DE2908940C2 - - Google Patents
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- C08G59/14—Polycondensates modified by chemical after-treatment
- C08G59/1433—Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds
- C08G59/1483—Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds containing sulfur
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Polymeren, die Sulfoniumgruppen
tragen; sie betrifft insbesondere die Herstellung solcher
Polymerer, die aliphatische Seitenketten aufweisen, in denen
sich eine Hydroxylgruppe in β-Stellung, bezogen auf die Sulfoniumgruppen,
befindet. Diese Verbindungen werden in der folgenden Beschreibung
als β-hydroxylierte Polysulfoniumverbindung bezeichnet.
Polymere mit Sulfoniumfunktionen werden in verschiedenen Zweigen
der Industrie verwendet, insbesondere als Ionenaustauscherharze,
Textilappreturen bzw. -ausrüstungen, Ausflockungsmittel, kationische
Verdickungsmittel, chelierende Mittel für Schwermetalle,
Verstärkungsmittel in der Papierherstellung, keimtötende Mittel
bzw. Germizide in der Landwirtschaft, Fungizide, Zusätze zu Anstrichmitteln
usw. Es besteht daher ein ausgeprägtes Bedürfnis
nach einer wirtschaftlichen Herstellungsweise für diese Produkte,
insbesondere da die bisher verwendeten Verfahren, die sich besonders
auf die Einwirkung einer organischen Schwefelverbindung auf
ein Harz mit Epoxygruppen in Anwesenheit einer Säure beziehen
(US-PS 37 93 278 und 39 59 106) nicht immer zu zufriedenstellenden
Ergebnissen führen. Nach dem Stand der Technik war es schwierig,
β-hydroxylierte Polysulfoniumverbindungen zu erhalten, die
ausreichend rein und stabil sind, daß sie verschiedenen Anwendungserfordernissen,
beispielsweise in der Kosmetik oder der Biochemie,
entsprechen. Außerdem liefert der Stand der Technik keine Lehre
zur Erzielung von Produkten mit dem gewünschten hydrophil-lipophil-Gleichgewicht.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von β-hydroxylierten
Polysulfoniumverbindungen mit sehr guten Ausbeuten im
gewünschten Reinheitsgrad und mit dem gewünschten vorherbestimmten
Anteil an hydrophilen Gruppen bereitgestellt. So wird es durch
das erfindungsgemäße Verfahren möglich, Sulfoniumpolymere zu erzielen,
die je nach den Erfordernissen der Praxis mehr oder minder
mit Wasser treibbar bzw. quellbar oder gänzlich wasserlöslich
sind. Durch die Erfindung wird es möglich, β-hydroxylierte Polysulfoniumverbindungen
synthetisch herzustellen, die biozersetzlich
sind, wobei die Anwesenheit der OH-Gruppe zur Bioabbaubarkeit beiträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der β-hydroxylierten
Polysulfoniumverbindungen, ausgehend von einem Trägerharz für
die Epoxidgruppen, ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Mercaptan
oder Thiol mit dem Epoxidharz in Anwesenheit eines Katalysators
reagieren läßt, der die Öffnung der Oxirane und die Bindung
des Mercaptans an die geöffnete Epoxidbrücke begünstigt,
worauf man die verbleibenden Epoxygruppen entfernt und anschließend
das erhaltene polysulfidierte Polymere mit einem Alkylhalogenid
oder einem Alkylester behandelt, um es in das entsprechende
Sulfoniumsalz umzuwandeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt so folgende drei Phasen
bzw. Stufen:
1. Die Behandlung eines Polymeren, das Epoxygruppen in der
Kette oder in Seitenketten zur Hauptkette des Polymeren
aufweist, mit einem Thiol, gelöst in einem geeigneten
Lösungsmittel, zu dem man einen Katalysator für die Öffnung
der Oxiranbrücken fügt. Es ist möglich, hierzu jeden an sich
bekannten Katalysator zur Öffnung von Oxiranbrücken zu verwenden,
d. h. Lewis-Säuren, anorganische Basen, Lewis-Basen,
Phenol, wobei die Mineralsäuren bzw. anorganischen Säuren vorzugsweise
ausgeschlossen werden. Erfindungsgemäß erhält man
besonders interessante Ergebnisse, wenn der Katalysator eine
anorganische Base und vorzugsweise eine Alkalibase in alkoholischer
Lösung ist. Da es sich um eine katalytische Wirkung
handelt, ist der Anteil der Base nicht kritisch, jedoch verwendet
man sie vorzugsweise in einem Anteil in der Größenordnung
von 1-10% oder bevorzugter von 5-10% der molaren
Menge der in den behandelten Polymeren vorhandenen Epoxidbrücken.
