DE2850679A1 - Thiazolidin-derivate - Google Patents
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- C07D277/20—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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Description
DR. EERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR 2850679
Anwaltsakte 29 405 22. November 1978
MONSANTO COMPANY
St. Louis, Missouri / USA
St. Louis, Missouri / USA
Thiazolidin-Derivate
43-51-1OO4A GW
• (089)9*8272 Telegramme: 9 0 3 O / ?. / Π 6 " D Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850
988273 BERQSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM
98 82 74 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)
98 3310 05 24 560 BERG d Posischeck München 653 43-808 (BLZ 700100 80)
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Inhibierung einer vorzeitigen Vulkanisation von Kautschuken
und Verbindungen, die wirksame Inhibitoren für eine vorzeitige Vulkanisation darstellen.
Es ist bekannt, Schwefelderivate von Amidoverbindungen zur Inhibierung der vorzeitigen Vulkanisation vulkanisierbarer
Kautschukgemische zu verwenden (vgl. US-PS'en 3 548 185 und
3 752 824).
Es wurde festgestellt, daß tertiäre Alkylthioderivate von 1,3-Thiazolidin-2,4-dion besonders wirksame Inhibitoren für
die vorzeitige Vulkanisation darstellen. Überraschenderweise verstärkt die Gegenwart eines tertiären Alkylsubstituenten
die Prevulkanisationsinhibitorwirkung. Die verbesserten Inhibitoren gemäß der Erfindung sind gekennzeichnet durch die
folgende Formel
" CH
S-C-. '
'. "N-S-C-R
'. "N-S-C-R
R-C-C""" '
1 ' " CH„
R2 0
R2 0
worin R für einen Alkylrest mit 1 bis 9 C-Atomen, insbesondere Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen, vorzugsweise für einen
Methylrest steht, und R und R unabhängig voneinander für
909822/0696
Wasserstoff, Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen oder Phenylreste stehen, vorzugsweise R1 ein Wasserstoffatom und R„
ein Methyl- oder Ethylrest ist. Vorzugsweise stehen die beiden
Reste R und R für Wasserstoffatome.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können hergestellt werden durch die Umsetzung eines geeigneten Sulfenylchlorids
mit 1,3-Thiazolidin-2,4-dion oder dem 5-Mono- oder Di-substituierten
1,3-thiazolidin-2,4-dion in Gegenwart eines Chlorwasserstoff
akzeptors. Alternativ dazu kann das SuIfenylchlorid auch mit einem Alkalimetallsalz des 5-substituierten
oder unsubstituierten 1,3-Thiazolidin-l,4-dions umgesetzt werden.
Geeignete Beispiele für die erfindungsgemäßen Verbindungen
3-(t-Butylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Hexylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Heptylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Octylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3- (1,1,3,3-Tetramethyl-l-butylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Nonylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Decylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Dodecylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-methyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-ethyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-isopropyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
909822/0698
■-6--
3-(t-Butylthio)-5-isobuty1-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-pentyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-hexyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-heptyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-octyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5-phenyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5,5rdimethyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5,5-diethy1-1,3-thiazolidin-2,4-dion
3-(t-Butylthio)-5,5-diphenyl-l,3-thiazolidin-2,4-dion.
Die erfindungsgemäßen Inhibitoren werden in das Kautschukaus
gang sgemi sch mittels einer Mühle oder eines Innenmischers, z.B. eines Banbury-Mischers eingemischt.Die Inhibitoren können
jedoch auch, falls gewünscht, zum Latex zugesetzt worden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für schwefelvulkanisierbare
Kautschukmischungen, die ein Schwefelvulkanisationsmittel, z.B. ein Amindisulfid oder ein polymeres Polysulfid,
insbesondere elementaren Schwefel als Vulkanisationsmittel enthalten, geeignet. Die erfindungsgemäßen Inhibitoren sind
insbesondere für Kautschukmischungen geeignet, die organische Beschleunigungsmittel enthalten. Es können alle organischen
Beschleunigungsmittel, die die Schwefelvulkanisation von Kautschuken in ausreichendem Maße beschleunigen, für das
erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Geeignete Beschleuniger
sind z.B. in den folgenden Literaturstellen beschrieben: US-PS 3 546 185, Spalte 9f Zeilen 53 - 75 und
909822/0696 " 7 "
ÜS-PS 3 780 001, Spalte 4, Zeilen 43 - 72. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist für sehr viele Natur- und Synthesekautschuke und Mischungen davon geeignet. Geeignete Dienkautschuke
sind z.B. in den folgenden Literaturstellen beschrieben: US-PS 3 546 185, Spalte 10, Zeilen 15 - 21 und
US-PS 3 780 001, Spalte 5, Zeilen 5-33. Die vulkanisierbaren Gemische können auch übliche Verbundzusätze wie Verstärkungspigmente,
Streckmittel, Verarbeitungsöle, Alterungsschutzmittel usw. enthalten.
