EP2646478A2 - Herstellung von isobutenhomo- oder -copolymer-derivaten - Google Patents

Herstellung von isobutenhomo- oder -copolymer-derivaten

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Publication number
EP2646478A2
EP2646478A2 EP11788494.0A EP11788494A EP2646478A2 EP 2646478 A2 EP2646478 A2 EP 2646478A2 EP 11788494 A EP11788494 A EP 11788494A EP 2646478 A2 EP2646478 A2 EP 2646478A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
isobutene
donor
groups
complex
initiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP11788494.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hannah Maria KÖNIG
Klaus MÜHLBACH
Helmut Mach
Ulrich Eichenauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to EP11788494.0A priority Critical patent/EP2646478A2/de
Priority to EP24176581.7A priority patent/EP4406982A3/de
Publication of EP2646478A2 publication Critical patent/EP2646478A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2810/00—Chemical modification of a polymer
    • C08F2810/40—Chemical modification of a polymer taking place solely at one end or both ends of the polymer backbone, i.e. not in the side or lateral chains

Definitions

  • the present invention relates to an improved process for the preparation of isobutene homo- or copolymer derivatives. Furthermore, the present invention relates to novel isobutene homopolymer derivatives.
  • Isobutene homo- or copolymer derivatives such as polyisobutene amines or polyisobutenyl succinic anhydrides are frequently obtained from so-called highly reactive isobutene homo- or copolymers.
  • highly reactive isobutene homopolymers or copolymers are understood to mean those polyisobutenes which contain a high content of terminal ethylenic double bonds ( ⁇ -double bonds), in practice 80 mol% or more, based on the individual chain ends of the polyisobutene macromolecules.
  • ⁇ -double bonds terminal ethylenic double bonds
  • vinylidene groups are usually understood such double bonds, their position in the polyisobutene macromolec ine formula
  • o ymer i. the double bond is in an ⁇ -position in the polymer chain.
  • Polymer stands for the polyisobutene radical shortened by one isobutene unit.
  • the vinylidene groups show the highest reactivity, for example in the case of thermal addition to sterically demanding reactants such as maleic anhydride, whereas a double bond further inside the macromolecules shows in most cases no or lower reactivity in the case of functionalization reactions.
  • Such highly reactive polyisobutenes are used inter alia as intermediates for the preparation of additives for lubricants and fuels, for example, they are reacted according to the teaching of DE-A 27 02 604 with maleic anhydride to polyisobutenyl succinanhydriden.
  • the highly reactive polyisobutenes obtainable by the process of DE-A 27 02 604 by cationic polymerization of isobutene in the liquid phase in the presence of boron trifluoride as catalyst have some disadvantages, for example they have a relatively high polydispersity.
  • Polyisobutenes with a similarly high proportion of terminal double bonds, but with a narrower molecular weight distribution, are obtainable, for example, by the process of EP-A 145 235, US Pat. No. 5,408,018 and WO 99/64482, where Polymerization in the presence of a deactivated catalyst, for example a complex of boron trifluoride with alcohols and / or ethers, takes place.
  • a deactivated catalyst for example a complex of boron trifluoride with alcohols and / or ethers
  • Highly reactive polyisobutenes are also obtainable by living cationic polymerization of isobutene and subsequent dehydrohalogenation of the resulting polymerization product, for example according to the process of US Pat. No. 5,340,881.
  • living cationic polymerization of isobutene and subsequent dehydrohalogenation of the resulting polymerization product for example according to the process of US Pat. No. 5,340,881.
  • such a process is expensive, since the halogen end group introduced with the living cationic polymerization has to be eliminated in a separate step in order to generate the double bond.
  • Lewis acid aluminum trichloride can be used as a polymerization catalyst for isobutene, for example, from High Polymers, Volume XXIV (Part 2), pp. 713-733 (Editor: Edward C. Leonard), Verlag J Wiley & Sons, New York, 1971.
  • European Patent Application No. 10157068.7 discloses a process for preparing highly reactive isobutene homo- or copolymers by polymerization in the presence of an aluminum trihalide-donor complex effective as a polymerization catalyst or an aluminum alkyl halide donor complex which is a donor organic compound having at least one ether function or a carboxylic ester function and optionally containing an organic hydroxy compound, an organic halogen compound or water as an initiator disclosed. Further reactions with the highly reactive isobutene homo- or copolymers prepared in this way are not described there.
  • iron (III) chloride is suitable as a coinitiator in the cationic isobutene polymerization for the preparation of highly reactive polyisobutenes and their copolymers.
  • initiators water, phenols, protic acids such as sulfuric acid, tertiary alcohols, tertiary chlorides, tertiary carboxylic acid esters and carboxylic acids themselves are recommended.
  • protic acids such as sulfuric acid, tertiary alcohols, tertiary chlorides, tertiary carboxylic acid esters and carboxylic acids themselves are recommended.
  • As a complexing agent for the polymerization initiating systems in particular alkyl ethers are mentioned.
  • the physical properties of the derivatives in particular the viscosity behavior at low temperatures, as may occur, for example, in practical use in lubricating oils, and the solvents Possibilities, in particular in polar media, the temperature stability and storage stability of derivatives still in need of improvement.
  • the known from the prior art derivatization of isobutene polymers which emanate from isobutene polymers prepared by means of fluorine-containing polymerization catalysts have the disadvantage that they cause corrosion on numerous metallic materials and steel grades due to the residual fluorine content.
  • the object of the present invention was, starting from highly reactive Isobutenhomo- or copolymers, to provide an improved process for the preparation of isobutene homo- or copolymer derivatives, which no longer has the deficiencies of the prior art.
  • the isobutene homo- or copolymer derivatives of isobutene polymers having a high content of terminal vinylidene double bonds in particular at least 50 mol%, preferably at least 60 mol%, preferably at least 70 mol%, preferably at least 80 mol%, preferably at least 85 mole%, more preferably at least 90 mole%, and can be prepared in acceptable yields.
  • the appearance and the consistency of the derivatives for example their color, should be improved.
  • a catalyst system used for the production of isobutene polymers in the precursor should be sufficiently active, durable, easy to handle and not susceptible to interference, in particular, it should be free of fluorine to avoid unwanted due to residual fluorine content related corrosion on metallic materials and steel grades.
  • POL denotes the n-functional radical of a hydrophobic polyisobutene homo- or copolymer having a number-average molecular weight (M n ) of 1 10 to 250 000, which may contain structural units of mono-, di- or trifunctional initiators,
  • C2o-aryl radical or a C 7 - to C2o-arylalkyl radical designated polymerized, the resulting highly reactive isobutene homo- or copolymer having a content of at least 50 mol% of terminal vinylidene double bonds per polyisobutene chain end, with at least n equivalents of a the low molecular weight polar group A or a partial structure of the low molecular weight polar group A implementing compound and in the case of implementation with a partial structure completes the formation of the low molecular weight polar group A by subsequent reactions.
  • isobutene homopolymers are understood to mean those polymers which, based on the polymer, are composed of at least 98 mol%, preferably at least 99 mol%, of isobutene. Accordingly, isobutene copolymers are understood as meaning those polymers which contain more than 2 mol% of monomers copolymerized in a different form from isobutene, for example linear butenes.
  • a C to Ce alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methyl-pentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl,
  • Such C 1 - to C 6 -alkyl radicals can also contain, to a small extent, heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C 2 to C 20 alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples of these are the abovementioned C 1 - to C 6 -alkyl radicals and furthermore n-nonyl, isononyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tricycde, isotridecyl, n Tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl.
  • Such C 2 to C 20 alkyl radicals can also contain, to a small extent, heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine
  • non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C5 to Ce cycloalkyl group is a saturated cyclic group which may contain alkyl side chains. Examples of these are cyclopentyl, 2- or 3-methylcyclopentyl, 2,3-,
  • Such C5 to Ce cycloalkyl radicals may also contain, to a small extent, heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine
  • non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a CQ to C 20 -aryl radical or a C 10 to C 12 aryl radical is preferably optionally substituted phenyl, optionally substituted naphthyl, optionally substituted anthracenyl or optionally substituted phenanthrenyl.
  • Such aryl groups may carry from 1 to 5 non-protic substituents or non-protic functional groups, for example, C 1 to C 6 alkyl, C 1 to C 6 haloalkyl such as C 1 to C 6 chloroalkyl or C 1 to C 6 fluoroalkyl, halogen such as chloro or Fluorine, nitro, cyano or phenyl.
  • aryl radicals are phenyl, naphthyl, biphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, tolyl, nitrophenyl, chlorophenyl, dichlorophenyl, pentafluorophenyl, pentachlorophenyl, (trifluoromethyl) phenyl, bis (trifluoromethyl) phenyl, (trichloro) methylphenyl and bis (trichloromethyl ) phenyl.
  • a C 7 - to C 20 -arylalkyl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical is preferably optionally substituted C 1 -C 4 -alkylphenyl, such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenylethyl , 1-, 2- or 3-phenylpropyl or 1-, 2-, 3- or 4-phenylbutyl, for optionally substituted C 1 -C 4 -alkylnaphthyl, such as naphthylmethyl, for optionally substituted C 1 -C 4 -alkylanthracenyl, such as anthracenylmethyl or optionally substituted C 1 to C 4 alkylphenanthrenyl, such as phenanthrenylmethyl.
  • C 1 -C 4 -alkylphenyl such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenyle
  • Such arylalkyl radicals may carry 1 to 5 non-protic or non-protic functional groups, in particular on the aryl part, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or d- to Ce-fluoroalkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro or phenyl.
  • Suitable iron halides in the corresponding complexes with donors are, for example, iron (II) fluoride, iron (III) fluoride, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (II) bromide and iron ( III) bromide and mixtures thereof.
  • iron chlorides ie iron (II) chloride and iron (III) chloride, and mixtures of iron (II) chloride and iron (III) chloride, but especially iron (III) chloride alone.
  • iron halides in particular iron chlorides, which have been produced from iron-containing metal alloys, ie in addition to iron halides, in particular iron chlorides, also contain other metal halides, the iron halides, in particular iron chlorides, preferably being the main constituents of such mixtures.
  • aluminum trihalide is particularly suitable aluminum trifluoride, aluminum trichloride or aluminum tribromide.
  • Suitable aluminum alkyl halide is, in particular, a mono (C 1 -C 4 -alkyl) aluminum dihalide or a di (C 1 -C 4 -alkyl) aluminum monohalide, for example methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, dimethylaluminum chloride or diethylaluminum chloride.
  • isobutene or an isobutene-containing monomer mixture is polymerized in the presence of an aluminum trichloride-donor complex which acts as a polymerization catalyst.
  • the polymerization catalyst has an effective iron halide donor complex, aluminum trihalide donor complex or aluminum alkyl halide donor complex donor as an organic compound having at least one ether function, among compounds having at least one ether function also acetals and Halbaceta- le to understand.
  • an iron halide donor complex an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex, in particular a ferric chloride donor complex or an aluminum trichloride donor complex, is used which acts as a donor a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 in which the variables R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals, in particular C 1 - to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, denote.
  • the dihydrocarbyl ethers mentioned may be open-chain or cyclic, wherein in the case of the cyclic the two variables R 1 and R 2 form a ring, such rings also being able to contain two or three ether oxygen atoms.
  • open-chain and cyclic dihydrocarbyl ethers are dimethyl ether, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-pentyl ether, di-n-hexyl ether, di -n-heptyl ether, di-n-octyl ether, di- (2-ethylhexyl) ether, methyl n-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl n
  • di-n-butyl ethers and diphenyl ethers have donors for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the aluminum alkyl halide donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes or the Aluminum trichloride donor complexes, found to be particularly advantageous.
  • an iron halide donor complex is used as an alternative - Rather than donor a Carbonkladocarbylester of the general formula R 3 -COOR 4 contains, in which the variables R 3 and R 4 independently of one another C to C 20 -alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5 to Ce cycloalkyl radicals, CQ - Denote C2o-aryl radicals, in particular CQ- to Ci2-aryl radicals, or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
  • Examples of the said carboxylic acid hydrocarbyl esters are methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, formic acid isopropyl ester, n-butyl formate, sec-butyl formate, formic acid isobutyl ester, formic acid tert -butyl ester, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, propionic acid.
  • butyl ester isobutyl phenylacetate and tert-butyl phenylacetate.
  • carboxylic acid hydrocarbyl esters mentioned, ethyl acetate has been used as donor for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the aluminum alkyl halide donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes or the aluminum trichloride complexes. Donor complexes, proved to be particularly advantageous.
  • those dihydrocarbyl ethers and carboxylic acid hydrocarbyl esters have been found to be particularly useful as donors for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes and the aluminum alkyl halide donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes and the aluminum trichloride donor complexes, respectively has been found advantageous in which the donor compound has a total carbon number of from 3 to 16, preferably from 4 to 16, in particular from 4 to 12, especially from 4 to 8.
  • the dihydrocarbyl ethers especially those having a total of 6 to 14, in particular 8 to 12, carbon atoms are preferred.