Die Reaktion kann bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis
100°C und vorzugsweise von 40-60°C, wobei sie in einigen
Stunden vollständig ist, durchgeführt werden; die Dauer hängt
von der Natur der verwendeten Reaktionskomponenten ab, jedoch
liegt sie sehr häufig in der Größenordnung von 10 Minuten bis
3 Stunden.
Die Reaktion kann wie folgt dargestellt werden, wobei lediglich
die reaktiven Stellen des Polymeren aufgezeigt sind:
Man kann an das epoxidierte Polymere gleichzeitig mehrere Mercaptane
binden, wodurch verschiedene Eigenschaften, insbesondere
das hydrophil-lipophil-Gleichgewicht des Endprodukts durch die
Natur des oder der Mercaptane gesteuert werden können.
Beim erfindungsgemässen Verfahren können zahlreiche und aus dem
Stand der Technik bekannte Mercaptane oder Thiole verwendet
werden. Sie entsprechen der allgemeinen Formel RSH, in der R
ein linearer oder verzweigter, gesättigter oder ungesättigter
Alkylrest mit 1-20 Kohlenstoffatomen sein kann; R kann beispielsweise
auch eine aromatische, cycloaromatische, alkylaromatische
Gruppe sein, ohne daß dies eine Beschränkung darstellen
soll. Besonders interessante Ergebnisse erhält man mit
Laurylmercaptan, Octylmercaptan und Butylmercaptan.
Im allgemeinen kann der Umwandlungsgrad der Epoxygruppen in
Sulfidgruppen in der Größenordnung von 90-100% liegen, wobei
er am häufigsten bei 95-99% liegt. Tatsächlich kann die
Gesamtreaktionsfähigkeit der Bestandteile mit der Epoxidgruppe
trotzdem sie sehr durch die Reaktionsfähigkeit dieser Funktion
begünstigt wird, nicht bei 100% liegen. Um anschließend Vernetzungen
und Sekundärreaktionen zu vermeiden, zu denen die
Epoxygruppen neigen, werden vorzugsweise jegliche Spuren verbleibender
Epoxygruppen zerstört. Die Lösung, die das Polysulfid
mit einigen verbleibenden Epoxygruppen enthält, wird daher
der nachfolgenden zweiten Verfahrensstufe unterzogen.
2. Emilinierung von in dem erhaltenen Polysulfid verbliebenen
Epoxidgruppen. Diese Verfahrensstufe wird nach dem Stand der
Technik nicht durchgeführt. Sie ist von großer Bedeutung,
da sie jegliche unerwünschte Vernetzungsreaktion ausschaltet,
die verhindern würde, daß die Polysulfoniumverbindungen in
Lösung gehalten werden.
Erfindungsgemäß wird die in der vorstehenden Phase 1 erhaltene
Lösung angesäuert, vorzugsweise mit einer starken Säure,
wie einer Wasserstoffsäure, und ausreichend lange im erwärmten
Zustand gehalten, um die Epoxidringe des polysulfidierten Polymeren
zu öffnen. Diese Verfahrensweise kann bei Temperaturen
in der gleichen Größenordnung, wie die der 1. Stufe, durchgeführt
werden, wobei der Anteil der Säure vorzugsweise bei
etwa 1,5-3 Äquivalenten pro in dem Polymeren verbliebene
Epoxyeinheit liegt. Im allgemeinen genügen 2-20 Minuten für
die vollständige Öffnungsreaktion der Epoxidringe.
An den Epoxidstellen des Polysulfids läuft folgende Reaktion
ab:
Es ist notwendig, eine starke Wasserstoffsäure zu verwenden,
um die verbleibenden Epoxidbrücken, die dem Angriff der sehr
aktiven Thiolfunktion widerstanden haben zu zerstören. Es
können zwar verschiedene Säuren verwendet werden, jedoch ist
HX vorzugsweise HCl.
