DE2719903A1 - METHOD FOR PRODUCING MALEINIMIDES AND DIMALEINIMIDES - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING MALEINIMIDES AND DIMALEINIMIDESInfo
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Description
VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTINGFROM KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES FROM KREISLER KELLER SELTING
PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler f 1973PATENT LAWYERS Dr.-Ing. by Kreisler f 1973
Dr.-Ing. K. Schönwald, KölnDr.-Ing. K. Schönwald, Cologne
Dr.-Ing. Th. Meyer, KölnDr.-Ing. Th. Meyer, Cologne
Dr.-Inij. K. W. Eishold. Bad SodenDr.-Inij. K. W. Eishold. bad Soden
Dr. J. F. Fues, KölnDr. J. F. Fues, Cologne
Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, KölnDipl.-Chem. Alek von Kreisler, Cologne
Dipl.-Chem. Carola Keller, KölnDipl.-Chem. Carola Keller, Cologne
Dipl.-Ing. G. Selling, KölnDipl.-Ing. G. Selling, Cologne
5 Köln 1 3. Mai 19775 Cologne 1 May 3, 1977
AvK/AxAvK / Ax
E.I. Du Pont de Nemours and Company
Wilmington, Del.,USAEI Du Pont de Nemours and Company
Wilmington, Del., USA
Verfahren zur Herstellung von Maleinimiden und DimaleinimxdenProcess for the preparation of maleimides and dimaleinimxden
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Verfahren zur Herstellung von Maleinimiden und DimaleinimidenProcess for the preparation of maleimides and dimaleinimides
Gewisse N,N'-Arylendimaleinimide, insbesondere die N,N'-m-Phenylendimaleinimide sind seit langem als Vulkanisationshilfsstoffe für Elastomere bekannt. Die o-, m- und p-Isomeren der N,N'-Arylendimaleinimide werden durch Umsetzung von Arylendiaminen mit Maleinsäureanhydrid in Gegenwart eines polaren organischen Lösungsmittels unter Bildung einer N,N'-Aryldimaleinaminsäure-Vorstufe (N,N'-aryldimaleamic acid) und Dehydratisierung der letzteren durch Ringschluß mit einem niederen Fettsäureanhydrid und einem Alkalisalz einer niederen Fettsäure unter Bildung des entsprechenden Dimaleinimids hergestellt.Certain N, N'-arylenedimaleinimides, especially those N, N'-m-phenylenedimaleinimides have long been used as vulcanization aids known for elastomers. The o-, m- and p-isomers of the N, N'-Arylenedimaleinimide are by Implementation of arylenediamines with maleic anhydride in the presence of a polar organic solvent Formation of an N, N'-aryldimaleamic acid precursor (N, N'-aryldimaleamic acid) and dehydration of the latter by ring closure with a lower fatty acid anhydride and an alkali salt of a lower fatty acid Formation of the corresponding dimaleinimide produced.
Ein typisches Beispiel dieses Verfahrens ist die Herstellung von N,N'-m-Phenylendimaleinimid. Hierbei wird Maleinsäureanhydrid zu einer Lösung von m-Phenylendiamin in Dimethylformamid (DMF) gegeben, und das Gemisch wird bei einer Temperatur von 35 bis 4O°C umgesetzt, wobei N,N'-m-Phenylendimaleinaminsäure gebildet wird, die jedoch nicht isoliert wird. Hierauf folgt die Zugabe von Natriumacetat und Essigsäureanhydrid bei einer maximalen Reaktionstemperatur für den Ringschluß von 55 bis 600C. Nach Beendigung dieser Reaktion wird Wasser im großen Überschuß zugesetzt, wobei das N,N'-m-Phenylendimaleinimid ausgefällt wird. Dieses Dimaleinimid wird anschließend abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei mäßig erhöhter Temperatur getrocknet. Dieses Verfahren ist nachstehend formelmäßig dargestellt:A typical example of this process is the preparation of N, N'-m-phenylenedimaleinimide. Here maleic anhydride is added to a solution of m-phenylenediamine in dimethylformamide (DMF), and the mixture is reacted at a temperature of 35 to 40 ° C., N, N'-m-phenylenedimaleamic acid being formed, which, however, is not isolated. This is followed by the addition of sodium acetate and acetic anhydride at a maximum reaction temperature for the ring closure of 55 to 60 ° C. After this reaction has ended, a large excess of water is added, the N, N'-m-phenylenedimaleinimide being precipitated. This dimaleinimide is then filtered off, washed with water and dried at a moderately elevated temperature. This procedure is represented by a formula below:
NHCOCh=CHCO2HNHCOCh = CHCO 2 H
f ^N min ^^ f ^ N min ^^
+ 2+ 2
NHCOCH=CHCo2HNHCOCH = CHCo 2 H
I. m-Phenylendiamin II. N,N'-m-phenylendimalein-I. m-Phenylenediamine II. N, N'-m-phenylenedimalein-
aminsäure (Ν,Ν'-rnphenylenedimaleamic acid) (in Lösung)amic acid (Ν, Ν'-rnphenylenedimaleamic acid) (in solution)
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Natrium- , .Sodium,.
II + Essigsäure- a^tat ) ° "* ^ ° (2) II + acetic acid- a ^ ta t) ° "* ^ ° (2)
anhydridanhydride
N1N'-m-Phenylendimaleinimid N 1 N'-m-phenylenedimaleinimide
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Ausbeuten niedrig sind (60 bis 65%) und daß zur Isolierung des Produkts große Wassermengen erforderlich sind, um das Endprodukt auszufällen. Das Problem, das die größten wirtschaftlichen und ökologischen Schwierigkeiten für dieses Verfahren aufwirft, ist jedoch die Umwandlung des als Lösungsmittel notwendigen teuren und mäßig giftigen Dimethylformamids durch die Essigsäure in große Mengen Dimethylacetamid und Ameisensäure während der Reaktion. Der Lösungsmittelverbrauch erfordert teure Beseitungsmaßnahmen, um die Vorschriften zur Vermeidung der Umweltverunreinigung zu erfüllen, daThis process has the disadvantage that the yields are low (60 to 65%) and that the isolation of the Product requires large amounts of water to precipitate the end product. The problem that the biggest However, the conversion process poses economic and environmental difficulties for this process of the expensive and moderately toxic dimethylformamide required as a solvent by the acetic acid in large amounts of dimethylacetamide and formic acid during the reaction. The solvent consumption requires expensive disposal measures to meet environmental pollution prevention regulations because
werden etwa 3 bis 4 Teile DMF pro Teil Endprodukt verbraucht/ und damit als Abfall anfallen. Die geringe Löslichkeit der Dimaleinaminsäure (dimaleamic acid) erschwert dieses Problem dadurch, daß große Lösungsmittelmengen erforderlich sind. Ferner müssen die extremen Temperaturwerte in der Ringschlußstufe (unter 400C oder über 65°C) vermieden werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit und die Löslichkeit der Dimaleinaminsäure zu steigern, ohne wesentliche Mengen der Dimaleinaminsäure durch Nebenreaktionen, die bei höheren Temperaturen stark werden, zu zerstören. Eines der erwünschten Produkte, das N,N·-(4-Methyl-m-phenylen)dimaleinimid, läßt sich nicht leicht isolieren, wenn DMF als Lösungs-around 3 to 4 parts of DMF per part of end product are consumed / and are thus incurred as waste. The poor solubility of dimaleamic acid complicates this problem in that large amounts of solvent are required. Furthermore, the extreme temperature values in the ring closure step must be avoided (below 40 0 C or above 65 ° C) to increase the reaction rate and the solubility of Dimaleinaminsäure without destroying significant amounts of Dimaleinaminsäure by side reactions that are strongly at higher temperatures, . One of the desired products, N, N - (4-methyl-m-phenylene) dimaleinimide, cannot be easily isolated when DMF is used
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mittel verwendet wird.medium is used.