  • the molar ratio of said donor compounds to the iron halide, to the aluminum trihalide or to the aluminum alkyl halide, in particular to the iron chloride or to the aluminum trichloride, in the donor complex generally ranges from 0.3: 1 to 1.5: 1 , in particular from 0.5: 1 to 1, 2: 1, especially 0.7: 1 to 1, 1: 1; it is in most cases 1: 1.
  • the complex can also be prepared in situ prior to polymerization.
  • the polymerization is carried out with the use of a mono- or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional initiator, which is selected from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds, protic acids and water. It is also possible to use mixtures of the initiators mentioned, for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and water , Mixtures of one or more organic halogen compounds and water or mixtures of one or more protic acids and water.
  • the initiator may be mono-, di- or polyfunctional, i.
  • One, two or more hydroxyl groups or halogen atoms may be present in the initiator molecule at which the polymerization reaction starts.
  • di- or polyfunctional initiators it is customary to obtain telechelic isobutene polymers having two or more, in particular two or three, polyisobutene chain ends.
  • Suitable monofunctional initiators organic hydroxy compounds having only one hydroxyl group in the molecule are especially alcohols and phenols, especially those of the general formula R 5 -OH, in the R 5 d to C2o-alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals , C5- to Ce-cycloalkyl, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to Ci2-aryl, or C 7 - to C2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, respectively.
  • radicals R 5 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those mentioned above, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohydroxy compounds are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, 2 Ethylhexanol, cyclohexanol, phenol, p-methoxyphenol, o-, m- and p-cresol, benzyl alcohol, p-methoxybenzyl alcohol, 1- and 2-phenylethanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) ethanol, 1 -, 2 and 3-phenyl-1-propanol, 1-, 2- and 3- (p-methoxyphenyl) -1-propanol, 1- and 2-phenyl-2-propanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl ) -2
  • Particularly suitable bifunctional initiators organic hydroxy compounds having two hydroxyl groups in the molecule are especially dihydric alcohols or diols having a total carbon number of 2 to 30, in particular from 3 to 24, especially from 4 to 20, and bisphenols having a total carbon number of 6 to 30, especially of 8 to 24, especially from 10 to 20, for example, ethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1, 6-hexylene glycol, 1, 2, 1, 3 or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene (o-, m- or p-dicumyl alcohol), bisphenol A, 9,10-dihydro-9,10-dimethyl-9,10-anthracenediol , 1, 1-diphenylbutane-1, 4-diol, 2-hydroxytri- phenylcarbinol and 9- [2- (hydroxymethyl) phenyl] -9-fluorenol.
  • Suitable monofunctional initiators organic halogen compounds having a halogen atom in the molecule are especially compounds of general formula R 6 -hal call, in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine, and R 6 d- to C2o Alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2-Arylalkylreste designated.
  • R 6 -hal call in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine
  • R 6 d- to C2o Alkyl radicals in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2-Arylalkylrest
  • radicals R 6 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those already mentioned, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohalogen compounds are methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, ethyl bromide, 1-chloropropane, 1-bromopropane, 2-chloropropane, 2-bromopropane, 1-chlorobutane, 1-bromobutane, sec-butyl chloride, sec-butyl bromide , Isobutyl chloride, isobutyl bromide, tert-butyl chloride, tert-butyl bromide, 1-chloropentane, 1-bromopentane, 1-chlorohexane, 1-bromohexane, 1-chloroheptane, 1-bromoheptane, 1-chloroctane, 1-bromoctane, 1 Chloro-2-ethylhexane, 1-bromo-2-ethylhexane, cyclohexylchloride,
  • Suitable difunctional initiators for organic halogen compounds having two halogen atoms in the molecule are, for example, 1,3-bis (1-bromo-1-methylethyl) benzene, 1,3-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1 , 3-dicumyl chloride) and 1, 4-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 4-dicumyl chloride).
  • the initiator is particularly preferably selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom ("alcohols") or to one aromatic ring ("phenols”), organic halogen compounds in which one or more halogen atoms are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom, proton acids and water.
  • alcohols organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom
  • phenols aromatic ring
  • organic halogen compounds in which one or more halogen atoms are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom, proton acids and water.
  • organic halogen compounds as initiators to those in which the one or more halogen atoms are each bonded to a secondary or in particular to a tertiary sp 3 -hybridized carbon atom.
  • initiators which, in addition to the hydroxyl group, carry the radicals R 10 , R 11 and R 12 on such an sp 3 -hydrified carbon atom, which independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 6 -cycloalkyl , CQ to C 20 aryl, C 7 - to C2o-alkylaryl or phenyl, where an aromatic nucleus, one or more, preferably one or two C-C4 alkyl, C-C4 alkoxy, C -C 4 - hydroxy-alkyl or C can carry as substituents up to C 4 -Halogenalkylreste denote, wherein at most one of the variables R 10, R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10, R 11 or R 12 is phenyl, which still one or more, preferably one or two C to C 4 alkyl, C to C 4 alkoxy, C to C 4 - hydroxyalky
  • Suitable protonic acids are, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrocyanic acid and mixtures thereof.
  • proton acids but also protonated ethers can be used.
  • initiators which are present under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2- propanol (cumene), n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2- Phenyl-2-chloropropane (cumyl chloride), tert-butyl chloride and 1, 3- or 1, 4-bis (1 - hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
  • initiators which, under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene), n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3- or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methyl-ethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
  • protic acids methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene), n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3- or 1,
  • the molar ratio of said initiators to the isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to the total amount of polymerizable monomers used in the copolymerization of isobutene, based on each individual functional point of the initiator according to embodiment (A) is usually 0.0005: 1 to 0.1: 1, in particular 0.001: 1 to 0.075: 1, especially 0.0025: 1 to 0.05: 1.
  • the molar ratio of water to isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene in particular 0, 0001: 1 to 0.1: 1, especially 0.0002: 1 to 0.05: 1.
  • the proportion (ff) of polymer chains which are started by such a built-in organic initiator molecule can be up to 100%, usually from 5 to 90%.
  • the remaining polymer chains are formed either by moisture-derived water as the initiator molecule or by chain transfer reactions.
  • the polymerization is carried out in the presence of from 0.01 to 10 mmol, in particular from 0.05 to 5.0 mmol, especially from 0.1 to 1.0 mmol, in each case based on 1 mol used isobutene monomer in homopolymerization of isobutene or to 1 mol of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound.
  • nitrogen-containing basic compound it is possible to use an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine of the general formula R 7 -NR 8 R 9 or else ammonia, in which the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently of one another hydrogen, d C 2 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals, in particular C 2 - to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2-arylalkyl radicals.
  • the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently of one another hydrogen, d C 2 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals
  • Typical examples of such amines of the general formula R 7 -NR 8 R 9 are methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, tert-butylamine, sec-butylamine, isobutylamine, tert.
  • nitrogen-containing basic compound a compound having a plurality, in particular having two or three nitrogen atoms and having 2 to 20 carbon atoms are used, these nitrogen atoms each independently of one another carry hydrogen atoms or aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituents.
  • polyamines are 1, 2-ethylenediamine, 1, 3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine, diethylenetriamine, N-methyl-1, 2-ethylenediamine, N, N-dimethyl-1, 2-ethylenediamine, N , N'-dimethyl-1, 2-ethylenediamine or N, N-dimethyl-1,3-propylenediamine.
  • a saturated, partially unsaturated or unsaturated nitrogen-containing five-membered or six-membered heterocycle which contains one, two or three ring nitrogen atoms and one or two further ring heteroatoms selected from the group consisting of oxygen and sulfur and / or hydrocarbyl radicals, in particular d-butyl, is particularly suitable as such nitrogen-containing basic compound.
  • C 4 -alkyl radicals and / or phenyl, and / or functional groups or heteroatoms as substituents, in particular fluorine, chlorine, bromine, nitro and / or cyano may have, for example pyrrolidine, pyrrole, imidazole, 1, 2,3 - or 1, 2,4-triazole, oxazole, thiazole, piperidine, pyrazane, pyrazole, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 1, 2,3-, 1, 2,4- or 1, 2,5-triazine, 1, 2,5-oxathiazine, 2H-1, 3,5-thiadiazine or morpholine.
  • nitrogen-containing basic compound is pyridine or a derivative of pyridine (in particular a mono-, di- or tri- to C 4 -alkyl-substituted pyridine) such as 2-, 3-, or 4-methylpyridine ( Picolines), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylpyridine (lutidines), 2,4,6-trimethylpyridine ( Collidine), 2-, 3, - or 4-tert-butylpyridine, 2-tert-butyl-6-methylpyridine, 2,4-, 2,5-, 2,6- or 3,5-di-tert .-Butylpyridine or 2-, 3, - or 4-phenylpyridine.
  • the invention for the present invention mentioned polymerization method for isobutene or isobutene-containing monomer mixtures according to embodiment (B) is reproduced below.
  • isobutene homopolymers are understood to mean those polymers which, based on the polymer, are composed of at least 98 mol%, preferably at least 99 mol%, of isobutene. Accordingly, isobutene copolymers are understood as meaning those polymers which contain more than 2 mol% of monomers copolymerized in a different form from isobutene, for example linear butenes. In the context of the present invention, the following definitions apply to generically defined radicals:
  • a C to Ce alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methyl-pentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1, 2-
  • Such d- to Ce-alkyl radicals can also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C 2 to C 20 alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms. Examples of these are the abovementioned C 1 - to C 6 -alkyl radicals and furthermore n-nonyl, isononyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tricycde, isotridecyl, n Tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl.
  • Such C to C 20 -alkyl radicals can also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C 2 to C 20 haloalkyl radical or a C 1 to C 10 haloalkyl radical is a radical having the abovementioned skeletons for C 1 - to C 20 -alkyl radicals or C 1 - to C 6 -alkyl radicals, in which, however, the hydrogen atoms are replaced by halogen atoms, are replaced in particular by fluorine and / or chlorine atoms.
  • halogen atoms in particular by fluorine and / or chlorine atoms.
  • Typical examples of such radicals are C 1 - to C 4 -alkyl radicals in which at least 60%, in particular at least 75%, especially at least 90% of the number of hydrogen atoms are replaced by fluorine and / or chlorine atoms, for example dichloromethyl, trichloromethyl , Difluoromethyl, trifluoromethyl, chlorodifluoromethyl, fluorodichloromethyl, pentachloroethyl or pentafluoroethyl.
  • a C5 to Ce cycloalkyl group is a saturated cyclic group which may contain alkyl side chains.
  • Examples of these are cyclopentyl, 2- or 3-methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- or 2,5-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 2-, 3- or 4-methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylcyclohexyl, cycloheptyl, 2-, 3- or 4-methylcycloheptyl, cyclooctyl, 2-, 3-, 4- or 5 -Methylcyclooctyl.
  • Such C5 to Ce- cycloalkyl radicals may also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a CQ to C 20 -aryl radical or a C 12 to C 12 -aryl radical is preferably optionally substituted phenyl, optionally substituted naphthyl, optionally substituted anthracenyl or optionally substituted phenanthrenyl.
  • Such aryl groups may carry from 1 to 5 non-protic substituents or non-protic functional groups, for example, C 1 to C 6 alkyl, C 1 to C 6 haloalkyl such as C 1 to C 6 chloroalkyl or C 1 to C 6 fluoroalkyl, halogen such as chloro or Fluorine, nitro, cyano or phenyl.
  • aryl radicals are phenyl, naphthyl, biphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, tolyl, nitrophenyl, chlorophenyl, dichlorophenyl, pentafluorophenyl, pentachlorophenyl, (trifluoromethyl) phenyl, bis (trifluoromethyl) phenyl, (trichloro) methylphenyl and bis (trichloromethyl) phenyl.
  • a C 7 - to C 20 -arylalkyl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical is preferably unsubstituted or substituted C 1 -C 4 -alkylphenyl, such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2- Phenylethyl, 1-, 2- or 3-phenylpropyl or 1-, 2-, 3- or 4-phenylbutyl, for optionally substituted C 1 to C 4 -alkylnaphthyl, such as naphthylmethyl, for optionally substituted C 1 to C 4 -alkylanthracenyl, such as Anthracenylmethyl or optionally substituted Cr to C 4 alkylphenanthrenyl such as phenanthrenyl methyl.
  • C 1 -C 4 -alkylphenyl such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2- Ph
  • Such arylalkyl radicals may carry 1 to 5 non-protic or non-protic functional groups, in particular on the aryl part, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or d- to Ce-fluoroalkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro or phenyl.
  • the process according to the invention for the preparation of highly reactive isobutene homo- or co-polymers is generally carried out-owing to the use of the complex, which is effective as a polymerization catalyst, of at least one Lewis acid and optionally at least one donor and the initiators described - after a cationic reaction mechanism.
  • the feature essential to the invention is the use of an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H as at least one initiator in the polymerization process according to the invention.
  • an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H as at least one initiator in the polymerization process according to the invention.
  • Z-SO3H sulfonic acid of the general formula Z-SO3H
  • further initiator molecules from other chemical classes can be used.
