of formaldehyde to para-tert-butylphenol is therefore 2.5: 1.
Die Temperatur wird auf 60 C eingestellt und es werden der Reaktionsmasse unter Umrühren 190 Teile einer 30%-igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid zugesetzt.The temperature is set to 60 ° C. and 190 parts of a 30% aqueous solution are added to the reaction mass with stirring Solution of sodium hydroxide added.
Nach dem Zusetzen des Natriumhydroxids ist das molare Verhältnis von Para-Tert-Butylphenol zu Natriumhydroxid gleich 2:1. Anschliessend wird die Temperatur weiter auf 6O°C gehalten, bis die Menge des freien Formaldehyds in dem Reaktionsmedium bis auf 4 bis 4,5% reduziert ist. After adding the sodium hydroxide, the molar ratio of para-tert-butylphenol to sodium hydroxide is the same 2: 1. The temperature is then kept at 60 ° C. until the amount of free formaldehyde in the reaction medium is reduced to 4 to 4.5%.
Danach werden dann 119 Teile einer 75%-igen wässrigen Phosphorsäurelösung zugesetzt. Das Umrühren wird fortgesetzt bis die Neutralisation vollständig ist. Daraufhin wird das Rührwerk stillgesetzt, und es werden eine wässrige Phase, welche Natriumphosphate sowie das Formaldehyd enthält, das nicht an der Reaktion teilgenommen hat, und eine organische Phase, welche das Dimethylol-Derivat des P-Tert-Butylphenols enthält, voneinander getrennt.Then 119 parts of a 75% aqueous phosphoric acid solution are then added added. Stirring is continued until neutralization is complete. The agitator will then shut down, and there are an aqueous phase, which contains sodium phosphates and the formaldehyde, which is not on the Reaction has participated, and an organic phase, which contains the dimethylol derivative of P-tert-butylphenol, from each other separated.
Die wässrige Phase wird weggeschüttet und der organischen Phase (720 Teile) werden 360 Teile Toluol zugesetzt, so dass eine Toluollösung mit folgenden Werten erhalten wird:The aqueous phase is poured away and 360 parts of toluene are added to the organic phase (720 parts), so that a Toluene solution is obtained with the following values:
Trockensubstanz: 52%Dry matter: 52%
Viskosität bei 25°C: 25 c1
Kein freies Para-Tert-Butylphenol!Viscosity at 25 ° C: 25 c 1
No free para-tert-butylphenol!
- 13 -- 13 -
709820/1046709820/1046
k - 163k - 163
18. Oktober 1976 - October 18, 1976 -
Die zuletzt genannten Werte wurden mit Hilfe einer Gas-Chromatographie-Analyse ermittelt.The last-mentioned values were obtained with the aid of a gas chromatography analysis determined.
Eine Mischung von 737 Teilen Phenol und 32 Teilen Oxalsäure wird auf 1OO°C erhitzt und der erhitzten Mischung wird dann während eines Zeitraums von 3 Stunden allmählich die Toluollösung des Dimethylol-Zwischenprodukts zugesetzt. Während des genannten Zeitraums wird die Masse auf ihrer Siedetemperatur gehalten, wobei das Wasser durch azeotrope Destillation abdestilliert und über einen Entmischer kontinuierlich abgeleitet wird.A mixture of 737 parts of phenol and 32 parts of oxalic acid is heated to 100 ° C. and the heated mixture is then The toluene solution of the dimethylol intermediate was gradually added over a period of 3 hours. During the said period, the mass is kept at its boiling point, the water being distilled off by azeotropic distillation and is continuously discharged via a separator.
Das abdestillierte Toluol wird in das Reaktionsmedium zurückgeleitet. The toluene distilled off is returned to the reaction medium.
Die Temperatur der Masse steigt während des Zusetzens der Toluollösung schnell auf 120 bis 125°C an und behält diese Temperatur bei, bis der Beimischvorgang beendet ist. Das molare Verhältnis zwischen dem Phenol und dem (ursprünglich zugeführten) Para-Tert-Butylphenol im Reaktionsmedium beträgt dann 2,7:1.During the addition of the toluene solution, the temperature of the mass rises rapidly to 120 to 125 ° C. and maintains this Temperature at until the mixing process has ended. The molar ratio between the phenol and the (originally supplied) Para-tert-butylphenol in the reaction medium is then 2.7: 1.
Nach dem Zusetzen der Toluollösung wird die genannte Temperatur noch für 30 Minuten aufrechterhalten, und die Masse wird dann auf 30 bis 40°C abgekühlt. Bei dieser Temperatur wird die in der Lösung dispergierte Oxalsäure durch Filtern entfernt.After adding the toluene solution, the temperature mentioned is maintained for 30 minutes and the mass is then cooled to 30 to 40 ° C. At this temperature, the oxalic acid dispersed in the solution is removed by filtering.