3. Die Umwandlung des nach der 2. Stufe des Verfahrens erhaltenen
Polysulfids in die Polysulfoniumverbindung führt man erfindungsgemäß
nach der Abtrennung des Polysulfids aus seinem
Reaktionsmedium durch. Hierzu behandelt man die aus den zwei
vorstehenden Verfahrensstufen 1 und 2 erhaltene Lösung oder
gegebenenfalls Suspension zur Abtrennung des von Epoxygruppen
freien Polysulfids im festen Zustand; dies läßt sich durch
Ausfällung mit einem Nicht-Lösungsmittel und anschließend
geeignete Wäsche erzielen. So liegt im Gegensatz zu der bekannten
Verfahrensweise während der Umwandlung in das Sulfoniumprodukt
keine Säure in dem Produkt vor.
Wenn jedoch die Anwesenheit von Spuren von HCl die Umwandlung
des Polysulfids in die entsprechende Sulfoniumverbindung nicht
stört, so ist es auch möglich, das Polysulfid nach der Entfernung
der Oxiranbrücken nicht abzutrennen.
In vielen Fällen ist Tetrahydrofuran als Lösungsmittel für
das Ausgangspolymere geeignet, während ein C6-C10-Alkan und
insbesondere das Heptan oder Petroläther als Nicht-Lösungsmittel
dienen können, die dazu geeignet sind, das von Epoxygruppen
freie Polysulfid auszufällen.
Zur Umwandlung des Polysulfids in die Polysulfoniumverbindung
fügt man zu der, wie vorstehend beschrieben, erhaltenen Lösung
oder gegebenenfalls Suspension des Polysulfids ein Alkylhalogenid
oder einen Alkylester X₁R′, worin X₁ den Rest einer
Mineralsäure bzw. anorganischen Säure oder einer organischen
Säure oder ein Halogen darstellt, und läßt folgende bekannte
Reaktion ablaufen:
Diese Reaktion verläuft im allgemeinen bei 20-100°C und vorzugsweise
bei 50-70°C.
Die erforderliche Menge an Halogenid oder Ester X₁R′ liegt bei
1-5 Mol pro Gruppe
die in dem behandelten Polymeren vorliegt, wobei die bevorzugten
Mengen bei 1,5-3,5 liegen.
Bei dem Alkylrest R′ kann es sich um jeden Alkylrest und insbesondere
um C1-C12 handeln. X₁ kann den Rest einer Säure, beispielsweise
von Schwefelsäure, Phosphorsäure, Perchlorsäure,
Essigsäure, Propionsäure usw. sein. Die Reaktion verläuft
besonders leicht, wenn X₁R′ aus Jodiden, Bromiden und Sulfaten
gebildet wird, beispielsweise ICH₃, BrCH₃ oder (CH₃)₂SO₄.
Wurde diese Verfahrensweise in Lösung durchgeführt, so gewinnt
man vorzugsweise das Endprodukt durch Ausfällung, insbesondere
durch das gleiche Verfahren, wie vorstehend aufgezeigt, wobei
man den erhaltenen Niederschlag derart wäscht, daß man schließlich
ein ausreichend reines Sulfoniumpolymeres erhält.
Es ist möglich, das Verfahren bis zu einer Umwandlung von etwa
95-100% der ursprünglichen Epoxygruppen in Sulfoniumfunktionen
durchzuführen, jedoch kann es günstig sein, nicht so weit zu gehen,
um eine mehr oder minder große gewünschte Anzahl von Sulfoniumgruppen
pro Gewichtseinheit des Polymeren zu erzielen. In diesem
Falle wird die Stufe 1 des Verfahrens angehalten, wenn der gewünschte
Gehalt an Sulfidgruppen erreicht ist. Die verbleibenden
Epoxidgruppen werden beispielsweise zu Diolen hydrolysiert oder
mit gegebenenfalls wäßriger Chlorwasserstoffsäure in das Chlorhydrin
umgewandelt, wie vorstehend beschrieben. So kann man zur
Steuerung des hydrophil-lipophil-Gleichgewichts des herzustellenden
Endprodukts eine gewisse Anzahl von Parametern regeln, wie
die Konzentration der Sulfidionen, die Natur und die Länge des
Mercaptans. Es ist auch möglich, das hydrophil-lipophil-Gleichgewicht
durch die Konstitution der Polymerkette zu steuern, beispielsweise
durch die Natur und die Konzentration der Monomeren
in dem Ausgangscopolymeren.