  • the variable Z preferably represents a C to Ce-alkyl radical, C to Ce-haloalkyl radical, C5 to Ce-cycloalkyl radical, CQ to C 12 -aryl radical or a C 7 to C 12 -arylalkyl radical.
  • Z is particularly preferably a C 1 to C 4 -alkyl radical, a C 4 to C 4 -haloalkyl radical, an optionally substituted phenyl radical, eg. B. rest a tolyl radical or a xylyl radical, or an optionally substituted C -C 4 alkylphenyl, z. B. a benzyl radical.
  • At least one initiator is an organic sulfonic acid selected from methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid and toluenesulfonic acid or mixtures thereof.
  • Lewis acid suitable as a polymerization catalyst or in the polymerization complex acting in principle all by definition as Lewis acids designated inorganic molecules, but in particular halogen compounds of metals and semimetals of the Periodic Table of the Elements whose valences are completely saturated by halogen atoms or the next the halogen substituents still one or more organic carbon radicals - in particular Cr to C 4 - alkyl radicals - wear.
  • Suitable halogen substituents in these element halides and elemental alkyl halides are iodine, bromine and, in particular, fluorine and especially chlorine. It is of course also possible to use mixtures of such elemental halides or those elemental alkyl halides with one another and with one another.
  • the halides or alkyl halides of aluminum are used as such Lewis acids, typically the following species can be used: aluminum trifluoride, aluminum trichloride, aluminum tribromide; as aluminum alkyl halides, mono- (C 1 -C 4 -alkyl) aluminum dihalides or di (C 1 -C 4 -alkyl) aluminum monohalides, such as methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, dimethylaluminum chloride or diethylaluminum chloride.
  • the Lewis acid used for the polymerization catalyst or polymerization complex as active at least a compound selected from the binary chlorine and fluorine compounds of the elements of the 1st to 8th transition group and the 3rd to 5th main group of the periodic table, wherein the binary chlorine compounds may be preferred over the binary fluorine compounds of these elements.
  • Typical such binary chlorine compounds are ScCl 3 , YCl 3 , YbCl 3 , TiCl 3 , TiCl 4 , ZrCl 4 , HfCl 4 , VCI 3, VCU, NbCl 3 , NbCl 5 , TaCl 5 , CrCl 2 , CrCl 3 , MoCl 3 , MOCl 5, WCI5, WCI 6, MnCl 2, ReCl 3, ReCl 5, FeCl 2, FeCl 3, RuCl 3, OSCI 3, C0CI2, CoCI 3, RhCl 3, LRCI 3, NiCl 2, PdCl 2, PtCl 2, CuCl, CuCl 2 , AgCl, AuCl, ZnCl 2 , CdCl 2 , HgCl, HgCl 2 , BCI 3 , AICI 3 , GaCl 3 , Inda, TIC, SiCl 4 , GeCl 4 , SnCl 2 , SnC
  • Typical of such binary fluorine compounds are ScF 3, YF 3, YbF 3, TiF 3, TiF 4, ZrF 4, HfF, VF 3, VF 4, NbF 3, NbF 5, TaF 5, CrF 2, CrF 3, MoF 3, M0F5 , WF 5 , WF 6 , MnF 2 , ReF 3 , ReF 5 , FeF 2 , FeF 3 , RuF 3 , OsF 3 , CoF 2 , CoF 3 , RhF 3 , IrF 3 , NiF 2 , PdF 2 , PtF 2 , CuF , CuF 2 , AgF, AuF, ZnF 2 , CdF 2 , HgF, HgF 2 , BF 3 , AIF 3 , GaF 3 , InF 3 , TIF 3 , SiF 4 , GeF 4 , SnF 2 , SnF 3 , SnF 4 , PbF 2 , PbF 4
  • bromine compounds are, for example: TiBr 3 , TiBr 4 , ZrBr 4 , VBr 3 , VBr 4 , CrBr 2 , CrBr 3 , MoBr 3 , MoBr 5 , WBr 5 , WBr 6 , MnBr 2 , FeBr 2 , FeBr 3 , CoBr 2 , CoBr 3 , NiBr 2 , PdBr 2 , PtBr 2 , CuBr, CuBr 2 , AgBr, AuBr, ZnBr 2 , CdBr 2 , HgBr, HgBr 2 , BBr 3 , AIBr 3 , SiBr 4 , SnBr 2 , SnBr 3 , SnBr 4 , PbBr 2 , PbBr 4 , PBr 3 , PBr 5 , As
  • the process according to the invention preferably uses a complex which acts as a polymerization catalyst and contains as donor an organic compound having at least one ether function or one carboxylic ester function. It is of course also possible to use mixtures of different organic compounds having at least one ether function and / or of different organic compounds having at least one carboxylic acid ester function. If the complex acting as the polymerization catalyst has an orga- nische connection with at least one ether function on, compounds with at least one ether function are also to be understood as meaning acetals and hemiacetals.
  • a polymerization catalyst complex of at least one Lewis acid and at least one donor is used in which the donor organic compound is a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 , in which Variables R 1 and R 2 are independently C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals, in particular C 1 - to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, denote, or R 3 is a Carbonklarehydrocarbylester the general formula - COOR 4 group, in which the variables R 3 and R 4 are independently C to C 20 alkyl radicals, especially d- to Ce-alkyl, C5- to Ce-
  • the dihydrocarbyl ethers mentioned may be open-chain or cyclic, wherein in the case of the cyclic the two variables R 1 and R 2 form a ring, such rings also being able to contain two or three ether oxygen atoms.
  • open-chain and cyclic dihydrocarbyl ethers are dimethyl ether, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-pentyl ether, di-n-hexyl ether , Di-n-heptyl ether, di-n-octyl ether, di- (2-ethylhexyl) ether, methyl n-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl n
  • di-n-butyl ether and diphenyl ether have proven to be particularly advantageous as donors, in particular in combination with the Lewis acid BCI3, AICI3, TiCu, FeC, FeC and ZnC.
  • carboxylic acid hydrocarbyl esters are methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, formic acid isopropyl ester, n-butyl formate, sec-butyl formate, formic acid isobutyl ester, formic acid tert -butyl ester, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, propionic acid.
  • carboxylic acid hydrocarbyl esters mentioned ethyl acetate as donor, in particular in combination with the Lewis acids BCI 3 , AICI 3 , TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb, has proven to be particularly advantageous.
  • dihydrocarbyl ethers and Carbonkladocarbylester as donors have been found to be particularly advantageous in which the donor compound a total carbon number of 3 to 16, preferably from 4 to 16, in particular from 4 to 12, especially from 4 to 8, having.
  • the dihydrocarbyl ethers especially those having a total of 6 to 14, in particular 8 to 12, carbon atoms are preferred.
  • the carboxylic acid hydrocarbyl esters in particular, especially those having a total of 3 to 10, in particular 4 to 6, carbon atoms are preferred.
  • the molar ratio of the said donor compounds to the Lewis acids, ie in particular to the said elemental halides and elemental alkyl halides, in particular to the Lewis acids BCI3, AICI3, TiCu, FeCb, FeCb and ZnCb, in the polymerization catalyst complex moves in the Rule in the range of 0.3: 1 to 1, 5: 1, in particular from 0.5: 1 to 1, 2: 1, especially 0.7: 1 to 1, 1: 1; it is in most cases 1: 1.
  • the polymerization catalyst complex is prepared before the polymerization separately from the one or more Lewis acids mentioned, which are usually used in anhydrous form, and the donor or the compounds and then - usually dissolved in an inert solvent such as a halogenated Hydrocarbon, for example dichloromethane - added to the polymerization medium.
  • an inert solvent such as a halogenated Hydrocarbon, for example dichloromethane - added to the polymerization medium.
  • the complex can also be prepared in situ prior to polymerization.
  • the polymerization is carried out with concomitant use of at least one further initiator which is mono- or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional, and is chosen from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds, protic acids and water.
  • mixtures of such further initiators for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and water , Mixtures of one or more organic halogen compounds and water or mixtures of one or more protic acids and water.
  • the initiator may be mono-, di- or polyfunctional, ie in each case one, two or more hydroxyl groups or halogen atoms may be present in the initiator molecule, at which the polymerization reaction starts.
  • di- or polyfunctional initiators it is customary to obtain telechelic isobutene polymers having two or more, in particular two or three, polyisobutene chain ends.
  • Suitable monofunctional initiators organic hydroxy compounds having only one hydroxyl group in the molecule are especially alcohols and phenols, especially those of the general formula R 5 -OH, in the R 5 d to C2o-alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals , C5- to Ce-cycloalkyl, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to Ci2-aryl, or C 7 - to C2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, respectively.
  • radicals R 5 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those mentioned above, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohydroxy compounds are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, 2 Ethylhexanol, cyclohexanol, phenol, p-methoxyphenol, o-, m- and p-cresol, benzyl alcohol, p-methoxybenzyl alcohol, 1- and 2-phenylethanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) ethanol, 1 -, 2 and 3-phenyl-1-propanol, 1-, 2- and 3- (p-methoxyphenyl) -1-propanol, 1- and 2-phenyl-2-propanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl ) -2
  • Particularly suitable bifunctional initiators organic hydroxy compounds having two hydroxyl groups in the molecule are especially dihydric alcohols or diols having a total carbon number of 2 to 30, in particular from 3 to 24, especially from 4 to 20, and bisphenols having a total carbon number of 6 to 30, especially of 8 to 24, especially from 10 to 20, for example, ethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1, 6-hexylene glycol, 1, 2, 1, 3 or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene (o-, m- or p-dicumyl alcohol), bisphenol A, 9,10-dihydro-9,10-dimethyl-9,10-anthracenediol , 1, 1-diphenylbutane-1, 4-diol, 2-hydroxytri- phenylcarbinol and 9- [2- (hydroxymethyl) phenyl] -9-fluorenol.
  • Suitable monofunctional initiators organic halogen compounds having a halogen atom in the molecule are especially compounds of general formula R 6 -hal call, in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine, and R 6 d- to C2o Alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2-Arylalkylreste designated.
  • R 6 -hal call in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine
  • R 6 d- to C2o Alkyl radicals in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2-Arylalkylrest
  • radicals R 6 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those already mentioned, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohalogen compounds are methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, ethyl bromide, 1-chloropropane, 1-bromopropane, 2-chloropropane, 2-bromopropane, 1-chlorobutane, 1-bromobutane, sec-butyl chloride, sec-butyl bromide , Isobutyl chloride, isobutyl bromide, tert-butyl chloride, tert-butyl bromide, 1-chloropentane, 1-bromopentane, 1-chlorohexane, 1-bromohexane, 1-chloroheptane, 1-bromoheptane, 1-chloroctane, 1-bromoctane, 1 Chloro-2-ethylhexane, 1-bromo-2-ethylhexane, cyclohexylchloride,
  • Suitable difunctional initiators organic halogen compounds having two halogen atoms in the molecule are, for example, 1, 3-bis (1-bromo-1-methylethyl) benzene, 1, 3-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 3-dicumyl chloride) and 1, 4-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 4-dicumyl chloride) ,
  • the further initiator is particularly preferably selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybri-dformat carbon atom, organic halogen compounds in which one or more halogen atoms bonded to each sp 3 -hybridized carbon atom are, protic acids and water.
  • an initiator is particularly preferable which is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are each bonded to an sp 3 -hybridized carbon atom selected.
  • halogen compounds are those in which the one or more halogen atoms are each bonded to a secondary or in particular to a tertiary sp 3 -hybridized carbon atom.
  • R 5 , R 6 and R 7 on such an sp 3 -hydrified carbon atom, which independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 6 -cycloalkyl, CQ- to C2 0 -A1 I, C 7 - to C 20 -alkylaryl or phenyl, where one aromatic nucleus is one or more, preferably one or two C 1 to C 4 alkyl, C 1 to C 4 alkoxy, C to C 4 - Hydroxyl-alkyl or C to C 4 haloalkyl radicals as substituents, denote, wherein at most one of the variables R 5 , R 6 or R 7 is hydrogen and at least one of the variables R 5 , R 6 or R 7 phenyl, which or one or more, preferably one or two C to C 4 alkyl, C to C 4 alkoxy, C to
  • Suitable protonic acids are, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrocyanic acid and mixtures thereof.
  • proton acids but also protonated ethers can be used.
  • further initiators which are water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1 - phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (Cumene), n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane (cumyl chloride), tert-butyl chloride and 1, 3 or 1 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
  • further initiators which, under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol ( Cumene), n-butanol, Isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3- or 1, 4-bis (1 - hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
  • protic acids methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol ( Cumene), n-butanol, Isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and
  • the proportion (Uff) of polymer chains which are started by such a built-in organic initiator molecule can be up to 100%, usually from 0 to 90% and can be from 5 to 90%.
  • the remaining polymer chains are formed either by moisture-derived water as the initiator molecule or by chain transfer reactions.
  • the polymerization is carried out in the presence of from 0.01 to 10 mmol, in particular from 0.05 to 5.0 mmol, especially from 0.1 to 1.0 mmol, in each case based on 1 mol Isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to 1 mole of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound.