Die auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltene Lösung besass folgende Werte:The solution obtained in the manner described above had the following values:
- 14 -- 14 -
709820/1046709820/1046
k-- 163k-- 163
18. Oktober 1976 -October 18, 1976 -
Trockensubstanz: 64%Dry matter: 64%
Viskosität bei 4O°C 900 Freies Phenol: 16%Viscosity at 40 ° C 900 Free phenol: 16%
Die zuletzt genannten Werte wurden mit Hilfe der Gas-Chromatographie ermittelt. .The last-mentioned values were obtained with the aid of gas chromatography determined. .
Anschliessend wurde die Lösung bei Atmosphärendruck destilliert/ wobei 253 Teile Toluol, welche geringe Mengen an Phenol enthielten, abdestilliert wurden.The solution was then distilled at atmospheric pressure / with 253 parts of toluene, which contained small amounts of phenol, were distilled off.
Der Rückstand wurde dann durch das Dunnfilmverfahren bei einem Druck von 3 mm Hg destilliert, um das restliche Toluol und das freie Phenol zu entfernen.The residue was then removed by the thin film method at a Distilled pressure of 3 mm Hg to remove residual toluene and free phenol.
Am Boden des Verdampfers wurden ungefähr 1000 Gewichtsteile eines Polyhydroxiphenols gewonnen, welches folgende Werte besass: Approximately 1000 parts by weight of a polyhydroxyphenol were obtained at the bottom of the evaporator, which had the following values:
Aussehen: festAppearance: solid
Schmelzpunkt (in Kapillare): 74 C Viskosität bei 25°C in 50%-iger Äthanollösung: 33 cP pH-Wert in 50%-iger Äthanollösung:Melting point (in capillary): 74 C Viscosity at 25 ° C in 50% ethanol solution: 33 cP pH value in 50% ethanol solution:
Schmelzfarbe nach Gardner: 6 Freies Phenol (Gas-Chromatographie): ^ 0,5% Freies Para-Tert-Butylphenol (Gas-Chromatographie): fehltGardner enamel color: 6 Free phenol (gas chromatography): ^ 0.5% Free para-tert-butylphenol (gas chromatography): absent
Das Produkt ist in den meisten organischen Lösungsmitteln löslich. The product is soluble in most organic solvents.
- 15 -- 15 -
709820/1046709820/1046
k - 163k - 163
18. Oktober 19 76 ~ ** "October 18, 19 76 ~ ** "
9494
Eine Analyse des NMR-Spektrums (. Kern -Resonanz-Spektrums) führte zu folgenden Ergebnissen:An analysis of the NMR spectrum (. Nuclear resonance spectrum) led to the following results:
Mn (OM) = durchschnittliches numerisches Molekulargewicht: 36Mn (OM) = number average molecular weight: 36
η = durchschnittliche Zahl der OH-Gruppen pro Molekül: 3,0η = average number of OH groups per molecule: 3.0
R = durchschnittliche Zahl der aromatischen Protonen pro Ring: 3,0R = average number of aromatic protons per ring: 3.0
= durchschnittliche Zahl der Methylen-Brücken pro Benzolring: 0,6= average number of methylene bridges per benzene ring: 0.6
Isomere: Ortho-Ortho1 : 5% Ortho-Para : 95% Molares Verhältnis von Para-Tert-Butylphenol zu Phenol: 1:2Isomers: Ortho-Ortho 1 : 5% Ortho-Para: 95% Molar ratio of para-tert-butylphenol to phenol: 1: 2
Bei dem erhaltenen Endprodukt handelt es sich also um ein Polyhydroxiphenol der Strukturformel (I) in seinen zwei isomeren Formen.The end product obtained is therefore a polyhydroxyphenol of structural formula (I) in its two isomeric forms.
- 16 -- 16 -
709820/1046709820/1046
Claims (4)
Para-Tert-Butylbenzoesäure, Salizylsäure, Isophthalsäure. 18. The method according to any one of claims 2 to 17, characterized in that one of the following substances is selected as the acidic catalyst; Oxalic acid, benzoic acid,
Para-tert-butylbenzoic acid, salicylic acid, isophthalic acid.
einer Menge zwischen 0,1 und 5 Gewichtsteilen pro je 100 Teile des Phenols zusetzt.19. The method according to any one of claims 2 to 18, characterized in that the acidic catalyst in
in an amount between 0.1 and 5 parts by weight per 100 parts of the phenol.
während eines Zeitraums von 2 bis 4 Stunden durchführt,20. The method according to any one of claims 2 to 19, characterized in that process step (c)
performs for a period of 2 to 4 hours,
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