Als Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren können
zahlreiche und bekannte Polymere mit Epoxygruppen dienen. Es sind
dies insbesondere die Copolymeren verschiedener Verbindungen, die
polymerisierbar sind mit ungesättigten Monomeren, die eine endständige
Glycidylgruppe enthalten. So kann man Copolymere von
Glycidylacrylat oder -methacrylat mit Monomeren verwenden, wie
Styrol, Methylstryrol, Isobuten, 2-Methylbut-1-en, 2-Methylpent-1-en,
2,6-Dimethylhept-1-en, Butadien, Isopren, Chlorstyrol, Chlorbuten,
Tetrafluoräthylen, Vinylacetat, Allylchlorid, Allylacetat,
niedrig-Alkylacrylate, niedrig-Alkylmethacrylate, Acrylnitril,
Methacrylnitril, Vinylpyrrolidon usw. Die epoxidierten Polymeren
können auch von der Oxidation von Doppelbindungen stammen, die
sich an Seitengruppen der Polymerkette befinden oder bei denen es
sich um endständige Doppelbindungen handelt; es kann sich beispielsweise
um Polymere handeln, auf die Diolefine aufgepfropft
sind, oder um Olefin-Diolefin-Copolymere, die reich sind an 1,2-Vinylbindungen,
wie beispielsweise die Styrol-Butadien-Copolymeren.
Die epoxidierten Polymeren können auch aus solchen ausgewählt
werden, deren Epoxidbrücke sich an der Hauptkette befindet, wie
Butadien, Polyisopren, Polyisobutylen, die epoxidiert sind,
Isopren-Isobuten-Copolymere und andere. Diese Aufzählung soll
lediglich Beispiele darstellen, dem Fachmann ist es möglich, ein
Polymeres mit epoxidierten Seitenkettengliedern zu wählen, das
zur Durchführung der Erfindung geeignet ist.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung,
ohne sie zu beschränken. Die Beispiele beziehen sich auf einen
speziellen Fall, der vom praktischen Gesichtspunkt her besonders
interessant ist, bei dem das Ausgangspolymere ein Copolymeres
von Methylmethacrylat mit Glycidylmethacrylat ist.
Man führt die Herstellung durch, ausgehend von einem Methylmethacrylatcopolymeren
(M1) mit Glycidylmethacrylat (M2), d. h.
einem Polymeren, gebildet aus den Gruppierungen
Man stellt das Copolymere folgendermaßen her.
In einen Reaktor, der 150 g Methyl-äthyl-keton und 150 g Xylol
enthält, gießt man 25 g des Monomeren M1, entsprechend 250 Milliäquivalenten
und 106 g des Monomeren M2, entsprechend 750 Milliäquivalenten
ein. Man bringt die Temperatur des Mediums auf 70°C
und fügt während 3 Stunden mit gleichmäßigem Durchsatz 1,8 g
Azobisisobutyronitril, gelöst in 20 ml Methyläthylketon zu. Man
fügt darauf auf einmal 0,35 g Azobisisobutyronitril zu und führt
die Reaktion während 5 Stunden durch. Durch langsames Eingießen
des Reaktionsprodukts in 3 l Methanol fällt man das Polymere aus.
Man trocknet das Produkt. Die Bestimmung des epoxidierten Polymeren
mit Chlorwasserstoffsäure in einem Dimethylformamidmedium
zeigt, daß die Verbindung 5,7 Epoxy-Milliäquivalente pro Gramm
des Copolymeren enthält. Das Molekulargewicht, bestimmt auf einer
"GPC-Waters"-Vorrichtung vom Typ "GPC 200", deren Säule mit Stiragel
mit einer Porosität von 10⁷ bis 10³ gefüllt ist, beträgt
50 900. Es weist 25 M1-Gruppierungen pro 75 M2-Gruppierungen auf.
119 g des in Beispiel 1 hergestellten Copolymeren, was 678 Milliäquivalenten
Epoxid entspricht, werden in 1060 g Tetrahydrofuran
(THF) gelöst; man fügt 151 g (750 Milliäquivalente) Laurylmercaptan
und anschließend 3,3 g KOH, gelöst in 25 ml Butanol (60 Milliäquivalente)
als Reaktionskatalysator zu. Man läßt 5 Stunden bei
60°C reagieren und fügt dann 100 Milliäquivalente 38%ige wäßrige
HCl zu. Man stellt die Ausfällung von KCl fest; das Medium ist
sauer, und Epoxidspuren sind verschwunden. Man neutralisiert das
Medium durch Zusatz von 37 Milliäquivalenten KOH. Daraus läßt
sich schließen, daß die Ausbeute der Reaktion gleich oder über
95% beträgt. KCl wird durch Filtration entfernt, und das Filtrat
besteht aus einer Lösung des Polysulfidpolymeren in Tetrahydrofuran.