  • nitrogen-containing basic compound it is possible to use an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine of the general formula R 7 -NR 8 R 9 or else ammonia, in which the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently of one another hydrogen, d C 2 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals, in particular C 2 - to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2-arylalkyl radicals.
  • the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently of one another hydrogen, d C 2 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals
  • a tertiary amine is present. If one of these variables is hydrogen, a secondary amine is present. If two of these variables are hydrogen, a primary amine is present. If all of these variables are hydrogen, ammonia is present.
  • Typical examples of such amines of the general formula R 7 -NR 8 R 9 are methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, tert-butylamine, sec-butylamine, isobutylamine, tert-amylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, 2-ethylhexylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, aniline, dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, di-iso-propylamine, di-n-butylamine, di-tert-butylamine , Di-sec-butylamine, di-iso-butylamine, di-tert-amylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine
  • nitrogen-containing basic compound a compound having a plurality, in particular having two or three nitrogen atoms and having 2 to 20 carbon atoms are used, these nitrogen atoms each independently of one another carry hydrogen atoms or aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituents.
  • polyamines are 1, 2-ethylenediamine, 1, 3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine, diethylenetriamine, N-methyl-1, 2-ethylenediamine, N, N-dimethyl-1, 2-ethylenediamine, N , N'-dimethyl-1, 2-ethylenediamine or N, N-dimethyl-1,3-propylenediamine.
  • a saturated, partially unsaturated or unsaturated nitrogen-containing five-membered or six-membered heterocycle which contains one, two or three ring nitrogen atoms and one or two further ring heteroatoms selected from the group consisting of oxygen and sulfur and / or hydrocarbyl radicals, in particular d-butyl, is particularly suitable as such nitrogen-containing basic compound.
  • C 4 -alkyl radicals and / or phenyl, and / or functional groups or heteroatoms as substituents, in particular fluorine, chlorine, bromine, nitro and / or cyano may have, for example pyrrolidine, pyrrole, imidazole, 1, 2,3 - or 1, 2,4-triazole, oxazole, thiazole, piperidine, pyrazane, pyrazole, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 1, 2,3-, 1, 2,4- or 1, 2,5-triazine, 1, 2,5-oxathiazine, 2H-1, 3,5-thiadiazine or morpholine.
  • nitrogen-containing basic compound is pyridine or a derivative of pyridine (in particular a mono-, di- or tri-Ci- to C 4 -alkyl-substituted pyridine) such as 2-, 3-, or 4-methylpyridine ( Picolines), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylpyridine (lutidines), 2,4,6-trimethylpyridine ( Collidine), 2-, 3, - or 4-tert-butylpyridine, 2-tert-butyl-6-methylpyridine, 2,4-, 2,5-, 2,6- or 3,5-di-tert .-Butylpyridine or 2-, 3, - or 4-phenylpyridine.
  • the isobutene source in embodiment (A) and (B) is both pure isobutene and isobutene-containing C 4 hydrocarbon streams, for example C 4 raffinates.
  • C 4 cuts from isobutane dehydrogenation
  • C 4 cuts from steam crackers and FCC (fluid catalysed cracking) crackers, provided that they are largely freed of 1,3-butadiene contained therein.
  • a C 4 hydrocarbon stream from an FCC refinery unit is also known as a "b / b" stream.
  • suitable isobutene-containing C 4 -hydrocarbon streams are, for example, the product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or the product stream from a metathesis unit, which are generally used after customary purification and / or concentration.
  • Suitable C 4 -hydrocarbon streams generally contain less than 500 ppm, preferably less than 200 ppm, of butadiene.
  • the presence of 1-butene and of cis- and trans-2-butene is largely uncritical.
  • the isobutene concentration in said C 4 hydrocarbon streams is in the range of 30 to 60 weight percent.
  • raffinate 1 usually consists essentially of 30 to 50 wt .-% of isobutene, 10 to 50 wt .-% 1-butene, 10 to 40 wt .-% cis- and trans-2-butene and 2 to 35 wt .-% butanes;
  • the unsubstituted butenes in the raffinate 1 are generally virtually inert and only the isobutene is polymerized.
  • the monomer used for the polymerization is a technical C 4 -hydrocarbon stream having an isobutene content of from 1 to 100% by weight, in particular from 1 to 99% by weight, in particular from 1 to 90% by weight.
  • % more preferably from 30 to 60% by weight, in particular a raffinate 1 stream, a b / b stream from an FCC refinery unit, a product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or a product stream from a metathesis unit.
  • the said isobutene-containing monomer mixture may contain small amounts of contaminants, such as water, carboxylic acids or mineral acids, without resulting in critical yield or selectivity losses. It is expedient to avoid enriching these impurities by removing such pollutants from the isobutene-containing monomer mixture, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
  • the monomer mixture preferably contains at least 5% by weight, particularly preferably less than 5% by weight. at least 10% by weight and in particular at least 20% by weight of isobutene, and preferably at most 95% by weight, particularly preferably at most 90% by weight and in particular at most 80% by weight of comonomers.
  • Suitable copolymerizable monomers are: vinylaromatics such as styrene and ⁇ -methylstyrene, C 1 -C 4 -alkylstyrenes such as 2-, 3- and 4-methylstyrene and 4-tert-butylstyrene, halostyrenes such as 2, 3 or 4 Chlorostyrene and isoolefins having 5 to 10 carbon atoms such as 2-methylbutene-1, 2-methylpentene-1, 2-methylhexene-1, 2-ethyl-1-pentene, 2-ethylhexene-1 and 2-propylhepten-1.
  • comonomers are olefins which have a silyl group, such as 1-trimethoxysilylethene, 1- (trimethoxysilyl) propene, and 1- (trimethoxysilyl) -2-methylpropene-2,1- [tri (methoxyethoxy) silyl].
  • comopters also include isoprene, 1-butene and cis- and trans-2-butene.
  • copolymers are to be prepared by the process according to the invention, the process can be designed such that preferably random polymers or preferably block copolymers are formed.
  • block copolymers it is possible for example to feed the various monomers successively to the polymerization reaction, the addition of the second comonomer taking place in particular only when the first comonomer is already at least partially polymerized. In this way, both diblock, triblock and higher block copolymers are accessible, which have a block of one or the other comonomer as a terminal block, depending on the order of monomer addition.
  • block copolymers are also formed when all comonomers are simultaneously fed to the polymerization reaction, but one of them polymerizes significantly faster than either one or the other.
  • isobutene and a vinylaromatic compound, in particular styrene are copolymerized in the process according to the invention.
  • block copolymers are formed with a terminal polystyrene block. This is because the vinyl aromatic compound, especially styrene, polymerizes significantly slower than isobutene.
  • the polymerization can be carried out both continuously and discontinuously. Continuous processes can be carried out in analogy to known processes of the prior art for the continuous polymerization of isobutene in the presence of boron trifluoride-based catalysts in the liquid phase.
  • the inventive method is suitable both for carrying out at low temperatures, for example at -90 ° C to 0 ° C, and at higher temperatures, ie at least 0 ° C, for example at 0 ° C to +30 ° C or at 0 ° C to + 50 ° C, suitable.
  • the polymerization according to the process of the present invention is preferably carried out at lower temperatures in embodiment (A), usually at -70 ° C to -10 ° C, especially at -60 ° C to -15 ° C, and in embodiment (B). at a slightly higher temperature temperatures of -30 ° C to + 50 ° C, in particular at 0 ° C to + 30 ° C, for example at room temperature (+20 to + 25 ° C) carried out.
  • the polymerization according to the process according to the invention takes place at or above the boiling point of the monomer or monomer mixture to be polymerized, it is preferably carried out in pressure vessels, for example in autoclaves or in pressure reactors.
  • the polymerization is carried out according to the process of the invention in the presence of an inert diluent.
  • an inert diluent preferably an inert diluent.
  • Diluent should be suitable to reduce the increase in the viscosity of the reaction solution which usually occurs during the polymerization reaction to such an extent that the dissipation of the resulting heat of reaction can be ensured.
  • Suitable diluents are those solvents or solvent mixtures which are inert to the reagents used.
  • Suitable diluents are, for example, aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane and isooctane, cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the xylene, and halogenated hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, such as methyl chloride, dichloromethane, trichloromethane (chloroform), 1, 1-dichloroethane, 1, 2-dichloroethane, trichloroethane and 1-chlorobutane, and halogenated aromatic hydrocarbons and alkylaromatics halogenated in the alkyl side chains, such as Chlorobenzene, monofluoromethylbenzene, difluor
  • Preferred halogenated hydrocarbons for the inert diluents mentioned above and below are chlorinated hydrocarbons, in particular pure chlorohydrocarbons. Fluorohydrocarbons are preferably excluded from the inert diluents which can be used here in order to largely exclude residual contents of fluorine in the polymer.
  • the inert constituents of isobutene-containing C4 hydrocarbon streams are also used as diluents or as constituents of the solvent mixtures mentioned.
  • the polymerization according to the invention is carried out in a halogenated hydrocarbon, in particular in a halogenated aliphatic hydrocarbon, or in a mixture of halogenated hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, or in a mixture of at least one halogenated hydrocarbon, in particular a halogenated one aliphatic hydrocarbon, and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon as an inert diluent, for example a mixture of dichloromethane and n-hexane, usually in the Vol. ratio of 10:90 to 90:10, in particular from 50:50 to 85:15.
  • a halogenated hydrocarbon in particular in a halogenated aliphatic hydrocarbon, or in a mixture of halogenated hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, or in a mixture of at least one halogenated hydrocarbon, in particular a halogenated one ali
  • the diluents are freed before use of impurities such as water, carboxylic acids or mineral acids, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
  • the polymerization according to the invention is carried out in halogen-free aliphatic or, in particular, halogen-free aromatic hydrocarbons, in particular toluene.
  • halogen-free aliphatic or, in particular, halogen-free aromatic hydrocarbons, in particular toluene for this embodiment, water has proven to be particularly advantageous in combination with said organic hydroxy compounds and / or the said organic halogen compounds or in particular as the sole initiator.
  • the polymerization according to the invention is carried out in an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon, in a halogenated aliphatic hydrocarbon or in a mixture of aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic hydrocarbons or halogenated aliphatic hydrocarbons or in a mixture of at least one halogenated aliphatic hydrocarbon and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon as an inert diluent.
  • the polymerization is carried out according to the process of the invention under largely aprotic, in particular under substantially anhydrous reaction conditions.
  • the water content (or the content of protic impurities) in the reaction mixture is less than 50 ppm and in particular less than 5 ppm.
  • the feedstocks will be dried before use by physical and / or chemical means.
  • an organometallic compound such as an organolithium, organomagnesium or organoaluminum compound, in an amount sufficient to remove the traces of water largely removed from the solvent.
  • the solvent thus treated is then preferably condensed directly into the reaction vessel.
  • the monomers to be polymerized in particular isobutene or mixtures containing isobutene. Drying with other conventional drying agents such as molecular sieves or predried oxides such as aluminum oxide, silicon dioxide, calcium oxide or barium oxide is also suitable.
  • the halogenated solvents which are not suitable for drying with metals such as sodium or potassium or with metal alkyls, are freed of water or traces of water with suitable drying agents, for example calcium chloride, phosphorus pentoxide or molecular sieve.
  • suitable drying agents for example calcium chloride, phosphorus pentoxide or molecular sieve.
  • the polymerization of the isobutene or of the isobutene-containing feedstock usually takes place spontaneously upon contacting the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex. nor complex or of the aluminum trichloride donor complex, or of the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, with the isobutene or the isobutene-containing monomer mixture at the desired reaction temperature.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, admits.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride complex.
  • Donor complex or the containing at least one organic sulfonic acid containing Lewis acid complex with or without donors, optionally in the diluent, and then adding the monomers.
  • the beginning of polymerization is then the time at which all the reactants are contained in the reaction vessel.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex , in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, admits.
  • the adjustment of the reaction temperature can be carried out before or after the addition of the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the Aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors carried out.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the Aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors carried out.
  • the polymerization catalyst ie the Iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the Aluminiumalkylhalogenid-donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and only after a certain time, for example when at least 60%, at least 80%, or at least 90% of the monomer are reacted, the one or more monomers are added.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the Aluminiumalkylhalogenid-donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic Sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, optionally in the diluent, submit, then add the monomers simultaneously or sequentially and then set the desired reaction temperature.
  • the beginning of polymerization is then the point in time at which the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride Donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and at least one of the monomers are contained in the reaction vessel.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride Donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and at least one of the monomers are contained in the reaction vessel.
  • the polymerization according to the process of the invention can also be designed as a continuous process.
  • the starting materials i. the monomer or monomers to be polymerized, if appropriate the diluent and optionally the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or The aluminum trichloride-donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, the polymerization continuously added to and continuously withdrawing reaction product, so that set more or less stationary polymerization in the reactor.
  • the monomer or monomers to be polymerized can be supplied as such, diluted with a diluent or solvent, or as a monomer-containing hydrocarbon stream.
  • the iron halide donor complex effective as the polymerization catalyst, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors is usually dissolved, dispersed or suspended in the polymerization medium.