Es sind bereits geringe Mengen des Inhibitors geeignet, die vorzeitige Vulkanisation wirksam zu inhibieren. Verbesserungen
in der Verarbeitungssicherheit werden bereits erreicht mit 0,05 Teilen oder weniger des Inhibitors pro 100 Teile
Kautschuk. Obwohl es keine obere Grenze für die zuzusetzende Inhibitormenge gibt, sollte die zugesetzte Menge üblicherweise
nicht mehr als 5 Teile Inhibitor pro 100 Teile Kautschuk betragen. Die geeignete Menge an zugesetztem Inhibitor beträgt
etwa 0,1 bis 2,5 Teile pro 100 Teile Kautschuk, insbesondere etwa 0,2 bis 1 Teil Inhibitor pro 100 Teile Kautschuk.
Die Verfahren zur Bestimmung der Scorsch-Zeiten und der Vulkanisationseigenschaften
der Kautschukgemische sind z.B. in der US-PS 3 546 185, Spalte 13, Zeilen 30 bis 53 beschrieben.
909822/0696
Das 3-Natrium-l,3-thiazolidin-2,4-dion wird hergestellt,
indem man in ein geeignetes Reaktionsgefäß, das mit Temperaturkontrollvorrichtungen
und Rührern ausgerüstet ist, 0,2 Mole l,3-Thiazolidin-2,4-dion, 0,2 Mole Natriummethylat
(als 25 %ige methanolische Lösung) und 150 ml Xylol gibt. Die Mischung wird auf eine Temperatur von 110°C erwärmt
um das Methanol zu entfernen. Zu dem erhaltenen Slurry werden bei 60 C 0,2 Mole tertiär-Butansulfenylchlorid in 100 ml
Heptan tropfenweise über einen Zeitraum von 1 Stunde hinzugefügt.
Das sich ergebende Natriumchlorid als Nebenprodukt wird durch Filtration entfernt. Beim Stehenlassen fällt ein
festes Produkt aus dem Filtrat aus. Das Filtrat wird im Vakuum eingeengt, wobei ein Öl erhalten wird . Das Öl wird
in Toluol gelöst, dann wird Heptan hinzugefügt um weiteres Produkt auszufällen. Es wird das 3-(tertiär-Butylthio)1,3-thiazolidin-2,4-dion
mit einem Schmelzpunkt von 70 - 72 C erhalten.
Analyse: C_H NO S berechnet S N
Analyse: C_H NO S berechnet S N
30,95 % 6,88 % ermittelt 31,28 % 6,83 %
Die NMR-Analyse zeigt ein Singulett bei 4,1 £ und 1,3 ί
mit^inem Flächenverhältnis von 2 ι 9.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde unter Verwendung der folgenden Naturkautschuk-Masterbatche durchgeführt:.
90982 2/06 9 6 _ 9 _
285067$
Smoked Kautschuk-Felle
Zinkoxid Stearinsäure Verarbeitungsöl Schwefel
N-(1,3-Dimethylbutyl)-N1-(phenyl)-pphenylendiamin
N-(ter-Butyl)-2-benzothiazolsulfenamid
Insgesamt
Gew.-Teile 100
45 3 2 5 2,5
0,5 160,0
Es wurde ein Teil des Masterbatches, der keinen Inhibitor
enthielt, als Kontrollprobe für Nr. 1 verwendet. In andere Teile des Masterbatches wurden gewisse Mengen der Testverbindungen
eingearbeitet, z.B. N-(tert-Butylthio)-succinimid in Probe Nr. 2, 3-(Cyclohexylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
in Probe Nr. 3 und 3-(tert-Butylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
als erfindungsgemäßer Inhibitor in die Probe Nr. 4. Die Eigenschaften der vulkanisierbaren Mischungen wurden
mit üblichen Methoden - wie oben beschrieben - bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt,
wobei alle Teile als Gewichtsteile ausgedrückt sind.