Versuche wurden bereits unternommen, andere Lösungsmittelsysteme zu verwenden. Die Verwendung von Formamid an Stelle von DMF führte ebenfalls zur Reaktion des Lösungsmittels mit der gebildeten Essigsäure, während schlechtere Ausbeuten erhalten wurden und erhöhte Mengen Natriumacetat erforderlich waren. Verfahren unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel für die beiden verschiedenen Stufen wurden erfolgreich im Laboratorium durchgeführt, erwiesen sich jedoch bei der Produktion im größeren Maßstab als unzweckmäßig infolge der Kosten und der Zeit, die mit der Entfernung des ersten Lösungsmittels vor der Durchführung des Ringschlusses verbunden waren. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist die Synthese der Dimaleinaminsäure in wässriger Lösung, Isolierung der Säure und Durchführung der Umwandlung zum Dimaleinimid in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel. Die letztgenannte Reaktion findet in einem wässrigen Lösungsmittel nicht statt.Attempts have been made to use other solvent systems. The use of formamide instead of DMF also led to the reaction of the solvent with the acetic acid formed, while inferior yields were obtained and increased amounts of sodium acetate were required. procedure using different solvents for the two different stages have been successful carried out in the laboratory, but proved to be at of production on a larger scale than inexpedient due to the cost and time involved in removal of the first solvent were connected prior to performing the ring closure. An example of one such method is the synthesis of the dimaleamic acid in aqueous solution, isolation of the acid and Carrying out the conversion to the dimaleinimide in a non-aqueous solvent. The latter reaction does not take place in an aqueous solvent.
Die Erfindung stellt sich die Aufgate, e*Ln synthetisches Verfahren zur Herstellung von Maleinimiden und Dimaleinimiden mit verringerten Kosten und geringeren ökologischen Gefahren verfügbar zu machen.The invention provides the Aufgate, e * Ln synthetic Process for producing maleimides and dimaleinimides at reduced cost and less to make ecological hazards available.
Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von Maleinimiden und Dimaleinimiden in hoher Ausbeute nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man nacheinanderThe invention relates to the production of maleimides and dimaleinimides in high yield a method, which is characterized in that one after the other
1) Maleinsäureanhydrid und ein geeignetes primäres Amin oder diprimäres Diamin bei etwa 30 bis 60°C in einem organischen Lösungsmittel aus der aus organischen Ketonen, Athern, Estern und chlorierten aromatischen organischen Kohlenwasserstoffen bestehenden Gruppe zusammenführt und hierbei die1) Maleic anhydride and a suitable primary amine or diprimary diamine at about 30 to 60 ° C in an organic solvent selected from the organic ketones, ethers, esters and chlorinated ones aromatic organic hydrocarbons existing group brings together and here the
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entsprechende Maleinaminsäure oder Dimaleinaminsäure bildet,forms corresponding maleamic acid or dimaleamic acid,
2) ohne Isolierung des Produkts der Stufe (1) das Reaktionsgemisch dieser Stufe mit (a) etwa 1 bis 1,5 Mol eines Anhydrids einer C2-C_-Fettsäure pro -NH2~Gruppen-Ä'quivalent im eingesetzten primären Amin oder diprimären Diamin und (b) einem hydratisierten oder nicht hydratisierten, im flüssigen Reaktionsmedium bei der Reaktionstemperatur löslichen Magnesium-, Lithium-, Mangan(II)- oder Kobalt(II)-salz in einer Menge von wenigstens 0,2 Gew.-% mischt und das Gemisch unter geeigneter Bewegung bei etwa 45 bis 600C hält und2) without isolating the product of step (1), the reaction mixture of this step with (a) about 1 to 1.5 mol of an anhydride of a C 2 -C 6 fatty acid per -NH 2 group equivalent in the primary amine or diprimary diamine and (b) a hydrated or non-hydrated magnesium, lithium, manganese (II) or cobalt (II) salt soluble in the liquid reaction medium at the reaction temperature in an amount of at least 0.2% by weight and the mixture is kept at about 45 to 60 ° C. with suitable agitation and
3) das als Produkt gebildete Maleinimid oder Dimaleinimid isoliert mit der Maßgabe, daß ein tertiäres Amin mit einem in wäßriger Lösung bei 25°C bestimmten pKa~Wert von wenigstens 10 ebenfalls in der Stufe (1) oder (2) anwesend ist.3) the maleimide or dimaleinimide formed as product is isolated with the proviso that a tertiary amine with a pK a value of at least 10 determined in aqueous solution at 25 ° C. is also present in stage (1) or (2).
Für die Zwecke der Erfindung wird der Ausdruck "flüssiges Reaktionsmedium" als Kombination von a) dem gewählten organischen Lösungsmittel,For the purposes of the invention, the term "liquid reaction medium" is used as a combination of a) the selected organic solvent,
b) dem tertiären Amin undb) the tertiary amine and
c) dem in der Stufe (2) des Verfahrens eingeführten Fettsaureanhydridc) the fatty acid anhydride introduced in step (2) of the process
definiert.Are defined.
Der Hauptvorteil der Erfindung liegt in der Verwendung von billigen organischen Lösungsmitteln, die nach der Reaktion beseitigt oder vollständig zurückgewonnen werden können, ohne daß ernste ökologische Gefahren entstehen. Das tertiäre Amin kann ebenfalls zurückgewonnen werden. Als Lösungsmittel eignen sich für die Reaktion beispielsweise Acefcn, Cyclohexanon, Dioxan, Tetrahydrofuran, Methylethylketon, Äthylacetat und o-Dichlorbenzol. Es ist zweckmäßig, ein Lösungsmittel zu verwenden, das Maleinsäureanhydrid annehmbarThe main advantage of the invention lies in the use of cheap organic solvents, which according to the Reaction can be eliminated or fully recovered without posing serious environmental threats develop. The tertiary amine can also be recovered. As solvents are suitable for the reaction, for example, acetone, cyclohexanone, dioxane, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, ethyl acetate and o-dichlorobenzene. It is convenient to use a solvent to use the maleic anhydride acceptable
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gut löst. Besonders bevorzugt als Lösungsmittel wird Aceton.well solves. Acetone is particularly preferred as the solvent.