  • a support of the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the Aluminiumalkylha- lelide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the Aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors on conventional support materials is possible.
  • Suitable reactor types for the polymerization process of the present invention are usually stirred tank reactors, loop reactors and tubular reactors, but also fluidized bed reactors, fluidized bed reactors, stirred tank reactors with and without solvent, liquid bed reactors, continuous fixed bed reactors and discontinuous fixed bed reactors (batchwise).
  • the iron halide donor complex effective as the polymerization catalyst, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or at least an organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors usually used in such an amount that the molar ratio of element of the 1st to 8th subgroup or the 3rd to 5th main group of the periodic table, especially of Iron and aluminum in the iron halide donor complex, aluminum trihalide donor complex or aluminum alkyl halide donor complex, in particular in the iron chloride donor complex or aluminum trichloride donor complex, or in the corresponding at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, to isobutene in homopolymerization of isobutene or to the total amount of polym isomerizable monomers in the copolymerization of isobutene in the range from 1:10 to 1: 5000, in particular
  • the reaction mixture is preferably deactivated, for example by adding a protic compound, in particular by adding water, alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol or mixtures thereof with water, or by adding an aqueous base, for example an aqueous solution an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide or calcium hydroxide, an alkali metal or alkaline earth metal carbonate such as sodium, potassium, magnesium or calcium carbonate, or an alkali metal or alkaline earth metal bicarbonate such as sodium, potassium, magnesium or calcium bicarbonate - nat.
  • a protic compound in particular by adding water, alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol or mixtures thereof with water, or by adding an aqueous base, for example an aqueous solution an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydrox
  • the described highly reactive isobutene homo- or copolymers having a content of terminal vinylidene double bonds (a-double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 mol%, preferably of at least 60, are described for derivatization by introduction of the low molecular weight polar groups A.
  • Mol% preferably of at least 70 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 85 mol%, more preferably of at least 90 mol%, particularly preferably of more than 91 mol% and in particular of at least 95 mole%, eg, of nearly 100 mole%.
  • one also uses highly reactive isobutene copolymers consisting of isobutene and at least one vinylaromatic monomer, in particular styrene, and a content of terminal vinylidene double bonds (a-double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 mol%, preferably of at least 60 mol%, preferably of at least 70 Mole%, preferably of at least 80 mole%, preferably of at least 80 mole%, preferably of at least 85 mole%, more preferably of at least 90 mole%, more preferably of more than 91 mole% and especially of at least 95 mole%, eg, of nearly 100 mole%.
  • highly reactive isobutene copolymers consisting of isobutene and at least one vinylaromatic monomer, in particular styrene, and a content of terminal vinylidene double bonds (a-double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 mol%, preferably of at least 60 mol
  • the highly reactive isobutene homo- or copolymers and especially the isobutene homopolymers used according to the invention preferably have a polydispersity
  • PDI Mw / Mn
  • the highly reactive isobutene homo- or copolymers used according to the invention preferably have a number-average molecular weight M n (determined by gel permeation chromatography) of preferably 500 to 250,000, particularly preferably 500 to 100,000, more preferably 500 to 25,000 and in particular 500 to 5000 isobutene homopolymers even more preferably, have a number average molecular weight M n of from 500 to 10,000, and more preferably from 500 to 5,000, eg from about 1,000 or from about 2,300.
  • M n determined by gel permeation chromatography
  • the process according to the invention is suitable for the preparation of isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I in which the POL-based hydrophobic n-functional radical is obtained by homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight n
  • n Has a monofunctional and a number average molecular weight (M n ) of 500 to 5000, especially 650 to 2500, has.
  • the process according to the invention is furthermore also suitable for the preparation of isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I in which the POL underlying hydrophobic n-functional radical by homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20 wt .-% n
  • a di- or trifunctional initiator Inifers
  • M n number average molecular weight
  • the process according to the invention is furthermore also suitable for the preparation of isobutene copolymer derivatives of the general formula I in which the POL is based hydrophobic n-functional radical by copolymerization of isobutene with at least one vinylaromatic comonomer, optionally with Mit- using a di- or trifunctional initiator (Inifers), is mono-, di- or trifunctional and has a number average molecular weight (M n ) of 500 to 15,000, especially 1000 to 10,000.
  • M n number average molecular weight
  • the low molecular weight polar group A is selected from
  • Polyamino groups wherein at least one nitrogen atom has basic properties, or terminated by carbamate groups;
  • Phenol, alkylphenol or (hydroxyalkyl) phenol moieties
  • Mono- or polyamino-containing isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I are generally based on highly reactive polyisobutene having predominantly terminal vinylidene double bonds, in particular those having a number average molecular weight M n of from 300 to 5,000 may also contain proportions of internal double bonds.
  • Polyisobuteneamines based on highly reactive polyisobutene, which may contain up to 20% by weight of n-butene units, are, for example, according to EP-A 244 616 by hydroformylation and reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines, such as dimethylaminopropylamine, ethylenediamine, Diethylenetriamine, triethylenetetramine or tetraethylenepentamine available.
  • polyisobutene with a proportion of internal double bonds (usually in the ⁇ and ⁇ position) is used in the preparation of the isobutene homo- or copolymer derivatives I
  • the preparation route is also possible by chlorination and subsequent amination or by oxidation the double bond with air or ozone to the carbonyl or carboxyl compound and subsequent amination under reductive (hydrogenating) conditions.
  • amines such as.
  • ammonia, monoamines or polyamines, such as dimethylaminopropylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine or tetraethylenepentamine, are used.
  • monoamine groups (a) containing isobutene homo- or -copolymer derivatives I are the compounds obtainable from polyisobutene epoxides by reaction with amines and subsequent dehydration and reduction of the amino alcohols, as described in particular in DE-A-196 20 262 ,
  • monoamino groups (a) containing isobutene homo- or -copolymer derivatives I are the compounds obtainable from the reaction of highly reactive polyisobutene with one or more aromatic or heteroaromatic amines.
  • the highly reactive polyisobutene can be used, for example, with aniline, N-
  • Methylaniline, ⁇ , ⁇ -dimethylaniline, o-, m- or p-toluidine or o-, m- or p-aminopyridine are converted to the corresponding at the aromatic or heteroaromatic nucleus polyisobutyl-substituted compound.
  • the aromatic amines used may also be substituted several times, in particular twice, at the nucleus, in particular by alkyl groups such as, for example, C 1 - to C 4 -alkyl groups; Typical substitution patterns for such substituents on the aromatic nucleus are the 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- or 3,5-position.
  • Typical compounds formed here are, for example, 4-polyisobutylaniline, 4-polyisobutyl-N-methylaniline, 4-polyisobutyl-N, N-dimethylaniline, 4-polyisobutyl-3-methylaniline or 5-polyisobutyl-2-aminopyridine.
  • these reaction products are mixtures of pure nitropolyisobutenes (eg, ⁇ , ⁇ -dinitropolyisobutene) and mixed hydroxynitropolyisobutenes (eg, ⁇ -nitro- ⁇ -hydroxy polyisobutene).
  • Isobutene homo- or copolymer derivatives I containing carboxyl groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts (d) are generally polyisobutenes into which one or more carboxyl groups have been introduced, for example by reaction with maleic anhydride, after which the carboxyl groups are wholly or partly to the alkali metal or alkaline earth metal salts and a remaining radical of the carboxyl groups are reacted with alcohols or amines.
  • Isobutene homo- or copolymer derivatives I containing sulfonic acid groups or their alkali metal or alkaline earth metal salts (e) are generally polyisobutenes in which a or several sulfonic acid groups have been introduced, after which the sulfonic acid groups are completely or partially converted to the alkali metal or alkaline earth metal salts and a remaining group of the carboxyl groups with alcohols or amines.
  • Analogous alkali metal or alkaline earth metal salts of sulfosuccinic acid alkyl esters are described in EP-A-639 632.
  • Isobutene homo- or copolymer derivatives I containing polyoxy-C 2 -C 4 -alkylene groups (f) are preferably polyethers or polyetheramines obtained by reacting hydroxyl- or amino-containing polyisobutenes with 1 to 30 mol of ethylene oxide and / or propylene oxide and / or butylene oxide per hydroxyl group or amino group and - in the case of polyetheramines - by subsequent reductive amination with ammonia, monoamines or polyamines are available.
  • Carboxylic acid ester groups (g) containing isobutene homo- or copolymer derivatives I are preferably esters of mono-, di- or tricarboxylic acids with hydroxyl exighal- term polyisobutenes.
  • Analogous reaction products of long-chain alkanols or polyols with mono-, di- or tricarboxylic acids are described in DE-A-38 38 918.
  • mono-, di- or tricarboxylic acids it is possible to use aliphatic or aromatic acids.
  • Typical representatives of such esters are corresponding adipates, phthalates, isophthalates, terephthalates and trimellitates.
  • the polyisobutene used can be reacted with 1 equivalent (“monomaleination”), with 2 equivalents of maleic anhydride (“bismaleination”) or with 1 ⁇ n ⁇ 2 equivalents of maleic anhydride, eg. B. with 1, 05 to 1, 3 equivalents of maleic anhydride are reacted.
  • alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol or polyethers which are obtained by alkoxylation of the mentioned low-molecular alkanols with C 2 to C 4 4 -alkylene oxides have been prepared.
  • the groups having hydroxyl, optionally quaternized amino, amido and / or imido groups are, for example, carboxylic acid groups, acid amides of monoamines, acid amides of di- or polyamines which, in addition to the amide function, are still free Amine groups, succinic acid derivatives having an acid and an amide function, carboximides with monoamines, carboxylic imides with di- or polyamines which in addition to the imide function still have free amine groups, or diimides formed by the reaction of di- or polyamines with two succinic acid derivatives.
  • Such compounds are described as fuel additives in US-A-4,849,572.
  • succinic anhydride derived groups having quaternized amino groups containing isobutene homo- or copolymer derivatives I are in particular quaternized nitrogen compounds to be understood by addition of a compound containing at least one reactive with an anhydride oxygen or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group containing polyisobutenyl succinic anhydride and subsequent quaternization, in particular with an epoxide, in particular in the absence of free acid, are obtainable, as described in EP patent application Az. 10 168 622.8.
  • Suitable compounds having at least one anhydride-reactive oxygen or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group are in particular polyamines having at least one primary or secondary amino group and at least one tertiary amino group.
  • a quaternized nitrogen compound is, for example, the reaction product of polyisobutenylsuccinic anhydride obtained at 40 ° C., in which the polyisobutenyl radical typically has an M n of 1000, with 3- (dimethylamino) propylamine, which is a polyisobutenylsuccinic acid hemiamide and which is subsequently reacted with styrene oxide in the absence of free acid is quaternized at 70 ° C.
  • Mannich reaction of substituted phenols with aldehydes and mono- or polyamines generated groupings (j) containing isobutene homo- or -co polymer derivatives I are preferably reaction products of polyisobutyl-substituted phenols with phenolated aldehydes such as formaldehyde, which, for example, in oligomeric or polymeric form, e.g. B. as paraformaldehyde, used, and with monoamines, z.
  • phenolated aldehydes such as formaldehyde
  • formaldehyde which, for example, in oligomeric or polymeric form, e.g. B. as paraformaldehyde, used, and with monoamines, z.
  • polyisobutyl-substituted phenols may also contain portions of internal double bonds in addition to the terminal vinylidene double bonds.
  • Isobutene homo- or copolymer derivatives I containing phenol, alkylphenol or (hydroxyalkyl) phenol groupings (k) are, in particular, the precursors of the polyisobutene Mannich bases in group (j) which are obtained by reacting highly reactive polyisobutene with one or more corresponding phenols, optionally with subsequent reaction with an aldehyde, are formed.
  • the highly reactive polyisobutene can be reacted, for example, with unsubstituted phenol, o-, m- or p-cresol, xylenol, hydroquinone, pyrocatechol or resorcinol.
  • polyisobutyl-substituted phenol may, for example, further with an aldehyde such as formaldehyde or paraformaldehyde to a polyisobutyl-substituted hydroxyalkyl kylphenol, in particular a polyisobutyl-substituted hydroxymethylphenol, z. B. to 1-hydroxymethyl-4-polyisobutylphenol be converted.
  • aldehyde such as formaldehyde or paraformaldehyde
  • Hydroxymethyl groups (I) containing Isobutenhomo- or copolymer derivatives I are in particular the intermediates in the hydroformylation of highly reactive polyisobutene according to EP-A 244 616 in the presence of carbon monoxide and hydrogen by means of a suitable hydroformylation catalyst such as a rhodium or cobalt catalyst at temperatures of 80 to 200 ° C and CO / h pressures of up to 600 bar.
  • a suitable hydroformylation catalyst such as a rhodium or cobalt catalyst at temperatures of 80 to 200 ° C and CO / h pressures of up to 600 bar.
  • a hydroxymethylpolyisobutene produced in this way can be obtained as a product mixture together with a polyisobutene containing an aldehyde group.