- 10 -
90-9822/0696
Tabelle 1 Probe No. 1
Naturkautschuk-Masterbatch 159,5 159,5 159,5 159,5
N-(tert-Butylthio) _ 0 5-
-succiniinid '
— — Ω 5 —
thiazolidin-2,4-dion '
3-(tert-Butylthio) 1,3- _ o ,.
thiazolidin-2,4-dion ~ ~ '
t5 (Min.) 31,1 42,3 31,4 78,5
Ansteigen der Scorch- _ -,c ■>
,cn Sicherheit (%) °
Rheometer Daten 6 144 C
8,0 8,5 9,1 14,0
t90 - t2 14,4 41,0 16,2 29,5
R max. 64,0 60,0 66,0 62,0
300 % Modul )kg/cm2) 119 1Ο3 117 105
UIt. Dehnung (%) 560 580 580 580
Die Ergebnisse zeigen, daß 3-(tert-Butylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion
als Vorvulkanisationsinhibitor viermal wirksamer ist als N-(tert-Butylthio)-succinimid. Der erfindüngsgemäße Inhibitor
erhöht die Scorch-Sicherheit um 152 %, verglichen mit nur 36 % Steigerung der Scorch-Sicherheit bei N-(tert-
909822/0698 " xl "
—Mr -
Butylthio)-succinimid. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, daß 3-(Cyclohexylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dion im wesentlichen
keine Inhibitorwirksamkeit zeigt. Ähnlich verbesserte Ergebnisse werden mit anderen erfindungsgemäßen Inhibitoren
und mit Synthesekautschuk-Masterbatchen erreicht.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt.
909822/069S
Claims (11)
1. Thiazolidin-Derivate der allgemeinen Formel
CH0
S-C ι 3
< "^N-S-C-R R1-C-C" ,
1 ι » CH_
< "^N-S-C-R R1-C-C" ,
1 ι » CH_
R„ O 3
in der R ein Alkylrest mit 1 bis 9 C-Atomen ist und R und
R unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkylrestemit 1
bis 8 C-Atomen oder Phenylreste stehen.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen, R Wasserstoff und R
ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen ist und R und R für
Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen stehen.
4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
R ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen ist und R und R Wasserstoff
sind.
909822/0696
Φ (tS9) 988272 Telegramme: . Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850
988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM
988274 TELEX: Bayen Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)
983310 0524560BERGd Postscheck München 65343-S08 (BLZ 70010080)
5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Methylrest ist.
6. Verfahren zur Inhibierung einer vorzeitigen Vulkanisation von schwefelvulkanisierbaren Dienkautschuken enthaltend
ein Schwefelvulkanisationsmittel und einen organischen Vulkanisationsbeschleuniger,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vulkanisationsbeschleuniger eine Verbindung der allgemeinen
Formel
CH0
S-C. .3
S-C. .3
> ^N-S-C-R R, *- C - C^
ι 7
Il
R2 ö
CH,
in der R für einen Alkylrest mit 1 bis 9 C-Atomen steht und R und R„ unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkylreste mit
1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Phenylreste sind, in einer wirksamen Menge zur Inhibierung einer vorzeitigen Vulkanisation
enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vulkanisationsmittel elementaren Schwefel verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen, R Wasserstoff und
R_ ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist.
O „
_ ο
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen und R und R_ Alkylreste
mit 1 bis 4 C-Atomen sind.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen ist und R und R Wasser-
stoff sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Methylrest ist.
9 0 9 8? 2 / Π Β 9 6
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/854,092 US4165417A (en) | 1977-11-23 | 1977-11-23 | 3-(Tert-alkylthio)-1,3-thiazolidin-2,4-dione used to inhibit premature vulcanization of diene rubbers |
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GB (1) | GB2008591B (de) |
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US4948474A (en) * | 1987-09-18 | 1990-08-14 | Pennsylvania Research Corporation | Copper electroplating solutions and methods |
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US3546185A (en) * | 1968-03-20 | 1970-12-08 | Monsanto Co | Inhibiting premature vulcanization of diene rubbers |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |