DE3034060C2 - - Google Patents

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C39/00Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C39/12Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring polycyclic with no unsaturation outside the aromatic rings
    • C07C39/15Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring polycyclic with no unsaturation outside the aromatic rings with all hydroxy groups on non-condensed rings, e.g. phenylphenol

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Description

1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)-butan ist ein bekanntes Antioxidationsmittel zur Stabilisierung von Polymeren, wie Naturkautschuk und Synthesekautschuk, Polyäthylen, Polypropylen, anderen Olefin-Polymerisaten, Polystyrol, Polyestern, Polyvinylchlorid und ABS-Polymerisaten (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisaten). Diese Verbindung wird nach dem in der US-PS 31 96 185 beschriebenen Verfahren durch Kondensation von 1 Mol Crotonaldehyd mit 3 Mol 3-Methyl-6-tert.-butylphenol hergestellt. Nach Umkristallisation aus Toluol schmilzt die Verbindung bei 180 bis 182°C. Gegebenenfalls kann die Verbindung noch aus Petroläther mit einem Siedebereich von 80 bis 100°C umkristallisiert und mehrere Stunden bei 100°C unter stark vermindertem Druck getrocknet werden. Es wird dann eine Verbindung erhalten, die bei 188°C unter Zersetzung schmilzt.
Das durch Umkristallisation aus Toluol erhaltene kristalline Produkt enthält beträchtliche Mengen an Toluol. Dieses Produkt ist als Antioxidationsmittel aufgrund seines ihm anhaftenden Geruchs und der damit verbundenen Gefahren für die Gesundheit unerwünscht. Obwohl durch 3stündiges Erhitzen auf 120°C das Toluol abgetrennt werden kann, ist das Erhitzen unerwünscht, da sich das Produkt verfärbt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 1,1,3-Tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)-butan-hydrat in einer solchen Form zu schaffen, die geruchlos ist und damit keine Gefahren für die Gesundheit bietet, und die sich als Antioxidationsmittel eignet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Schaffung des 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy- 5-tert.-butylphenyl)-butan-trihydrats. Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Das 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)- butan-hydrat enthält kein organisches Lösungsmittel als Solvat, sondern 3 Moleküle Kristallwasser. Es läßt sich in einfacher Weise herstellen, und eine Abtrennung von organischen Lösungsmitteln aus dem kristallinen Produkt durch Erhitzen ist nicht erforderlich.
Während das 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)- butan einen Schmelzpunkt von etwa 182°C besitzt, schmilzt das Trihydrat dieser Verbindung bei etwa 125 bis 130°C. Bei dieser Temperatur wird das Kristallwasser aus dem Molekül abgegeben. Nach beendeter Wasserabspaltung verfestigt sich das Produkt bei etwa 160 bis 170°C und schmilzt erneut bei 187 bis 197°C.
Das Trihydrat von 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)- butan hat eine etwas höhere Löslichkeit in Methanol als das Toluol enthaltende Trisphenol. Diese Eigenschaft ist günstig, wenn das Trihydrat beispielsweise Polyvinylchlorid, ABS-Polymerisaten, MBS-Polymerisaten (Methylmethacrylat- Butadien-Styrol-Copolymerisaten) und anderen Kunstharzen einverleibt werden soll, die durch Emulsions­ polymerisation oder Suspensionspolymerisation in wäßrigen Medien hergestellt werden, da das Antioxidationsmittel in der Regel dem Polymerisationsansatz in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel, wie Methanol, zugesetzt wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu erblicken, daß die Herstellung des Trihydrats von 1,1,3-Tris-(2-methyl- 4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)-butan keine umständliche Reinigung, beispielsweise eine Umkristallisation aus Toluol, erfordert, wie dies in der US-PS 31 96 185 beschrieben ist. Das Trihydrat läßt sich durch Waschen des Rohprodukts der Kondensation von Crotonaldehyd und 3-Methyl-6-tert.- butylphenol im Molverhältnis 1 : 3 mit wäßrigem Methanol zur Abtrennung von Nebenprodukten und anschließende Behandlung mit Wasser herstellen.
Das Beispiel und die Anwendungsbeispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel
Ein Gemisch von 984 g (6 Mol) 3-Methyl-6-tert.-butylphenol, 100 g Methanol und 350 ml konzentrierter Salzsäure wird unter Rühren und unter schwachem Rückflußkochen tropfenweise mit 140 g (2 Mol) Crotonaldehyd versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch eine weitere Stunde unter Rückfluß gekocht. Danach wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und die entstandene Fällung abfiltriert. Hierauf wird die Fällung zunächst mit 2 Liter 80prozentigem Methanol zur Abtrennung von Nebenprodukten und nicht-umgesetzten Ausgangsverbindungen und sodann mit Wasser gewaschen, bis im Filtrat keine anorganischen Verbindungen mehr festgestellt werden können. Hierauf wird das Produkt 5 Stunden bei 65 bis 70°C getrocknet. Es werden 903 g 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.- butylphenyl)-butan-trihydrat erhalten. Das Produkt enthält etwa 3 Moleküle Kristallwasser und schmilzt bei 125 bis 127°C. Das Kristallwasser kann durch Trocknen unter Schmelzen abgetrennt werden. Das getrocknete Produkt hat einen Schmelzpunkt von 188 bis 190°C.
Anwendungsbeispiel 1
Das auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte Trihydrat wird auf seine Wirkung als Antioxidationsmittel in Polypropylen untersucht.
Die in Tabelle I angegebenen Verbindungen werden in den angegebenen Mengen 100 Gewichtsteilen Polypropylenpulver einverleibt. Die jeweils erhaltenen Gemische werden bei 280°C zu Granulat verarbeitet. Das Granulat wird makroskopisch auf seine Farbe und nach der Prüfnorm JIS K-6758 auf seinen Schmelzindex (MI in g/10 Minuten) untersucht.
Das Granulat wird ferner zu 0,5 mm dicken Folien mit den Abmessungen 40 × 80 mm verpreßt (15 Minuten Vorerhitzen auf 200°C; Preßdruck etwa 100 bar = 100 kg/cm²). Die Folien werden ferner einem Alterungsversuch bei 150°C in einem Gear-Alterungsgerät unterworfen, und es wird die Zeit bis zum Zusammenbruch (Krümelbildung) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Tabelle I
Die Versuche 1 und 3 erläutern die Erfindung, während die Versuche 2 und 4 zum Vergleich dienen. Das in den Vergleichsversuchen eingesetzte 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy- 5-tert.-butylphenyl)-butan ist wasserfrei und auch frei von Toluol.
Bei dem Granulat von Versuch 1 und 2 sowie dem Granulat von Versuch 3 und 4 wurden keine Farbunterschiede beobachtet.
Anwendungsbeispiel 2
Das Trihydrat der Erfindung wird auf seine Farbstabilität beim Erhitzen untersucht. Zu diesem Zweck wird eine Probe des Trihydrats in eine Kapillare verbracht und auf 190°C erhitzt. Nach 3stündigem und 5stündigem Erhitzen wird der Verfärbungsgrad, d. h. die Bräunung, makroskopisch untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.
Tabelle II
In Versuch 1 wird das Trihydrat der Erfindung eingesetzt, während in den Versuchen 2 und 3 die aus der US-PS 31 96 185 bekannten wasserfreien Formen verwendet werden.

Claims (3)

1. 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)- butan-trihydrat.
2. Verfahren zur Herstellung von 1,1,3-Tris-(2-methyl-4- hydroxy-5-tert.-butylphenyl)-butan-trihydrat, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohprodukt der Umsetzung von 1 Mol Crotonaldehyd mit 3 Mol 3-Methyl-6-tert.-butylphenol mit wäßrigem Methanol und anschließend mit Wasser wäscht.
3. Verwendung von 1,1,3-Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.- butylphenyl)-butan-trihydrat als Antioxidationsmittel.
DE19803034060 1979-09-10 1980-09-10 1,1,3-tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)-butan-hydrat, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung als antioxidationsmittel Granted DE3034060A1 (de)

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