  • the groupings listed under (i) to (ix) in the group (m), which may be present in the isobutene homo- or copolymer derivatives I, and their production are within the scope of subsequent reactions of isobutene polymer epoxides, for example in WO 2007 / 025700 and are reproduced below:
  • the epoxide can z. B. be hydrolyzed with water to 1, 2-diols or reacted with thiols or primary or secondary amines to give, inter alia, glycol thioethers and amines.
  • an isobutene polymer having on average at least 0.7, preferably at least 0.9, epoxy groups per molecule By reacting an isobutene polymer having on average at least 0.7, preferably at least 0.9, epoxy groups per molecule, with polyols or in particular polythiols such as trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) or pentaerythritol tetrakis- (3-mercaptopropionate) , or polyamines such as diethylenetriamine, one obtains networks which are advantageous due to their elastic and damping properties.
  • polyols or in particular polythiols such as trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) or pentaerythritol tetrakis- (3-mercaptopropionate)
  • polyamines such as diethylenetriamine
  • the epoxide is converted to the aldehyde, which is carried out, for example, by catalysis using aluminosilicates, eg. As zeolites, acidic alumina, Lewis acids such as aluminum or zinc salts, for. As zinc bromide, or protic acids such as sulfuric acid, can take place.
  • aluminosilicates eg. As zeolites, acidic alumina, Lewis acids such as aluminum or zinc salts, for.
  • As zinc bromide, or protic acids such as sulfuric acid
  • the aldehyde is itself a versatile starting material for valuable products. Conversion of polyisobutenyl epoxides to aldehydes is known e.g. in WO 90/10022 and US 6,303,703 or Organikum, 20th ed. 1999, Wiley-VCH, p. 615.
  • Suitable primary amines are e.g. Diethylenetriamine, di (methylethylene) triamine, triethylenetetamine, tri (methylene) tetramine, tri (ethylenethrene) tetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, alkyl- substituted o-, m- and p-phenylenediamine, dimethylaminomethylamine, dimethylaminoethylamine, dimethylaminopropylamine, dimethylaminobutylamine, dimethylaminoheptylamine, diethylaminomethylamine, diethylaminopropylamine
  • hydroxylamine is used which is obtained by neutralizing a hydroxylammonium salt.
  • the hydroxylamine reacts with the aldehyde to oxime.
  • the oxime is then reduced to the amine by catalytic hydrogenation.
  • the hydrogenation takes place at a suitable temperature and pressure in the presence of a hydrogenation catalyst.
  • Suitable catalysts are, for. Raney nickel, nickel on kieselguhr, copper chromite, platinum on carbon, palladium on carbon and the like.
  • the implementation is z. As described in US 6,303,703.
  • the aldehyde is converted into an azomethine cation in a Leuckart reaction.
  • Various reagents are suitable for carrying out the Leuckart reaction; ammonium formate is preferred.
  • the azomethine cation can then be converted to an amine by hydrolysis.
  • the hydrolysis may suitably be carried out with dilute hydrochloric acid at a moderately elevated temperature. Preference is given to using a phase transfer catalyst such as tricaprylylmethylammonium nitrate. The reaction is described, for example, in US Pat. No. 6,303,703.
  • the epoxide can be further reacted by reaction with a borane and subsequent oxidative cleavage of the borate ester formed to a 1, 3-diol, for example, to 2-polyisobutenyl-1, 3-propanediol.
  • Suitable boranes are z. B. diborane (B2H6) and alkyl and arylboranes. The skilled worker is aware that such boranes can also be prepared in situ from a borohydride and an acid, usually BF 3 etherate.
  • the reaction with the borane is suitably carried out in a borane-coordinating solvent.
  • Examples include open-chain ethers such as dialkyl, diaryl or alkylaryl ethers, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran or 1, 4-dioxane, but also solvents such as toluene, cyclohexane and methylene chloride are suitable.
  • the oxidative cleavage to a 1, 3-diol can, for example, by means of hydrogen peroxide in the presence of a base with heating to z. B. 50 to 75 ° C take place.
  • Suitable solvents for this are ethers or mixtures of ethers and hydrocarbons.
  • borane sources are especially borane (BH 3 ) itself, which usually occurs in the form of its dimer (B2H6).
  • the borane is generated in situ by reacting suitable precursors, especially alkali metal or alkaline earth metal salts of the BHU anion with boron trihalides. Typically, sodium borohydride and boron trifluoride etherate are used.
  • a preferred hydroborating agent for the terminal vinylidene double bonds of the polyisobutene is the reaction product of a borane source, e.g. B. in situ from alkali metal or alkaline earth metal salts of the BHU anion with boron trihalides borane, with 0.5 to 1, 8 equivalents per mole of borane of an alkene of a molecular weight of less than 250, z.
  • a borane source e.g. B. in situ from alkali metal or alkaline earth metal salts of the BHU anion with boron trihalides borane, with 0.5 to 1, 8 equivalents per mole of borane of an alkene of a molecular weight of less than 250, z.
  • a borane source e.g. B. in situ from alkali metal or alkaline earth metal salts of the BHU anion with boron trihalides borane, with 0.5 to 1, 8 equivalents per mole of borane of
  • the subsequent oxidation of the primary hydroboration product is typically carried out with alkaline hydrogen peroxide to give an alcohol which is preferably formally corresponds to the anti-Markovnikov hydration product of the unsaturated isobutene polymer.
  • the polyisobutylboranes obtained as the primary hydroboration product may also be subjected to oxidative reaction with bromine in the presence of hydroxide ions to give the bromide.
  • Groups resulting from hydrosilylation reactions (o), which may be contained in the isobutene homo- or copolymer derivatives I, and their production are described in more detail, for example, in WO 2003/074577.
  • a highly reactive polyisobutene can be subjected to a reaction with a silane in the presence of a silylation catalyst to give a polyisobutene which is at least partially functionalized with silyl groups.
  • Silylated isobutene polymers in turn represent valuable starting materials for subsequent reactions to new products, for example for moisture-curing sealants and for formulations in which glass adhesion plays a role.
  • Suitable hydrosilylation catalysts are in particular transition metal catalysts wherein the transition metal is selected from Pt, Pd, Rh, Ru and Ir, e.g. Finely divided platinum, platinum chloride, hexachloroplatinic acid, tetramethyldivinyldisiloxane-platinum complexes, RhCl [P (C 6 H 5 ) 3] 3, RhCl 3 , RuCl 3 or IrCl 3 .
  • Suitable hydrosilylation catalysts are furthermore Lewis acids, such as aluminum trichloride or titanium tetrachloride, and also peroxides.
  • Suitable silanes are z.
  • halogenated silanes such as trichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethylchlorosilane and trimethylsiloxydichlorosilane, alkoxysilanes such as trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, phenyldimethoxysilane, 1, 3,3,5,5,7,7-heptamethyl-1, 1-dimethoxytetrasiloxane and acyloxysilanes.
  • the reaction temperature in the hydrosilylation is preferably in the range of 0 to 140 ° C, especially at 40 to 120 ° C.
  • the reaction is usually carried out at atmospheric pressure, but can also be carried out at elevated pressures, eg. B. at 1, 5 to 20 bar, or reduced pressures, for. B. b egg 200 to 600 mbar done.
  • the reaction can be carried out without solvent or in the presence of a suitable inert solvent such as toluene, tetrahydrofuran or chloroform.
  • the process according to the invention for preparing isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I in which A is a low molecular weight polar group which contains an amino function is carried out by reacting isobutene or a monomer containing isobutene. mixed in the presence
  • At least one Lewis acid which is suitable as a polymerization catalyst or a complex of at least one Lewis acid and at least one donor which acts as a polymerization catalyst and in the presence of at least one initiator, where at least one initiator is an organic sulfonic acid of the general formula Z- SO3H in which the variable Z denotes a C 1 - to C 20 -alkyl radical, C 1 - to C 20 -haloalkyl radical, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radical, C 2 - to C 20 -aryl radical or a C 7 - to C 20 -arylalkyl radical, polymerizes resulting highly reactive Isobutenhomo- or copolymer with a suitable catalyst in the presence of carbon monoxide and hydrogen hydroformylated and then aminiert in the presence of at least n equivalents of ammonia or a mono- or polyamine reductively.
  • the hydroformylation and the reductive amination of highly reactive polyisobutene are described, for example, in EP-A 244 616.
  • the hydroformylation in the presence of carbon monoxide and hydrogen is usually carried out by means of a suitable hydroformylation catalyst such as a rhodium or cobalt catalyst at temperatures of 80 to 200 ° C and CO / H2 pressures of up to 600 bar.
  • a suitable hydroformylation catalyst such as a rhodium or cobalt catalyst at temperatures of 80 to 200 ° C and CO / H2 pressures of up to 600 bar.
  • the subsequent reductive amination of the oxo product obtained is generally carried out at temperatures of 80 to 200 ° C. and hydrogen pressures of up to 600 bar, in particular 80 to 300 bar.
  • the process according to the invention for preparing isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I in which A is a low molecular weight polar group which contains an amino function is carried out in such a way that isobutene or an isobutene-containing mono - Merengemisch in the presence
  • the process according to the invention for preparing isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I in which A is a low molecular weight polar group which contains a carboxylic acid derivative function, in particular a carboxylic imide function is carried out in such a way that isobutene is used or an isobutene-containing monomer mixture in the presence of (A) as a polymerization catalyst effective iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or a Aluminiumalkylhalogenid-donor complex which donor as an organic compound having at least one ether function or a carboxylic acid ester function, in particular with concomitant use of an initiator, or
  • the process according to the invention for preparing isobutene homo- or copolymer derivatives of the general formula I in which A is a low molecular weight polar group which contains an amino function is carried out in such a way that isobutene or a monomer mixture comprising isobutene in present (A) an iron halide donor complex which acts as a polymerization catalyst, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex which contains as donor an organic compound having at least one ether function or one carboxylic ester function holds, in particular with concomitant use of an initiator, or at least one suitable as a polymerization catalyst Lewis acid or effective as a polymerization catalyst complex of at least one Lewis acid and at least one donor and in the presence of at least one initiator, wherein at least one initiator is an organic sulfone acid of the general formula Z-SO3H, in which the variable Z is a C 1 - to C 20 -alkyl radical, C 1
  • R 10 , R 11 and R 12 independently of one another are hydrogen, C 2 -C 20 -alkyl, C 5 -C 6 -cycloalkyl, CQ-C 2 0 -Al-1, C 7 - to C 20 -alkylaryl or phenyl, where an aromatic nucleus is still one or more C 1 to C 4 alkyl or C 4 to C 4 alkoxy radicals or groupings of the general formula III
  • R 10 , R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10 , R 11 or R 12 phenyl, which is one or more C 4 to C 4 alkyl or C to C 4 alkoxy or carry one or two moieties of the general formula III as a substituent can,
  • Y is an isobutylene or an isobutenylene bridge unit
  • A is a low molecular weight polar group which has one or more amino functions and / or nitro groups and / or a hydroxyl groups and / or a carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions, in particular succinic anhydride or succinic acid derivative functions, and / or sulfonic acid or sulfonic acid derivative functions and / or aldehyde functions and / or silyl groups
  • y is a number from 1 to 350, in particular from 9 to 100, especially from 12 to 50, wherein in telechelic isobutene homopolymer derivatives II the two or three variables y in the molecule may be the same or different
  • z is the number 0 or preferably the number 1.
  • the isobutene homo- and copolymer derivatives prepared according to the invention are suitable, for example, as fuel and lubricant additives.
  • the isobutene homo- or copolymer derivatives prepared according to the invention are prepared from isobutene polymers having a high content of terminal vinylidene double bonds, which is usually significantly higher than 90 mol%, and can thus be produced in high yields. Furthermore, the appearance and the consistency of these derivatives, for example their color, are improved. Furthermore, the physical properties of these derivatives, in particular the viscosity behavior at low temperatures, and the solubilities, in particular in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives are also improved.
  • the catalyst system used for the production of the isobutene polymers in the precursor is sufficiently active, durable, easy to handle and not susceptible to interference, in particular it is free of fluorine, thus undesirable due to residual fluorine content-related corrosion on metallic materials and steel grades is avoided.

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Abstract

Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten mit einem Rest eines hy-drophoben Polyisobutenpolymeren mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht von 110 bis 250.000 und niedermolekularen polaren Gruppen, welche jeweils Aminofunktionen, Nitrogruppen, Hydro- xylgruppen, Mercaptangruppen, Carbonsäure- oder -Car-onäurederivatfunktionen, Sulfonsäure- oder Sulfonsäurederivatfunktionen, Aldehydfunktionen und/oder Silylgruppen enthalten, wobei man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Komplexes, eines Aluminiumtrihalo- genid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester- Funktion enthält, oder eines organische Sulfonsäuren enthaltenden Lewis-Säure-Kom-plexes mit oder ohne Donoren polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenpolymer mit einer die niedermolekulare polare Gruppe oder eine Teilstruktur hiervon einführenden Verbindung umsetzt und im Falle der Umsetzung mit einer Teilstruktur die Bildung der niedermolekularen polaren Gruppe durch Folgereaktionen vervollständigt.