• Als primäre Amine oder diprimäre Diamine, die in der ersten Stufe des Verfahrens verwendet werden, eignen sich beliebige Alkylamine, Cycloalkylamine, Arylamine und Aralkylamine mit vorzuqsweise nicht mehr als 12 C-Atomen, beliebige Alkylendiamine mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen, C.-C^p-Cycloalkylendiamine, Arylendiamine und Alkylen-bis(arylamine). Die Aryl- bzw. Cycloalkylringe können mit C,-Cg-Alkylresten oder -Alkoxyresten oder Chlor-, Brom- oder Fluoratomen weiter substituiert sein. Als aromatische und cycloaliphatische Diamine kommen o-, m- und p-Diamine in Frage. Von besonderem Interesse sind m-Phenylendiamin, 4-Methyl-m-phenylendiamin, Methylen-ρ,ρ1-dianilin, 1,4-Di(aminomethyl)cyclohexan und 1,4-Di (ß-aminoäthyU-cyclohexan. Bevorzugt als aromatisches Monoamin wird Anilin.• As primary amines or diprimary diamines used in the first stage of the process, any alkylamines, cycloalkylamines, arylamines and aralkylamines with preferably no more than 12 carbon atoms, any alkylenediamines with preferably 2 to 12 carbon atoms, are suitable .-C ^ p -cycloalkylenediamines, arylenediamines and alkylene-bis (arylamines). The aryl or cycloalkyl rings can be further substituted by C 1 -C 6 alkyl radicals or alkoxy radicals or chlorine, bromine or fluorine atoms. Possible aromatic and cycloaliphatic diamines are o-, m- and p-diamines. Of particular interest are m-phenylenediamine, 4-methyl-m-phenylenediamine, methylene-ρ, ρ 1 -dianiline, 1,4-di (aminomethyl) cyclohexane and 1,4-di (ß-aminoethyl-cyclohexane, preferred as aromatic Monoamine becomes aniline.
Als Metallsalze, die die Dehydratisierungs- und Cyclisierungsstufe katalysieren, eignen sich beispielsweise Magnesiumnitrat, -Chlorid, -bromid, -sulfat und -acetat, Lithiumnitrat, -Chlorid, -bromid und -acetat, Mangandl)-nitrat, -Chlorid und -acetat und Kobaltdl)-nitrat, -Chlorid, -bromid, -sulfat und -acetat.As metal salts that complete the dehydration and cyclization stages catalyze, for example magnesium nitrate, chloride, bromide and sulfate are suitable and acetate, lithium nitrate, chloride, bromide and acetate, manganese nitrate, chloride and acetate and Cobalt dl) nitrate, chloride, bromide, sulfate and -acetate.
Die Dehydratisierung (Cyclisierung) wird im gleichen Reaktionsgemisch durchgeführt, ohne das Zwischenprodukt zu isolieren. Dies ist einer der Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung. Die Cyclisierung in Gegenwart eines tertiären Amins und eines niederen Fettsäureanhydrids ist zwar bekannt, jedoch führt die Anwesenheit eines ausgewählten Metallsalzes beim Verfahren gemäß der Erfindung zu viel höheren Ausbeuten an gewünschtem Produkt. Es wird angenommen, daß sowohl das tertiäre AmJ.η als auch das Metallsalz alsThe dehydration (cyclization) is carried out in the same reaction mixture, without the intermediate product to isolate. This is one of the advantages of the method according to the invention. The cyclization in Presence of a tertiary amine and a lower fatty acid anhydride is known, but leads Presence of a selected metal salt in the process according to the invention leads to much higher yields of the desired product. It is believed that both the tertiary AmJ.η and the metal salt as
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Cokatalysatoren bei dieser Stufe wirksam sind, wobei ein synergistischer Effekt hervorgebracht wird. Als Anhydride von C^-C^-Fettsäuren eignen sich Essiqsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid und alle isomeren Formen von Buttersäure- und Valeriansäureanhydrid.Cocatalysts are effective at this stage, producing a synergistic effect. as Anhydrides of C ^ -C ^ -fatty acids are acetic acid anhydride, Propionic anhydride and all isomeric forms of butyric and valeric anhydride.
Bevorzugt wird Essigsäureanhydrid, das am leichtesten verfügbar ist. Optimale Ausbeuten werden erzielt, wenn etwa 1,2 bis 1,4 Mol Anhydrid pro Äquivalent der -NHp-Gruppen im primären Amin oder diprimären Diamin verwendet werden. Es wäre nicht vorteilhaft, die Menge des Anhydrids über 1,5 Mol pro -NH^-Gruppen-Äquivalent zu erhöhen. Beliebige tertiäre Amine mit einem genügend hohen pK -Wert eignen sich für dasAcetic anhydride, which is the most readily available, is preferred. Optimal yields are achieved when about 1.2 to 1.4 moles of anhydride per equivalent of -NHp groups in the primary amine or diprimary diamine be used. It would not be advantageous to keep the amount of the anhydride above 1.5 moles per -NH ^ group equivalent to increase. Any tertiary amines with a sufficiently high pK value are suitable for this
Verfahren gemäß der Erfindung. Als typische Beispiele sind Triethylamin, Tributylamin, Ν,Ν-Diäthylcyclohexylamin, N-Methylpiperidin und 1,4-Diazabicyclo- Γ2..2 .^/octan zu nennen.Method according to the invention. Typical examples are triethylamine, tributylamine, Ν, Ν-diethylcyclohexylamine, N-methylpiperidine and 1,4-diazabicyclo- Γ2..2 . ^ / Octane.
Es genügt zwar theoretisch, wenn nur eine katalytische Menge des tertiären Amins im Reaktionsgemisch vorhanden ist, jedoch erwies es sich als vorteilhaft, eine ziemlich große Menge dieses Amins zu verwenden, um die Löslichkeit der als Zwischenprodukt gebildeten Maleinaminsäure oder Dimaleinaminsäure zu verbessern. Der Anteil des tertiären Amins kann bis zu 60 Mol.-% primäres Amin und noch höher liegen, jedoch ist häufig eine Menge von etwa 30 Mol.-% ausreichend. Es ist nicht zu empfehlen, weniger als etwa 15 Mol.-% zu verwenden. It is theoretically sufficient if only a catalytic amount of the tertiary amine is present in the reaction mixture is, however, it has been found advantageous to use a fairly large amount of this amine in order to obtain the To improve the solubility of the maleamic acid or dimaleamic acid formed as an intermediate. Of the The tertiary amine content can be up to 60 mole percent primary amine and even higher, but is common an amount of about 30 mole percent is sufficient. It is not recommended to use less than about 15 mole percent.
Für die erste Stufe des Verfahrens wird ein Temperaturbereich von etwa 35 bis 45°C bevorzugt. Diese Temperatur wird etwa 30 Minuten aufrecht erhalten. Temperaturen, die unter den im Erfindungsabsatz für jede Stufe des Verfahrens genannten Temperaturen liegen, sind auf Grund der niedrigen Reaktionsgeschwindigkeiten und der geringen Löslichkeit der AusgangsmaterialienFor the first stage of the process, a temperature range of about 35 to 45 ° C is preferred. This temperature is maintained for about 30 minutes. Temperatures below those in the invention paragraph for each Step of the process mentioned temperatures are due to the low reaction rates and the low solubility of the starting materials
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und/oder Reaktionsprodukte unzweckmäßig. Temperaturen, die über den oberen Grenzen der Bereiche liegen, führen gewöhnlich zu Produkten von geringerer Qualität. Unter den bevorzugten Temperaturbedingungen finden beide Stufen bei brauchbaren Reaktionsgeschwindigkeiten statt und werden hochwertige Produkte erzeugt.and / or reaction products inconvenient. Temperatures that are above the upper limits of the ranges, usually result in lower quality products. Under the preferred temperature conditions Both stages take place at reasonable reaction rates and become high quality products generated.