Zu dem Filtrat fügt man 94 g (CH₃)₂SO₄ (750 Milliäquivalente)
und läßt 6 Stunden bei 50°C reagieren. Das so gebildete
Polysulfoniumpolymere fällt man durch Zusatz von 2 l Heptan aus.
Nach dem Filtrieren wird die Ausfällung getrocknet und man erhält
glänzende, weiße Späne. Die Ausbeute der letzten Stufe beträgt
82%. Das erhaltene Produkt ist in Wasser unlöslich, löslich
in Butanol, Dimethylformamid und Isoamylalkohol. 1%ige Lösungen
lassen sich in einem Gemisch von 70% Butanol mit 30% Wasser herstellen.
Durch Rühren dieser Lösungen erhält man Schäume. Die Ausbeute
bei dieser Herstellung, bezogen auf das Ausgangscopolymere,
liegt bei 78%.
Man arbeitet in gleicher Weise, wie in Beispiel 2, wobei man jedoch
das Laurylmercaptan durch 750 Milliäquivalente Propylmercaptan ersetzt.
Der Reaktionsverlauf ist identisch, man stellt jedoch fest,
daß der Angriff durch das Propylmercaptan exotherm und rasch
verläuft. Andererseits trübt sich beim Zusatz von Dimethylsulfat
das THF-Milieu, und das Polysulfoniumpolymere fällt in der Kälte
aus. Man filtriert und wäscht mit Heptan.
Das Produkt ist in Wasser und in den Alkoholen sehr gut löslich.
Die gerührten Lösungen führen zu Schäumen.
Es wird in gleicher Weise wie im Beispiel 2 gearbeitet, jedoch
unter Ersatz des Laurylmercaptans durch Octylmercaptan. Das erhaltene
Polysulfoniumpolymere ist in Wasser unlöslich und in den Alkoholen
löslich und zu 1% in Gemischen von 50% Wasser-50% Butanol
löslich.
Die drei letzten Beispiele machen es möglich, einen Bezug zwischen
der Löslichkeit der Polysulfoniumpolymeren in Wasser und der
Alkylkettenlänge des Mercaptans aufzustellen. Die Produkte sind
umso löslicher in Wasser, je kürzer ihre Alkylkette ist. Diese
Eigenschaft ist für die verschiedenen Anwendungszwecke der Produkte
wichtig.
Man stellt wie in Beispiel 1 ein Copolymeres her, in dem die Monomeren
in äquimolekularer Menge vorliegen, d. h. 160 g des Monomeren
M1 und 141 g des Monomeren M2. Dieses Copolymere enthält 3,95 mÄq
Epoxid pro Gramm.
Zu 200 g dieses Copolymeren, was 790 mÄq Epoxy entspricht, gelöst
in 1765 g Tetrahydrofuran, fügt man 126,8 g (840 mÄq) Butylmercaptan
und 5,5 g KOH, gelöst in 45 ml Butanol, was 98 mÄq
entspricht, als Reaktionskatalysator. Dies entspricht einem molaren
Anteil von KOH von 12,4%, bezogen auf die vorhandenen Epoxidbrücken.
Der Rest der Reaktion verläuft wie im Beispiel 2. Das
Filtrat, das aus der Lösung des Polysulfidpolymeren in THF besteht,
wird in vier Teile aufgeteilt. Jeder Teil wird mit verschiedenen
Reaktionskomponenten XR′ in verschiedenen Anteilen und
bei verschiedenen Temperaturen behandelt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Es ist ersichtlich, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren je
nach Wunsch Produkte mit verschiedenen Zusammensetzungen erhalten
werden können.