Description

Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung neue Isobutenhomopolymer-Derivate.
Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate wie Polyisobutenamine oder Polyisobutenyl- succinanhydride werden häufig aus sogenannten hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren gewonnen. Unter hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren versteht man im Unterschied zu den sogenannten niedrigreaktiven Polymeren solche Polyisobutene, die einen hohen Gehalt an terminal angeordneten ethylenischen Doppelbindungen (α-Doppelbindungen) enthalten, und zwar in der Praxis von 80 Mol-% oder mehr, bezogen auf die einzelnen Kettenenden der Polyisobuten-Makromoleküle. Unter Vinylidengruppen werden normalerweise solche Doppelbindungen verstanden, deren Lage im Polyisobuten-Makromolek ine Formel
o ymer beschrieben wird, d.h. die Doppelbindung befindet sich in der Polymerkette in einer α-Stellung. "Polymer" steht für den um eine Isobuteneinheit verkürzten Polyisobuten- rest. Die Vinylidengruppen zeigen die höchste Reaktivität, beispielsweise bei der thermischen Addition an sterisch anspruchsvolle Reaktionspartner wie Maleinsäureanhydrid, wohingegen eine weiter im Inneren der Makromoleküle liegende Doppelbindung in den meisten Fällen keine oder geringere Reaktivität bei Funktionalisierungsreaktio- nen zeigt.
Derartige hochreaktive Polyisobutene werden unter anderem als Zwischenprodukte zur Herstellung von Additiven für Schmier- und Kraftstoffe verwendet, zum Beispiel werden sie gemäß der Lehre der DE-A 27 02 604 mit Maleinsäureanhydrid zu Polyisobutenyl- succinanhydriden umgesetzt. Die nach dem Verfahren der DE-A 27 02 604 durch kationische Polymerisation von Isobuten in flüssiger Phase in Gegenwart von Bortrifluorid als Katalysator erhältlichen hochreaktiven Polyisobutene haben jedoch einige Nachteile, beispielsweise weisen sie eine relativ hohe Polydispersität auf. Die Polydispersität ist ein Maß für die Molekulargewichtsverteilung der erhaltenen Polymerketten und entspricht dem Quotient aus gewichtsmittlerem Molekulargewicht Mw und zahlenmittlerem Molekulargewicht Mn (PDI = Mw/Mn).
Polyisobutene mit einem ähnlich hohen Anteil an endständigen Doppelbindungen, je- doch mit einer engeren Molekulargewichtsverteilung sind beispielsweise nach dem Verfahren der EP-A 145 235, US 5 408 018 sowie WO 99/64482 erhältlich, wobei die Polymerisation in Gegenwart eines desaktivierten Katalysators, zum Beispiel eines Komplexes von Bortrifluorid mit Alkoholen und/oder Ethern, erfolgt.
Hochreaktive Polyisobutene sind auch durch lebende kationische Polymerisation von Isobuten und anschließender Dehydrohalogenierung des erhaltenen Polymerisationsprodukts erhältlich, beispielsweise gemäß dem Verfahren aus der US 5 340 881 . Ein solches Verfahren ist jedoch aufwendig, da die mit der lebenden kationischen Polymerisation eingeführte Halogenendgruppe in einem separaten Schritt abgespalten werden muß, um die Doppelbindung zu generieren.
Es ist weiterhin seit langem bekannt, dass auch die Lewis-Säure Aluminiumtrichlorid als Polymerisationskatalysator für Isobuten verwendet werden kann, beispielsweise aus High Polymers, Band XXIV (Teil 2), S. 713-733 (Herausgeber: Edward C. Leonard), Verlag J. Wiley & Sons, New York, 1971.
In der noch nicht offengelegten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10157068.7 wird ein Verfahren zur Herstellung von hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren durch Polymerisation in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhaloge- nid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion sowie gegebenenfalls eine organische Hydroxyverbindung, eine organischen Halogenverbindung oder Wasser als Initiator enthält, offenbart. Weitere Umsetzungen mit den so hergestellten hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren werden dort nicht beschrieben.
Aus der CN 101955558 A ist bekannt, dass sich Eisen(lll)-chlorid als Coinitiator bei der kationischen Isobuten-Polymerisation zur Herstellung hochreaktiver Polyisobutene und deren Copolymeren eignet. Als Initiatoren werden Wasser, Phenole, Protonensäuren wie Schwefelsäure, tertiäre Alkohole, tertiäre Chloride, tertiäre Carbonsäureester sowie Carbonsäuren selbst empfohlen. Als Komplexierungsmittel für die die Polymerisation initiierenden Systeme werden insbesondere Alkylether genannt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Derivatisierungsmethoden von hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren, beispielsweise zur Darstellung von Polyisobu- tenylsuccinanhydriden gemäß der Lehre der DE-A 27 02 604, weisen jedoch eine Reihe von Mängeln auf. So ist der Gehalt an endständigen Vinyliden-Doppelbindungen in der Vorstufe immer noch zu niedrig. Die Ausbeuten bei der Umsetzung zu den Derivaten sind verbesserungsbedürftig. Das Aussehen und die Konsistenz der Derivate, insbesondere die Unterdrückung von Verfärbung, beispielsweise hervorgerufen durch unerwünschte Verkokungsreaktionen bei thermischer Belastung während der Derivati- sierung, sind noch nicht optimal. Weiterhin sind die physikalischen Eigenschaften der Derivate, insbesondere das Viskositätsverhalten bei tiefen Temperaturen, wie sie beispielsweise beim praktischen Einsatz in Schmierölen auftreten können, sowie die Lös- lichkeiten, insbesondere in polaren Medien, die Temperaturstabiliät und die Lagerstabilität der Derivate noch verbesserungsbedürftig. Die aus dem Stand der Technik bekannten Derivatisierungsverfahren von Isobutenpolymeren, welche von mittels fluorhal- tigen Polymerisationskatalysatoren hergestellten Isobutenpolymeren ausgehen, haben den Nachteil, dass sie aufgrund des Restfluorgehaltes Korrosion auf zahlreichen metallischen Materialien und Stahlsorten auslösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ausgehend von hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Isobuten- homo- oder -copolymer-Derivaten bereitzustellen, welches die Mängel des Standes der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere sollen die Isobutenhomo- oder -copolymer- Derivate aus Isobutenpolymeren mit einem hohen Gehalt an terminalen Vinyliden- Doppelbindungen, insbesondere wenigstens 50 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 70 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 80 Mol-%, vor- zugsweise wenigstens 85 Mol-%, besonders bevorzugt wenigstens 90 Mol-%, und in akzeptablen Ausbeuten hergestellt werden können. Weiterhin sollen Aussehen und die Konsistenz der Derivate, beispielsweise deren Farbe, verbessert werden. Weiterhin sollen die physikalischen Eigenschaften der Derivate, insbesondere das Viskositätsverhalten bei tiefen Temperaturen, sowie die Löslichkeiten, insbesondere in polaren Medien, die Temperaturstabiliät und die Lagerstabilität der Derivate verbessert werden. Ein verwendetes Katalysatorsystem für die Erzeugung der Isobutenpolymeren in der Vorstufe soll dabei ausreichend aktiv, langlebig, unproblematisch in der Handhabung und störungsunanfällig sein, insbesondere soll es frei von Fluor sein, um unerwünschte aufgrund von Restfluorgehalt bedingte Korrosion auf metallischen Materialien und Stahlsorten zu vermeiden.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I POL(-A)n (I) in der
POL den n-funktionellen Rest eines hydrophoben Polyisobutenhomo- oder -copolyme- ren mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 1 10 bis 250.000 bezeichnet, welcher Struktureinheiten aus mono-, di- oder trifunktionellen Initiatoren eingebaut enthalten kann,
A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche jeweils eine oder mehrere Aminofunk- tionen und/oder Nitrogruppen und/oder Hydroxylgruppen und/oder Mercaptangruppen und/oder Carbonsäure- oder -Carbonsäurederivatfunktionen, insbesondere Bernsteinsäureanhydrid- oder Bernsteinsäurederivatfunktionen, und/oder Sulfonsäure- oder Sul- fonsäurederivatfunktionen und/oder Aldehydfunktionen und/oder Silylgruppen enthält, bedeutet und die Variable n für die Zahl 1 , 2 oder 3 steht, wobei bei n = 2 und n = 3 die Variablen A gleich oder verschieden sein können, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Kom- plexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumal- kylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, oder (B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfon- säure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen C1- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis
C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer, welches einen Gehalt von wenigstens 50 Mol-% an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen pro Polyisobuten-Kettenende aufweist, mit mindestens n Äquivalenten einer die niedermolekulare polare Gruppe A oder eine Teilstruktur der niedermolekularen polaren Gruppe A einführenden Verbindung umsetzt und im Falle der Umsetzung mit einer Teilstruktur die Bildung der niedermolekularen polaren Gruppe A durch Folgereaktionen vervollständigt.
Die genannte hierbei erfindungswesentliche Polymerisationsmethode für Isobuten oder Isobuten enthaltende Monomerengemische gemäß Ausführungsform (A) ist im wesentlichen in der oben zitierten noch nicht offengelegten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10157068.7 beschrieben und wird nachfolgend wiedergegeben.
Unter Isobutenhomopolymeren versteht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Polymere, die bezogen auf das Polymer zu wenigstens 98 Mol-%, vorzugsweise zu wenigstens 99 Mol-% aus Isobuten aufgebaut sind. Dementsprechend versteht man unter Isobutencopolymeren solche Polymere, die mehr als 2 Mol-% Monomere einpo- lymerisiert enthalten, die von Isobuten verschieden sind, beispielsweise lineare Butene.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelten für generisch definierte Reste folgende Definitionen: Ein C bis Ce-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethyl- propyl, 1 -Ethylpropyl, n-Hexyl, 1 ,1 -Dimethylpropyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methyl-pentyl, 4-Methylpentyl, 1 ,1 -Dimethylbutyl, 1 ,2-Dimethylbutyl,
1 .3- Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1 ,1 ,2-Trimethylpropyl, 1 ,2,2-Trimethylpropyl, 1 -Ethyl-1 -methylpropyl, 1 - Ethyl-2-methyl-propyl, n-Heptyl, n-Octyl und dessen Konstitutionsisomere wie 2-Ethyl- hexyl. Derartige d- bis Ce-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, beispielsweise Chlor, und/oder nicht- protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogrup- pen oder Nitrogruppen enthalten. Ein C bis C2o-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind die oben genannten d- bis Ce-Alkylreste und darüber hinaus n-Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, 2-Propylheptyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tri- decyl, iso-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl. Derartige C bis C2o-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, beispielsweise Chlor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten.
Ein C5- bis Ce-Cycloalkylrest ist ein gesättigter cyclischer Rest, der Alkylseitenketten enthalten kann. Beispiele hierfür sind Cyclopentyl, 2- oder 3-Methylcyclopentyl, 2,3-,
2.4- oder 2,5-Dimethylcyclopentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- oder 4-Methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylcyclohexyl, Cylcoheptyl, 2-, 3- oder 4- Methylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Methylcyclooctyl. Derartige C5- bis Ce- Cycloalkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stick- Stoff oder Halogenatome, beispielsweise Chlor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten.
Ein CQ- bis C2o-Arylrest bzw. ein CQ- bis Ci2-Arylrest steht vorzugsweise für gegebenen- falls substituiertes Phenyl, gegebenenfalls substituiertes Naphthyl, gegebenenfalls substituiertes Anthracenyl oder gegebenenfalls substituiertes Phenanthrenyl. Derartige Arylreste können 1 bis 5 nicht-protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder C bis Ce-Fluoralkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro, Cyano oder Phenyl. Beispiele für solche Arylreste sind Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Tolyl, Nitrophenyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Pentafluorphenyl, Pentachlorphenyl, (Trifluormethyl)phenyl, Bis(tri-fluormethyl)phenyl, (Trichlor)methyl- phenyl und Bis(trichlormethyl)phenyl. Ein C7- bis C2o-Arylalkylrest bzw. ein C7- bis Ci2-Arylalkylrest steht vorzugsweise für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylphenyl wie Benzyl, o-, m- oder p-Methyl- benzyl, 1 - oder 2-Phenylethyl, 1 -, 2- oder 3-Phenylpropyl oder 1 -, 2-, 3- oder 4-Phenyl- butyl, für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylnaphthyl wie Naphthylmethyl, für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylanthracenyl wie Anthracenylmethyl oder für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylphenanthrenyl wie Phenanthrenyl- methyl. Derartige Arylalkylreste können 1 bis 5 nicht-protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen, insbesondere am Aryl-Teil, tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder d- bis Ce-Fluor- alkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro oder Phenyl.