Die Isolierung des als Produkt gebildeten Maleinimids oder Dimaleinimids ist einfach, da gewöhnlich ein größerer Teil dieses Produkts ausgefällt wird, wenn das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt wird. Im Falle von Lösungsmitteln, die mit Wasser mischbar sind, kann zusätzliches Produkt isoliert werden, indem das Gemisch vor der Filtration mit Wasser verdünnt wird. Wenn das Lösungsmittel nicht mit Wasser mischbar ist, kann die Ausbeute an isoliertem Maleinimid oder Dimaleinimid häufig erhöht werden, indem das Reaktionsgemisch vor der Filtration auf etwa O0C gekühlt wird.Isolation of the maleimide or dimaleinimide formed as the product is straightforward, since a greater part of this product is usually precipitated when the reaction mixture is cooled to room temperature. In the case of solvents that are miscible with water, additional product can be isolated by diluting the mixture with water prior to filtration. If the solvent is not miscible with water, the yield of isolated maleimide or dimaleinimide can often be increased by cooling the reaction mixture to about 0 ° C. prior to filtration.
Die Lösungsmittelmenge, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in großtechnischen Apparaturen erforderlich ist, läßt sich nicht genau angeben, da sie von dem jeweiligen Lösungsmittel und dem herzustellenden Maleinimid oder Dimaleinimid sowie von Faktoren wie Temperatur und Konzentration des tertiären Alkylamins abhängt. Im allgemeinen genügen jedoch 2 bis 12 Gew.-Teile Lösungsmittel pro Teil des erwarteten Maleinimid- oder Dimaleinimidprodukts, um ein Reaktionsgemisch bzw. Reaktionsmedium zu bilden, das während beider Synthesestufen leicht zu handhaben ist. Im Falle von N,N1-m-Phenylen- und N,N'-(4-Methylm-phenylen)dimaleinimiden werden bei einem Verfahren, bei dem etwa 3 Teile Aceton pro Teil des erwarteten Dimaleinimids verwendet werden, gute Durchführbarkeit und Verfahrensführung, hohe Produktivität und guteThe amount of solvent which is required to carry out the process according to the invention in large-scale equipment cannot be precisely stated, since it depends on the particular solvent and the maleimide or dimaleinimide to be produced and on factors such as temperature and concentration of the tertiary alkylamine. In general, however, from 2 to 12 parts by weight of solvent per part of the expected maleimide or dimaleinimide product are sufficient to form a reaction mixture or reaction medium which is easy to handle during both stages of the synthesis. In the case of N, N 1 -m-phenylene- and N, N '- (4-methylm-phenylene) dimaleinimides, a process in which about 3 parts of acetone are used per part of the expected dimaleinimide, good feasibility and process management, high productivity and good
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Produktqualität erzielt. Das Molverhältnis von tertiärem Alkylamin zum eingesetzten primären Amin oder Diamin beträgt gewöhnlich 0,05 bis 0,8. Das Molverhältnis von Metallsalz zum eingesetzten primären Amin oder Diamin liegt gewöhnlich bei 0,01 bis 0,20.Product quality achieved. The molar ratio of tertiary alkylamine to the primary amine used or Diamine is usually from 0.05 to 0.8. The molar ratio of metal salt to the primary used The amine or diamine is usually from 0.01 to 0.20.
Im Vergleich zu den bisherigen Synthesen, insbesondere solchen, bei denen DMF als Lösungsmittel verwendet wird, führt das Verfahren gemäß der Erfindung zu einer viel höheren Ausbeute an Dimaleinimid und einem Produkt von hoher Reinheit. Beispielsweise zeigt ein N,N•-m-Phenylendimaleinimid, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wird, eine hellere gelbe Farbe als ein nach dem bekannten Verfahren unter Verwendung von DMF hergestelltes Produkt, ein Zeichen von höherer Reinheit, die durch einen Schmelzpunkt des Produkts von wenigstens 200°C, gewöhnlich 202 bis 2O5°C, weiter bestätigt wird. Im Gegensatz hierzu werden bei dem bekannten Verfahren häufig Produkte mit Schmelzpunkten von weniger als 2000C oder mehr als 210°C erhalten, die sich beide als unbefriedigend bei den technischen Anwendungen erwiesen.Compared to the previous syntheses, in particular those in which DMF is used as solvent, the process according to the invention leads to a much higher yield of dimaleinimide and a product of high purity. For example, an N, N • -m-phenylenedimaleinimide which is produced according to the process according to the invention shows a lighter yellow color than a product produced according to the known process using DMF, a sign of higher purity, which is indicated by a melting point of the Product of at least 200 ° C, usually 202 to 205 ° C, is further confirmed. In contrast, products are obtained with a melting point of less than 200 0 C or higher than 210 ° C in the known method often, both of which were found to be unsatisfactory in technical applications.
In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Mengenangaben in Teilen, Mengenverhältnissen und Prozentsätzen auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Alle Schmelzpunkte sind unkorrigiert.In the following examples, all quantitative data relate to parts, proportions and percentages based on weight, unless otherwise stated. All melting points are uncorrected.
Dieses Beispiel veranschaulicht verschiedene Metallsalz-Cokatalysatoren, die zur Herstellung von Ν,Ν'-m-Phenylendimaleinimid verwendet werden können.This example illustrates various metal salt cocatalysts that which can be used for the production of Ν, Ν'-m-phenylenedimaleinimide.
Ein Glaskolben wurde mit einem Thermometer, einem mechanischen Paddelrührer und einem wassergekühlten Kühler versehen. Zerstoßenes Maleinsäureanhydrid (1,92 Teile) wurde zu einer Lösung von 1 Teil m-Pheny-A glass flask was fitted with a thermometer, a mechanical paddle stirrer, and a water-cooled Cooler provided. Crushed maleic anhydride (1.92 parts) was added to a solution of 1 part of m-pheny-
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lendiamin und 13 Teilen Aceton innerhalb von 15 Minuten gegeben. Das heterogene Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde bei 400C gerührt. 2,44 Teile Essigsäureanhydrid, 0,32 Teile Triethylamin und 0,04 Teile Magnesiumacetattetrahydrat wurden sämtlich auf einmal zugesetzt. Die Temperatur wurde mit Hilfe eines Heizmantels auf 600C erhöht und 4 Stunden bei 600C gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde gekühlt und mit 20 Teilen Wasser versetzt, worauf das ausgefällte Produkt mit einer Nutsche abfiltriert wurde. Der Filterkuchen wurde mit Wasser gewaschen und 24 Stunden bei 60 bis 700C im Vakuumwärmeschrank getrocknet. N,N1-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 203-2040C wurde in einer Ausbeute von 74% erhalten.Lenediamine and 13 parts of acetone are added within 15 minutes. The heterogeneous reaction mixture was stirred at 40 ° C. for 1 hour. 2.44 parts acetic anhydride, 0.32 parts triethylamine and 0.04 parts magnesium acetate tetrahydrate were added all at once. The temperature was raised using a heating mantle to 60 0 C and held for 4 hours at 60 0 C. The reaction mixture was cooled and 20 parts of water were added, whereupon the precipitated product was filtered off with a suction filter. The filter cake was washed with water and dried for 24 hours at 60 to 70 ° C. in a vacuum heating cabinet. N, N 1 -m-phenylenedimaleimide of melting point 203-204 0 C was obtained in a yield of 74%.