Die Arbeitsweisen des Beispiels 2 werden wiederholt mit 193 g
Cetyl-mercaptan (Hexadecylmercaptan C₁₆H₃₃SH) anstelle der 151 g
Laurylmercaptan. Man erhält so das Methosulfat der Polysulfoniumverbindung,
deren Kette im Beispiel 1 beschrieben wird. Die Formel
dieses Polymeren kann schematisch folgendermaßen dargestellt werden:
Mit anderen Worten, unterscheidet sich dieses Polymere von dem des
Beispiels 2 dadurch, daß der Rest R Hexadecyl (C₁₆H₃₃-) anstelle
von Dodecyl (C₁₂H₂₅-) ist.
Die nachfolgende Tabelle mit Ergebnissen zeigt die zunehmende Anzahl
von Hefekeimen nach dreitägiger Kultur in einem Fläschen.
In der Tabelle sind Untersuchungen aufgeführt, die mit der Polysulfoniumverbindung
der Beispiele 2 (R=12), 4 (R=8) und 9
(R=16) durchgeführt wurden. Diese Verbindungen werden in Form
von 2%igen Lösungen in einem gemischten Lösungsmittel verwendet,
das besteht aus:
20 Teilen Isobutanol
20 Teilen Aceton
60 Teilen Wasser
20 Teilen Aceton
60 Teilen Wasser
25 ml dieser Lösung enthalten daher 0,5 g Polysulfoniumverbindung,
d. h. 1000 ppM der 500 ml des Inhalts jedes Fläschchens.
Das vorstehende Lösungsmittel, verwendet allein zu Vergleichszwecken,
wird als "Lösungsmittel allein" bezeichnet.
ZusatzZunahme der Anzahl der Hefekeime pro ml
keiner10⁶
25 ml sterilisiertes Wasser10⁶
25 ml Lösungsmittel allein10⁴
25 ml Lösung des Produkts von Beispiel 2 (R=12)0
25 ml Lösung des Produkts von Beispiel 4 (R=8)10²
25 ml Lösung des Produkts von Beispiel 9 (R=16)0
Wäßrige Fabrikationsflüssigkeiten, insbesondere Schneidöle, unterliegen
einem fungiziden Angriff. In einer derartigen Flüssigkeit,
die aus einer Emulsion von 2,5% des Handelsprodukts
"Sarelf UTV" in Wasser besteht, läßt man die natürliche Fungusflora
zur Entwicklung kommen. Das Milieu der erhaltenen Kultur C
wird anschließend zur Beimpfung einer Reihe von frisch bereiteten
Emulsionen des gleichen Produkts verwendet.
Die Untersuchungen führt man in konischen Kolben (Erlenmeyer) von
1000 ml durch. In jeden Kolben bringt man 500 ml der vorstehend
genannten wäßrigen Emulsion von "Sarelf UTV" von 2,5% und 25 ml
einer zu untersuchenden Flüssigkeit ein, deren Natur später dargelegt
wird, sowie ein wenig des Mediums der Kultur C, derart, daß
in jedem Kolben 10⁵ Hefekeime pro ml Flüssigkeit vorliegen. Neben
diesen Hefen liegen auch Schimmel mit Hyphen vor.
Man hält die Kolben bei 20-25°C, und ihr Inhalt wird täglich
12 Stunden bewegt, um die Kultur aerob zu machen.
Nach bestimmten Zeiträumen, insbesondere von 3 oder 4 Tagen entnimmt
man Proben der Flüssigkeiten aus den Kolben, um die vorhandenen
Hefepilze zu zählen.
In die Kolben, die 1000 ppm der Zusätze der Beispiele 2-9 enthalten,
wo entsprechend Beispiel 10 keine Funguszunahme stattfindet,
fügt man einen neuen Impfanteil von 10⁵ Hefekeimen pro ml
Inhalt jedes der entsprechenden Kolben. Man führt erneut eine
aerobe Kultur bei 20-25°C, wie im Beispiel 10, während 4 Tagen
durch. Zeigt sich, daß wieder keine Zunahme der Anzahl der Keime
stattgefunden hat, so impft man erneut an und geht vor, wie vorstehend
beschrieben.
Auf diese Weise stellt man fest, daß mit der Polysulfoniumverbindung
des Beispiels 2 (R=12) erst nach der 5. Animpfung eine
Vermehrung der Hefen beginnt: nach 4tägiger aerober Kultur, ausgehend
von der 5. Animpfung, findet man einen Gehalt von 10² pro ml.