Der Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 0,04 Teile Lithiumacetatdihydrat anstelle von Magnesiumacetattetrahydrat als Katalysator verwendet wurde. Hierbei wurde N,N'-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 2080C in einer Ausbeute von 84% erhalten.The experiment was repeated, except that 0.04 part of lithium acetate dihydrate was used as the catalyst instead of magnesium acetate tetrahydrate. Here, N, N'-m-phenylenedimaleinimide with a melting point of 208 ° C. was obtained in a yield of 84%.
Der Versuch wurde erneut wiederholt, wobei jedoch 0,04 Teile MangandD-acetattetrahydrat anstelle von Magnesiumacetattetrahydrat als Katalysator verwendetThe experiment was repeated again, but 0.04 parts of manganese D-acetate tetrahydrate instead of Magnesium acetate tetrahydrate used as a catalyst
en wurde. Hierbei wurde N,N·-m-Phenyldimaleinimid vom Schmelzpunkt 203 bis 2040C in einer Ausbeute von 80% erhalten.en was. Here, N, N · -m-phenyldimaleinimide with a melting point of 203 to 204 ° C. was obtained in a yield of 80%.
Bei einer Wiederholung des gleichen Versuchs, jedoch unter Verwendung von 0,02 Teilen Lithiumchlorid anstelle von Magnesiumacetattetrahydrat als Katalysator wurde N,N'-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 1990C in einer Ausbeute von 84% erhalten.When the same experiment was repeated, but using 0.02 part of lithium chloride instead of magnesium acetate tetrahydrate as a catalyst, N, N'-m-phenylenedimaleinimide with a melting point of 199 ° C. was obtained in a yield of 84%.
Dieses Beispiel veranschaulicht verschiedene als Cokatalysatoren dienende Metallsalze und Amine, die zur Herstellung von N,N'-m-Phenylendimalinimid verwendetThis example illustrates various metal salts and amines serving as cocatalysts that are used in preparation used by N, N'-m-phenylenedimalinimide
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werden können.can be.
Ein Kolben wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgestattet. Zu einer Lösung von 1,92 Teilen Maleinsäureanhydrid in 4,8 Teilen Aceton wurde eine Lösung von 1 Teil m-Phenylendiamin, 0,32 Teilen Triäthylamin und 1,6 Teilen Aceton innerhalb von 15 Minuten gegeben. Während dieser Zeit bildete sich eine Fällung. Das heterogene Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 40°C gehalten. 0,08 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 2,44 Teile Essigsäureanhydrid wurden gleichzeitig auf einmal zugesetzt. Die Temperatur wurde auf 50°C erhöht und 3 Stunden bei 50°C gehalten. Nach 30 Minuten wurde das Reaktionsgemisch homogen und nahm Bernsteinfarbe an. 5 Minuten später begann die Ausfällung des Produkts. Nach beendeter Reaktionszeit wurde das Gemisch gekühlt und mit 12 Teilen Wasser versetzt. Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht, mit Wasser gewaschen und 24 Stunden bei 60°C im Vakuumwärmeschrank getrocknet. Hierbei wurde N,N·-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 2O4-2O5°C in einer Ausbeute von 92% erhalten.A flask was equipped in the manner described in Example 1. To a solution of 1.92 parts Maleic anhydride in 4.8 parts of acetone was a solution of 1 part of m-phenylenediamine and 0.32 parts of triethylamine and 1.6 parts of acetone added within 15 minutes. During this time one formed Precipitation. The heterogeneous reaction mixture was held at 40 ° C. for 30 minutes. 0.08 part of magnesium chloride hexahydrate and 2.44 parts of acetic anhydride were added all at once. The temperature was increased to 50 ° C and held at 50 ° C for 3 hours. After 30 minutes the reaction mixture became homogeneous and took off Amber color. Precipitation of the product started 5 minutes later. After the end of the reaction time the mixture is cooled and treated with 12 parts of water. The precipitated product was suction filtered with water washed and dried for 24 hours at 60 ° C in a vacuum oven. Here, N, N · -m-phenylenedimaleinimide from melting point 2O4-2O5 ° C in a yield of 92% obtain.
Der Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch O,l Teil Magnesiumsulfatheptahydrat an Stelle von 0,08 Teilen Magnesiumchloridhexahydrat verwendet wurde. Hierbei wurde N,N1-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 206 bis 2070C in einer Ausbeute von 89% erhalten.The experiment was repeated, except that 0.1 part of magnesium sulfate heptahydrate was used instead of 0.08 part of magnesium chloride hexahydrate. Here, N, N 1 -m-phenylenedimaleinimide with a melting point of 206 to 207 ° C. was obtained in a yield of 89%.
Bei einer Wiederholung des Versuchs unter Verwendung von 0,5 Teilen NjN-Diäthylcyclohexylamin an Stelle von 0,32 Teilen Triethylamin wurde Ν,Ν'-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 2O2-2O3°C in einer Ausbeute von 92% erhalten.When the experiment is repeated using 0.5 part of NjN-diethylcyclohexylamine instead of 0.32 parts of triethylamine was Ν, Ν'-m-phenylenedimaleinimide obtained from melting point 2O2-2O3 ° C in a yield of 92%.
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Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung von 4-Methyl- und 2-Methyl-m-phenylendiamin bei der Herstellung von Aryldimaleinimiden.This example illustrates the use of 4-methyl- and 2-methyl-m-phenylenediamine in the manufacture of aryldimaleinimides.
Ein Kolben wurde auf die in Eeispiel 1 beschriebene Weise ausgestattet. Zu einer Lösung von 1,7 Teilen Maleinsäureanhydrid in 3,9 Teilen Aceton wurde eine Lösung von 1 Teil 4-Methyl-m-phenylendiamin, 0,28 Teilen Triäthylamin und 2,5 Teilen Aceton gegeben. Das heterogene Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 40°C gerührt. Dann wurden 0,071 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 2,16 Teile Essigsäureanhydrid gleichzeitig auf einmal zugesetzt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 50°C erhöht und 2,5 Stunden bei 50°C gehalten. 30 Minuten nach der Zugabe wurde das Gemisch homogen und blieb homogen. Die Lösung wurde gekühlt und mit 16 Teilen Wasser versetzt. Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht, mit Wasser gewaschen und 24 Stunden im Vakuum-Wärmeschrank bei 600C getrocknet. Hierbei wurde N,N'-(4-Methyl-m-phenylen)dimaleinimid vom Schmelzpunkt 168-172°C in einer Ausbeute von 85% erhalten.A flask was equipped in the manner described in Example 1. A solution of 1 part of 4-methyl-m-phenylenediamine, 0.28 part of triethylamine and 2.5 parts of acetone was added to a solution of 1.7 parts of maleic anhydride in 3.9 parts of acetone. The heterogeneous reaction mixture was stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Then 0.071 parts of magnesium chloride hexahydrate and 2.16 parts of acetic anhydride were added simultaneously all at once. The reaction temperature was increased to 50 ° C and held at 50 ° C for 2.5 hours. 30 minutes after the addition, the mixture became homogeneous and remained homogeneous. The solution was cooled and 16 parts of water were added. The precipitated product was suction filtered, washed with water, and 24 hours in a vacuum oven at 60 0 C dried. This gave N, N '- (4-methyl-m-phenylene) dimaleinimide with a melting point of 168-172 ° C. in a yield of 85%.
Der Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 1 Teil 2-Methyl-m-phenylendiamin an Stelle von 1 Teil 4-Methylm-phenylendiamin verwendet wurde. Das Diamin wurde als Lösung, die 0,28 Teile Triethylamin und 3,2 Teile Aceton enthielt, in das Gefäß gegeben. Hierbei wurde N,N1-(2-Methyl-m-phenylen)dimaleinimid vom Schmelzpunkt 21O-212°C in einer Ausbeute von 85% erhalten.The experiment was repeated, except that 1 part of 2-methyl-m-phenylenediamine was used in place of 1 part of 4-methylm-phenylenediamine. The diamine was added to the jar as a solution containing 0.28 parts triethylamine and 3.2 parts acetone. This gave N, N 1 - (2-methyl-m-phenylene) dimaleinimide with a melting point of 210-212 ° C. in a yield of 85%.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung von verschiedenen Alkylaminen und aromatischen mono- und difunktionellen Aminen für die Herstellung von Maleinimiden. This example illustrates the use of various alkyl amines and aromatic mono- and difunctional amines for the production of maleimides.
709847/0847709847/0847
Ein Kolben wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgestattet. Zu einer Lösung von 1,06 Teilen Maleinsäureanhydrid in 3,5 Teilen Aceton wurde ein Gemisch von 1 Teil Methylendianilin, 0,35 Teilen Triäthylamin und 1,0 Teil Aceton innerhalb von 30 Minuten gegeben. Während dieser Zeit bildete sich eine Fällung. Das heterogene Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 40°C gehalten. Dann wurden 0,044 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 1,34 Teile Essigsäureanhydrid gleichzeitig auf einmal zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 5 bis 6 Stunden bei 45°C gerührt. 15 Minuten nach der Zugabe wurde das Gemisch homogen und blieb homogen. Die Lösung wurde gekühlt und mit 5,5 Teilen Wasser versetzt. Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Hierbei wurde N,N·-(Methylendi-p-phenylen)dimaleinimid vom Schmelzpunkt 154-155°C in einer Ausbeute von 89% erhalten.A flask was equipped in the manner described in Example 1. To a solution of 1.06 parts Maleic anhydride in 3.5 parts of acetone became a mixture of 1 part of methylenedianiline, 0.35 part Triethylamine and 1.0 part of acetone were added within 30 minutes. During this time one formed Precipitation. The heterogeneous reaction mixture was held at 40 ° C. for 30 minutes. Then 0.044 part of magnesium chloride hexahydrate was added and 1.34 parts of acetic anhydride were added all at once. The reaction mixture was stirred at 45 ° C. for 5 to 6 hours. Fifteen minutes after the addition, the mixture became homogeneous and remained homogeneous. The solution was cooled and with 5.5 parts of water are added. The precipitated product was filtered off with suction, washed with water and dried. Here, N, N - (methylenedi-p-phenylene) dimaleinimide with a melting point of 154-155 ° C in a yield of 89% obtain.
Ein Kolben wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgestattet. Zu einer Lösung von 3,64 Teilen Maleinsäureanhydrid in 10,6 Teilen Aceton wurde eine Lösung von 1 Teil Äthylendiamin, 0,61 Teilen Triäthylamin und 1,5 Teilen Aceton innerhalb von 25 Minuten gegeben. Das erhaltene Reaktionsgemisch enthielt weiße Feststoffe und wurde 30 Minuten bei 40°C gehalten. Dann wurden 0,15 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 4,6 Teile Essigsäureanhydrid gleichzeitig auf einmal zugesetzt. Die Reaktionstemperatur wurde auf 50°C erhöht und 2,5 Stunden bei 50°C gehalten. Das homogene Reaktionsgemisch wurde gekühlt und mit 25 Teilen Wasser versetzt. Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht, mit Wasser gewaschen und im Vakuum-Wärmeschrank getrocknet. Hierbei wurde N,N'-Athylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 193-194°C in einer Ausbeute von 27% erhalten. A flask was equipped in the manner described in Example 1. To a solution of 3.64 parts Maleic anhydride in 10.6 parts of acetone was a solution of 1 part of ethylenediamine and 0.61 parts of triethylamine and 1.5 parts of acetone were added over the course of 25 minutes. The resulting reaction mixture contained white Solids and was held at 40 ° C for 30 minutes. Then 0.15 parts of magnesium chloride hexahydrate and 4.6 parts of acetic anhydride were added all at once. The reaction temperature was increased to 50 ° C and held at 50 ° C for 2.5 hours. The homogeneous reaction mixture was cooled and washed with 25 parts of water offset. The precipitated product was filtered off with suction, washed with water and dried in a vacuum oven. Here was N, N'-Ethylenedimaleinimid from Melting point 193-194 ° C obtained in a yield of 27%.
7Ö9847/Q8477Ö9847 / Q847
Ein Kolben wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgestattet. Zu einer Lösung von 1,8 Teilen Maleinsäureanhydrid in 5,2 Teilen Aceton wurde eine Lösung von 1 Teil Hexamethylendiamin, 0,3 Teilen Triäthylamin und 1,5 Teilen Aceton innerhalb von 30 Minuten gegeben. Das erhaltene heterogene Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 4O-5O°C gehalten. Dann wurden 0,075 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 2,3 Teile Essigsäureanhydrid gleichzeitig auf einmal zugesetzt.A flask was equipped in the manner described in Example 1. To a solution of 1.8 parts Maleic anhydride in 5.2 parts of acetone was a solution of 1 part of hexamethylenediamine and 0.3 part of triethylamine and 1.5 parts of acetone added within 30 minutes. The heterogeneous reaction mixture obtained was held at 40-5O ° C for 30 minutes. Then there were 0.075 parts of magnesium chloride hexahydrate and 2.3 parts Acetic anhydride added all at once.
Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 50°C gehalten. Nach Zugabe von 11 Teilen Wasser zum gekühlten Gemisch wurde das ausgefällte Produkt abgenutscht. Der Filterkuchen wurde mit Wasser gewaschen und im Vakuum-Wärmeschrank getrocknet. Hierbei wurde N,N'-Hexamethylendimaleinimid vom Schmelzpynkt 136-139°C in einer Ausbeute von 22% erhalten.The reaction mixture was kept at 50 ° C. for 3 hours. After adding 11 parts of water to the cooled mixture the precipitated product was filtered off with suction. The filter cake was washed with water and placed in a vacuum oven dried. This resulted in N, N'-hexamethylene dimaleinimide obtained from the melting point 136-139 ° C in a yield of 22%.