Die Polysulfoniumverbindung des Beispiels 9 ergibt ein noch besseres
Ergebnis, da die Fungusflora in ihrer Gegenwart erst nach
sechs Animpfungen zunimmt.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung die Herstellung von β-hydroxylierten
Polysulfoniumverbindungen, ausgehend von einem Polymeren,
das in der Polymerkette oder an seitlichen Kettengliedern Epoxygruppen
trägt.
Das Polymere wird mit einem oder mehreren Mercaptanen oder Thiolen
in Anwesenheit eines Öffnungskatalysators für die Oxiranbrücken und
insbesondere eines basischen Katalysators behandelt, worauf die
verbleibenden Epoxygruppen durch Einwirken einer Säure entfernt
werden, und man auf das Polysulfid, ein Alkylhalogenid oder einen
Alkylester, in Abwesenheit von Säure zur Bildung der Polysulfoniumverbindung
einwirken läßt. Anschließend wird das Produkt gereinigt.
Die Produkte können auf diese Weise in einer in Wasser löslichen
oder dispergierbaren Form mit zweckmäßiger Reinheit, in guten Ausbeuten
und mit dem gewünschten hydrophil-lipophil-Verhältnis erhalten
werden.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung eines Polymeren, dessen Kette
Seitenkettenglieder bzw. Seitenketten mit endständiger
Sulfoniumfunktion aufweist, wobei die Kettenglieder eine
Hydroxylgruppe in β-Stellung, bezogen auf diese Funktion,
besitzen, wobei man ein epoxidiertes Polymeres mit einem
Mercaptan behandelt und das so gebildete Polysulfid in die
Polysulfoniumverbindung umwandelt, dadurch gekennzeichnet,
daß man vor dieser Umwandlung die verbliebenen Epoxygruppen
durch Einwirkung einer starken Säure entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Behandlung des epoxidierten Polymeren mit dem Mercaptan
in Anwesenheit eines basischen Katalysators durchführt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Ausgangspolymere zunächst in
einem geeigneten Lösungsmittel löst und mit einer Lösung,
vorzugsweise einer alkoholischen Lösung, einer Base in
einem Anteil von 1 bis 10% der molaren Menge der in dem
Ausgangspolymeren vorhandenen Epoxidbrücken versetzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Polymere gleichzeitig mit mehreren Mercaptanen
behandelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß man vorzugsweise die zur Entfernung der verbleibenden
Epoxygruppen verwendete starke Säure in einem Anteil von 1,5
bis 3 Äquivalenten pro in dem Polymeren nach der Behandlung
mit Mercaptan verbleibende Epoxyeinheit verwendet und daß
man als Säure vorzugsweise Chlorwasserstoffsäure einsetzt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß man das nach Entfernen der verbliebenen
Epoxygruppen erhaltene Polysulfid ausfällt und reinigt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Ausfällung des Polysulfids durch Zusatz eines Nicht-Lösungsmittels,
insbesondere eines C6-C10-Alkans vornimmt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
die Umwandlung des Polysulfids in die Polysulfoniumverbindung
durch Einwirken eines Alkylhalogenids oder eines Alkylesters
auf das Polysulfid erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Medium bei der Durchführung dieser Reaktion säurefrei
ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man
mit einem Anteil von Alkylhalogenid oder Alkylester von 1-5
Alkylgruppen oder vorzugsweise 1,5-3,5 Alkylgruppen pro
Sulfidgruppe des zu behandelnden Polymeren arbeitet und die
Reaktion bei 20-100°C, vorzugsweise bei 50-70°C durchführt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet,
daß man von einem Ausgangspolymeren ausgeht, das Glycidylgruppen
enthält, wobei man sich bevorzugt eines Copolymeren
einer ungesättigten Verbindung in einem Glycidester einer ungesättigten
Säure bedient.
11. Polymeres, dessen Kette Seitenketten bzw. Seitenkettenglieder
mit endständiger Sulfoniumfunktion und
Hydroxylgruppen in β-Stellung zu dieser Funktion
trägt, dadurch erhältlich, daß man ein epoxidiertes
Polymeres mit einem Mercaptan behandelt und das so
gebildete Polysulfid in die Polysulfoniumverbindung
umwandelt, wobei man vor dieser Umwandlung die verbliebenen
Epoxygruppen durch Einwirkung einer starken
Säure entfernt.
12. Verwendung des Polymeren nach Anspruch 11 in einer
fungiziden Zusammensetzung.
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