Ein Reaktionskolben wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgestattet. Zu einer Lösung von 1,12 Teilen Maleinsäureanhydrid in 5,6 Teilen Aceton wurde eine Lösung von 1 Teil Anilin und 0,375 Teilen Triethylamin in 1,9 Teilen Aceton innerhalb von 30 Minuten gegeben. Das erhaltene heterogene Gemisch wurde 30 Minuten bei 40°C gehalten. Dann wurden 0,093 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 1,4 Teile Essigsäureanhydrid gleichzeitig aufeinmal zugesetzt. Die Temperatur wurde auf 50°C erhöht und 3 Stunden bei 500C gehalten. Das homogene Gemisch wurde gekühlt und mit 14 Teilen Wasser versetzt. Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht, mit Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Das rohe Produkt wurde aus Äthanol/Wasser (Volumenverhältnis 90:10) umkristallisiert, wobei 0,89 Teile N-Phenylenmaleinimid vom Schmelzpunkt 84-86°C erhalten wurden.A reaction flask was equipped in the manner described in Example 1. To a solution of 1.12 parts of maleic anhydride in 5.6 parts of acetone, a solution of 1 part of aniline and 0.375 part of triethylamine in 1.9 parts of acetone was added over the course of 30 minutes. The resulting heterogeneous mixture was kept at 40 ° C. for 30 minutes. Then 0.093 parts of magnesium chloride hexahydrate and 1.4 parts of acetic anhydride were added all at once. The temperature was raised to 50 ° C and held for 3 hours at 50 0 C. The homogeneous mixture was cooled and 14 parts of water were added. The precipitated product was suction filtered, washed with water and air dried. The crude product was recrystallized from ethanol / water (volume ratio 90:10), with 0.89 parts of N-phenylene maleimide having a melting point of 84 ° -86 ° C. being obtained.
709847/084?709847/084?
Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung eines anderen Lösungsmittels.This example illustrates the use of a different solvent.
Ein Kolben wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgerüstet. Zu einer Lösung von 1,92 Teilen Maleinsäureanhydrid in 13 Teilen Äthylacetat wurde ein Gemisch von 1 Teil m-Phenylendiamin, 0,32 Teilen Triäthylamin und 2,3 Teilen Xthylacetat innerhalb von 40 Minuten gegeben. Das erhaltene heterogene Gemisch wurde 50 Minuten bei 40°C gehalten. Dann wurden 0,08 Teile Magnesiumchloridhexahydrat und 2,44 Teile Essigsäureanhydrid gleichzeitig aufeinmal zugesetzt. Die Temperatur wurde auf 50°C erhöht und 3 Stunden bei 50°C gehalten. Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht. Der Filterkuchen wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Hierbei wurde N,N'-m-Phenylendimaleinimid vom Schmelzpunkt 2O2-2O3°C in einer Ausbeute von 70% erhalten.A flask was equipped in the manner described in Example 1. To a solution of 1.92 parts Maleic anhydride in 13 parts of ethyl acetate was a mixture of 1 part of m-phenylenediamine, 0.32 parts Triethylamine and 2.3 parts of ethyl acetate are added over the course of 40 minutes. The heterogeneous mixture obtained was held at 40 ° C for 50 minutes. Then there were 0.08 parts of magnesium chloride hexahydrate and 2.44 parts Acetic anhydride added all at once. The temperature was increased to 50 ° C and 3 hours at Maintained 50 ° C. The precipitated product was filtered off with suction. The filter cake was washed with water and dried. This became N, N'-m-phenylenedimaleinimide obtained from melting point 2O2-2O3 ° C in a yield of 70%.
Bei den nachstehend beschriebenen Versuchen wurde die Synthese von N,N'-m-Phenylendimaleinimid unter den gleichen allgemeinen Bedingungen, jedoch in Gegenwart verschiedener Metallsalze durchgeführt, von denen einige nicht in den Rahmen der Erfindung fallen. In jedem Fall wurde die Gesamtausbeute von festem Produkt und der Schmelzpunkt des Produkts bestimmt und die Ausbeute an reinem Dimaleinimid aus Daten der Flüssigkeitschromatographie berechnet. Es ist zu bemerken, daß es das großtechnische Ziel ist, Maleinimide in möglichst hoher Rohausbeute und mit möglichst hoher Reinheit herzustellen, um die Notwendigkeit der Reinigung des rohen Produkts vor der Verwendung in Vulkanisationsrezepturen für Elastomere zu vermeiden.In the experiments described below, the synthesis of N, N'-m-phenylenedimaleinimide was carried out among the The same general conditions, but carried out in the presence of various metal salts, of which some do not fall within the scope of the invention. In each case the overall yield was solid product and the melting point of the product and the yield of pure dimerimide determined from liquid chromatography data calculated. It should be noted that the industrial goal is to use maleimide in The highest possible raw yield and the highest possible purity to meet the need for purification of the raw product before use in vulcanization formulations for elastomers.
709847/08A7709847 / 08A7
Ein Glaskolben wurde mit einem Thermometer, einem mechanischen Paddelrührer und einem wassergekühlten Kühler ausgerüstet. Eine Lösung von 0,46 Mol m-Phenylendiamin, 0,16 Mol Triethylamin (ausgenommen in Beispiel 7) und 100 ml Aceton wurde innerhalb von 15 bis 30 Minuten zu einer Lösung von 0,98 Mol Maleinsäureanhydrid in 300 ml Aceton gegeben. Während dieser Zeit bildete sich eine Fällung. Das heterogene Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 40°C gehalten. Dann wurden 0,1 bzw. 0,01 Mol Metallsalz pro Mol Diamin und 1,2 Mol Essigsäureanhydrid gleichzeitig aufeinmal zugegeben, worauf die Temperatur auf 50°C erhöht und 3 Stunden bei 50°C gehalten wurde. Dann wurden 300 ml Wasser zugesetzt, worauf das Gemisch gekühlt wurde.A glass flask was fitted with a thermometer, a mechanical paddle stirrer, and a water-cooled Equipped with a cooler. A solution of 0.46 mol of m-phenylenediamine, 0.16 mol of triethylamine (except in example 7) and 100 ml of acetone became a solution of 0.98 mol of maleic anhydride within 15 to 30 minutes given in 300 ml of acetone. During this time a precipitate formed. The heterogeneous reaction mixture was kept at 40 ° C for 30 minutes. Then 0.1 and 0.01 moles of metal salt per mole of diamine and 1.2 moles of acetic anhydride were added simultaneously at once, whereupon the temperature increased to 50 ° C and Was held at 50 ° C for 3 hours. 300 ml of water was then added and the mixture was cooled.
Das ausgefällte Produkt wurde abgenutscht, mit Wasser gewaschen und 12 Stunden bei 600C im Vakuum-Wärmeschrank getrocknet. Die auf m-Phenylendiamin bezogenen Ausbeuten an isolierten Feststoffen und N,N·-m-Phenylendimaleinimid sind in der folgenden Tabelle genannt. Die durch Flüssigkeitschromatographie berechneten Ausbeuten des Dimaleinimid sind mit einer Genauigkeit von +_ 4% angegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.The precipitated product was suction filtered, washed with water and dried for 12 hours at 60 0 C in a vacuum heating oven. The yields of isolated solids and N, N · m-phenylenedimaleinimide based on m-phenylenediamine are given in the table below. The yields of the dimaleinimide calculated by liquid chromatography are given with an accuracy of ± 4%. The results are given in Table 1.
709847/0847709847/0847
- Y5 - Y5
Beispiel Metallsalz und Salz/ Diamiη-Molverhältnis ProduktExample metal salt and salt / diamine molar ratio product
Schmelzpunkt,0C Melting point, 0 C
Ausbeute Ausbeute an Fest- an Distoffen, malein- % imid.% Yield Yield of solids and distaffs, male- % imid.%
7 87 8
10 11 12 1310 11 12 13
1414th
1515th
16 1716 17
1818th
19 2019 20
(b)(b)
keineno
LiOAc-2H2O (0.10) LiOAc-2H2O (0.10)LiOAc-2H 2 O (0.10) LiOAc-2H 2 O (0.10)
NaOAc (0.10)(c)NaOAc (0.10) (c)
KOAc (0.10)(c)KOAc (0.10) (c)
Mn(OAc)2MH2O ID- Mn (OAc) 2 MH 2 O ID-
Cu(OAc)2H2O (0.10)(c)Cu (OAc) 2 H 2 O (0.10) (c)
Zn(OAc)2 2H2O (0.10) (c)Zn (OAc) 2 2H 2 O (0.10) (c)
Fe(OAc)2 (0.10)(c) Co(OAc)2MH2O (0.10)Fe (OAc) 2 (0.10) (c) Co (OAc) 2 MH 2 O (0.10)
Mn(OAc)2 4H2O (0.01) Cu(OAc)2H2O (0.01) (c)Mn (OAc) 2 4H 2 O (0.01) Cu (OAc) 2 H 2 O (0.01) (c)
Zn (OAc)2-2H2O 0.01) (c)Zn (OAc) 2 -2H 2 O 0.01) (c)
Fe(OAc)2 (0.01) (c) Co (OAc)2-4H2O (0.01)Fe (OAc) 2 (0.01) (c) Co (OAc) 2 -4H 2 O (0.01)
190-205184-200
190-205
6968
69
3029
30th
201-3200-2
201-3
8786
87
8585
85
197-203195-202
197-203
7272
72
6863
68
180-197181-195
180-197
6259
62
4034
40
202-4203-5
202-4
8888
88
(ö)84
(ö)
203-204199-203
203-204
6367
63
6565
65
202-8206-7
202-8
5656
56
5452
54
205-6204-6
205-6
9091
90
(d)91
(d)
195-201195-206
195-201
6359
63
47(d)
47
709847/08*7709847/08 * 7
Produktproduct
Beispiel Metallsalz und Salz/ Diamiη-Mol verhältnisExample metal salt and salt / Diamiη mol ratio
Schmelz- Ausbeute Ausbeute punkt,°C an Fest- an Distoffen, malein-Melting yield Yield point, ° C of solids to distoffe, malein-
21 22 23 24 25 26 2721 22 23 24 25 26 27
CoCo
(0.10)(0.10)
CoS04-7H20 (0.10) CoCl2-6H20 (0.10)CoS0 4 -7H 2 0 (0.10) CoCl 2 -6H 2 0 (0.10)
(0.10)(0.10)
LiN0LiN0
Mg(NO3J2-6H2O (0.10) Mn(NO3)2-4H2O (0.10)Mg (NO 3 J 2 -6H 2 O (0.10) Mn (NO 3 ) 2 -4H 2 O (0.10)
(a): In Fällen, in denen Doppelversuche durchgeführt wurden, sind jeweils zwei Ergebnisse genannt.(a): In cases in which double tests were carried out, two results are given in each case.
(b): Bei diesem Versuch wurde kein Triäthylamin verwendet. (b): No triethylamine was used in this experiment.
(c): Außerhalb des Rahmens der Erfindung, (d): Nicht bestimmt.(c): Outside the scope of the invention, (d): Not determined.
Die Ergebnisse der vorstehenden Beispiele 6 bis 27 zeigen:The results of Examples 6 to 27 above show:
1) Sowohl Lithiumacetat in Abwesenheit von Triäthylamin als auch Triäthylamin allein sind schlechte Katalysatoren. Die Kombination von Lithiumacetat und Triäthylamin ist ein wirksamer Katalysator.1) Both lithium acetate in the absence of triethylamine and triethylamine alone are poor catalysts. The combination of lithium acetate and triethylamine is an effective catalyst.
2) Lithiumacetat ist ein viel besserer Katalysator als Natriumacetat oder Kaliumacetat.2) Lithium acetate is a much better catalyst than Sodium acetate or potassium acetate.
3) Mangan(II)-acetat und Kobalt(II)-acetat sind ausgezeichnete Katalysatoren und viel besser als drei3) Manganese (II) acetate and cobalt (II) acetate are excellent Catalysts and much better than three
709847/0847709847/0847
andere Acetate von Übergangsmetallen der ersten Reihe, nämlich Zink-, Kupfer(II)- und Eisen(II)-acetat. other first-line transition metal acetates, namely zinc, copper (II) and iron (II) acetate.
4) Die Überlegenheit von ManganCII)-acetat und Kobalt(II) acetat ist besonders auffallend bei einem Katalysator/Diamin-Molverhältnis von 0,01, bei dem Zink-, Kupfer(II)- und Eisen(Il)-salze sehr schlechte Ergebnisse zeigen.4) the superiority of manganese (II) acetate and cobalt (II) acetate is particularly noticeable at a catalyst / diamine molar ratio of 0.01, with the zinc, copper (II) and iron (II) salts very poor results demonstrate.
Beispiele 28-36Examples 28-36
Das gleiche Verfahren wie im Falle der Beispiele 6 bis wurde durchgeführt, wobei jedoch das Molverhältnis von Metallsalz zu Diamin innerhalb eines mäßig weiten Bereichs verändert wurde, Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 2 genannt.The same procedure as in the case of Examples 6 bis was carried out, except that the molar ratio changed from metal salt to diamine within a moderately wide range. The results are below mentioned in table 2.
an Di-
malein-
imid, tyield
and I-
malein-
imid, t
punkt, an Fest-
0C stoffen,
%Melting yield
point, at fixed
0 C substances,
%
199-202 80203-5 85
199-202 80
9185
91
8989
89
(b)^ 80
(b)
202-4200-3
202-4
(0.052)LiCl (0.10)
(0.052)
206-7203
206-7
86(b)
86
88(b)
88
(0.043)Mg (OAc) 2 4ΗΟ (0.04)
(0.043)
(0.044)MgSO -7H.0 (0.022)
(0.044)
709847/0847709847/0847
(a): Bei Durchführung von Doppelversuchen sind jeweils zwei Ergebnisse genannt.(a): If double tests are carried out, two results are given in each case.
(b): Nicht bestimmt.(b): Not determined.
Die vorstehend genannten Ergebnisse der Beispiele 28 bis 36 zeigen in Verbindung mit den Beispielen 8 bis 27, dass hohe Ausbeuten an N,N1-m-Phenylendimaleinimid mit den Katalysatoren gemäß der Erfindung unabhängig von ihrem Molverhältnis zum Diamin innerhalb des Versuchsbereichs erhalten werden. The above results of Examples 28 to 36 in conjunction with Examples 8 to 27 show that high yields of N, N 1 -m-phenylenedimaleinimide are obtained with the catalysts according to the invention regardless of their molar ratio to diamine within the experimental range.
7098A7/O8A77098A7 / O8A7
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