Als Eisenhalogenid in den entsprechenden Komplexen mit Donoren eignen sich beispielsweise Eisen(ll)-fluorid, Eisen(lll)-fluorid, Eisen(ll)-chlorid, Eisen(lll)-chlorid, Ei- sen(ll)-bromid und Eisen(lll)-bromid sowie Mischungen hieraus. Bevorzugt werden Eisenchloride, also Eisen(ll)-chlorid und Eisen(lll)-chlorid sowie Mischungen aus Ei- sen(ll)-chlorid und Eisen(lll)-chlorid, insbesondere jedoch Eisen(lll)-chlorid alleine. Es können auch Eisenhalogenide, inbesondere Eisenchloride, verwendet werden, die aus Eisen enthaltenden Metalllegierungen erzeugt wurden, also neben Eisenhalogeniden, insbesondere Eisenchloriden, auch andere Metallhalogenide enthalten, wobei die Eisenhalogenide, insbesondere Eisenchloride, vorzugsweise die Hauptbestandteile solcher Mischungen darstellen.
Als Aluminiumtrihalogenid eignet sich insbesondere Aluminiumtrifluorid, Aluminium- trichlorid oder Aluminiumtribromid. Als Aluminiumalkylhalogenid kommt insbesondere ein Mono(Ci- bis C4-alkyl)aluminiumdihalogenid oder ein Di(Ci- bis C4-alkyl)aluminium- monohalogenid in Betracht, zum Beispiel Methylaluminiumdichlorid, Ethylaluminium- dichlorid, Dimethylaluminiumchlond oder Diethylaluminiumchlond. In einer bevorzugten Ausführungsform polymerisiert man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monome- rengemisch in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Alumini- umtrichlorid-Donor-Komplexes.
Weist der als Polymerisationskatalysator wirksame Eisenhalogenid-Donor-Komplex, Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion auf, sind unter Verbindungen mit mindestens einer Ether-Funktion auch Acetale und Halbaceta- le zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere einen Eisenchlorid- Donor-Komplex oder einen Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, ein, welcher als Donor einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2 enthält, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce- Alkyl-reste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis C12- Aryl-reste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen.
Die genannten Dihydrocarbylether können offenkettig oder cyclisch sein, wobei sich bei den cyclischen die beiden Variablen R1 und R2 zu einem Ring schließen, wobei solche Ringe auch zwei oder drei Ethersauerstoffatom enthalten können. Beispiele für derartige offenkettige und cyclische Dihydrocarbylether sind Dimethylether, Diethylether, Di- n-propylether, Diisopropylether, Di-n-butylether, Di-sec.-butylether, Diisobutyl-ether, Di- n-pentylether, Di-n-hexylether, Di-n-heptylether, Di-n-octylether, Di-(2-ethylhexyl)ether, Methyl-n-butylether, Methyl-sec.-butylether, Methyl-isobutylether, Methyl-tert.-butyl- ether, Ethyl-n-butylether, Ethyl-sec.-butylether, Ethyl-isobutylether, n-Propyl-n-butyl- ether, n-Propyl-sec.-butylether, n-Propyl-isobutylether, n-Propyl-tert.-butylether, Iso- propyl-n-butylether, Isopropyl-sec.-butylether, Isopropyl-isobutylether, Isopropyl-tert- butylether, Methyl-n-hexylether, Methyl-n-octylether, Methyl-(2-ethylhexyl)ether, Ethyl- n-hexylether, Ethyl-n-octylether, Ethyl-(2-ethylhexyl)ether, n-Butyl-n-octylether, n-Butyl- (2-ethylhexyl)ether, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Dioxan, Di- cylcohexylether, Diphenylether, Ditolylether, Dixylylether und Dibenzylether. Von den genannten Dihydrocarbylethern haben sich Di-n-butylether und Diphenylether als Donoren für die Eisenhalogenid-Donor-Komplexe, die Aluminiumtrihalogenid-Donor- Komplexe bzw. die Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexe, insbesondere die Ei- senchlorid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexe, als besonders vorteilhaft herausgestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man alternativ einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor- Komplex oder einen Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere einen Eisenchlorid-Donor-Komplex oder einen Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, ein, wel- eher als Donor einen Carbonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4 enthält, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander C bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen.
Beispiele für die genannten Carbonsäurehydrocarbylester sind Ameisensäure-methyl- ester, Ameisensäure-ethylester, Ameisensäure-n-propylester, Ameisensäure-isopropyl- ester, Ameisensäure-n-butylester, Ameisensäure-sec.-butylester, Ameisensäure-isobu- tylester, Ameisensäure-tert.-butylester, Essigsäure-methylester, Essigsäure-ethylester, Essigsäure-n-propylester, Essigsäure-isopropylester, Essigsäure-n-butylester, Essig- säure-sec.-butylester, Essigsäure-isobutylester, Essigsäure-tert.-butylester, Propion- säure-methylester, Propionsäure-ethylester, Propionsäure-n-propylester, Propionsäu- re-isopropylester, Propionsäure-n-butylester, Propionsäure-sec.-butylester, Propion- säure-isobutylester, Propionsäure-tert.-butylester, Buttersäure-methylester, Buttersäu- re-ethylester, Buttersäure-n-propylester, Buttersäure-isopropylester, Buttersäure-n- butylester, Buttersäure-sec.-butylester, Buttersäure-isobutylester, Buttersäure-tert- butylester, Cyclohexancarbonsäure-methylester, Cyclohexancarbonsäure-ethylester, Cyclohexancarbonsäure-n-propylester, Cyclohexancarbonsäure-isopropylester, Cyclo- hexancarbonsäure-n-butylester, Cyclohexancarbonsäure-sec.-butylester, Cyclohexan- carbonsäure-isobutylester, Cyclohexancarbonsäure-tert.-butylester, Benzoesäure- methylester, Benzoesäure-ethylester, Benzoesäure-n-propylester, Benzoesäure-iso- propylester, Benzoesäure-n-butylester, Benzoesäure-sec.-butylester, Benzoesäure- isobutylester, Benzoesäure-tert.-butylester, Phenylessigsäure-methylester, Phenyles- sigsäure-ethylester, Phenylessigsäure-n-propylester, Phenylessigsäure-isopropylester, Phenylessigsäure-n-butylester, Phenylessigsäure-sec.-butylester, Phenylessigsäure- isobutylester und Phenylessigsäure-tert.-butylester. Von den genannten Carbonsäure- hydrocarbylestern hat sich Essigsäureethylester als Donor für die Eisenhalogenid-Do- nor-Komplexe, die Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumalkylha- logenid-Donor-Komplexe, insbesondere die Eisenchlorid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexe, als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Weiterhin haben sich diejenigen Dihydrocarbylether und Carbonsäurehydrocarbylester als Donoren für die Eisenhalogenid-Donor-Komplexe,die Aluminiumtrihalogenid-Donor- Komplexe bzw. die Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexe, insbesondere die Eisenchlorid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexe, als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei denen die Donor-Verbindung eine Gesamt-Kohlen- stoffzahl von 3 bis 16, vorzugsweise von 4 bis 16, insbesondere von 4 bis 12, vor allem von 4 bis 8, aufweist. Bei den Dihydrocarbylethern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 6 bis 14, insbesondere 8 bis 12 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Bei den Car- bonsäurehydrocarbylestern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 3 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Das Molverhältnis der genannten Donor-Verbindungen zum Eisenhalogenid, zum Alu- miniumtrihalogenid bzw. zum Aluminiumalkylhalogenid, insbesondere zum Eisenchlorid bzw. zum Aluminiumtrichlorid, im Donor-Komplex bewegt sich in der Regel im Bereich von 0,3 : 1 bis 1 ,5 : 1 , insbesondere von 0,5 : 1 bis 1 ,2 : 1 , vor allem 0,7 : 1 bis 1 ,1 : 1 ; es beträgt in den meisten Fällen 1 :1. Es kann jedoch auch mit einem stärkerem Über- Schluß der Donor-Verbindungen, oftmals bis zum einem 10-fachen, insbesondere 3- fachen molaren Überschuß, gearbeitet werden; die überschüssige Menge an Donor- Verbindungen wirkt dann zusätzlich als Lösungs- oder Verdünnungsmittel.
Üblicherweise wird der Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Aluminiumtrihalogenid- Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, vor der Polymerisation separat aus dem Eisenhalogenid, dem Aluminiumtrihalogenid bzw. dem Aluminiumalkylhalogenid, insbesondere aus wasserfreiem Eisenchlorid bzw. Alumini- umtrichlorid, und der Donor-Verbindung hergestellt und dann - meist gelöst in einem inerten Lösungsmittel wie einem halogenierten Kohlenwasserstoff, beispielsweise Dichlormethan - dem Polymerisationsmedium zugesetzt. Der Komplex kann aber auch in situ vor her Polymerisation hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation unter Mitverwendung eines mono- oder polyfunktionellen, insbesondere mono-, di- oder trifunktionellen Initiators durchführt, welcher ausgewählt ist unter organischen Hydroxyverbindungen, organischen Halogenverbindungen, Protonensäuren und Wasser. Es können auch Mischungen der genannten Initiatoren eingesetzt werden, beispielsweise Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen, Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und Wasser, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen und Wasser oder Mischungen aus einer oder mehreren Protonensäuren und Wasser. Der Initiator kann mono-, di- oder polyfunktionell sein, d.h. im Initiatormolekül können jeweils eine, zwei oder mehrere Hydroxylgruppen bzw. Halogenatome vorliegen, an denen die Polymerisationsreaktion startet. Im Falle von di- oder polyfunktionellen Initiatoren erhält man üblicherweise telechele Isobutenpolymere mit zwei oder mehreren, insbesondere zwei oder drei Polyisobuten-Ketten- enden.
Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit nur einer Hydroxylgruppe im Molekül sind insbesondere Alkohole und Phenole zu nennen, vor allem solche der allgemeinen Formel R5-OH, in der R5 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R5 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carbo- xylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen.
Typische Beispiele für derartige organische Monohydroxyverbindungen sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, n- Pentanol, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, Cyclohexanol, Phenol, p- Methoxyphenol, o-, m- und p-Kresol, Benzylalkohol, p-Methoxybenzylalkohol, 1 - und 2- Phenylethanol, 1 - und 2-(p-Methoxyphenyl)ethanol, 1 -, 2- und 3-Phenyl-1 -propanol, 1 -, 2- und 3-(p-Methoxyphenyl)-1 -propanol, 1 - und 2-Phenyl-2-propanol, 1 - und 2-(p-Meth- oxyphenyl)-2-propanol, 1 -, 2-, 3- und 4-Phenyl-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxy- phenyl)-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-Phenyl-2-butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxyphe- nyl)-2-butanol, 9-Methyl-9H-fluoren-9-ol, 1 ,1 -Diphenylethanol, 1 ,1 -Diphenyl-2-propyn-1 - ol, 1 ,1 -Diphenylpropanol, 4-(1 -Hydroxy-1 -phenylethyl)benzonitril, Cyclopropyldiphenyl- methanol, 1 -Hydroxy-1 ,1 -diphenylpropan-2-on, Benzilsäure, 9-Phenyl-9-fluorenol, Tri- phenylmethanol, Diphenyl(4-pyridinyl)methanol, alpha, alpha-Diphenyl-2-pyridinmetha- nol, 4-Methoxytritylalkohol (insbesondere polymergebunden als Festphase), alpha- tert.-Butyl-4-chlor-4'-methylbenzhydrol, Cylcohexyldiphenylmethanol, alpha-(p-Tolyl)- benzhydrol, 1 ,1 ,2-Triphenylethanol, alpha, alpha-Diphenyl-2-pyridinethanol, alpha, al- pha-4-Pyridylbenzohydrol-N-oxid, 2-Fluortriphenylmethanol, Triphenylpropargylalko- hol, 4-[(Diphenyl)hydroxymethyl]benzonitril, 1 -(2,6-Dimethoxyphenyl)-2-methyl-1 -phe- nyl-1 -propanol, 1 ,1 ,2-Triphenylpropan-1 -ol und p-Anisaldehydcarbinol. Als bifunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit zwei Hydroxylgruppen im Molekül sind insbesondere zweiwertige Alkohole oder Diole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 2 bis 30, insbesondere von 3 bis 24, vor allem von 4 bis 20, und Bisphenole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 6 bis 30, insbesondere von 8 bis 24, vor allem von 10 bis 20, zu nennen, zum Beispiel Ethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propylenglykol, 1 ,4-Butylenglykol, 1 ,6-Hexylenglykol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 - hydroxy-1 -methylethyl)benzol (o-, m- oder p-Dicumylalkohol), Bisphenol A, 9,10-Di- hydro-9,10-dimethyl-9,10-anthracendiol, 1 ,1 -Diphenylbutan-1 ,4-diol, 2-Hydroxytri- phenylcarbinol und 9-[2-(Hydroxymethyl)phenyl]-9-fluorenol. Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit einem Halogenatom im Molekül sind vor allem Verbindungen der allgemeinen Formel R6-Hal zu nennen, in der Hai ein Halogenatom, ausgewählt aus Fluor, Jod und insbesondere Chlor und Brom, bedeutet und R6 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkyl- reste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R6 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carbo- xylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen. Typische Beispiele für derartige organische Monohalogenverbindungen sind Methylchlorid, Methylbromid, Ethylchlorid, Ethylbromid, 1-Chlorpropan, 1 -Brompropan, 2- Chlorpropan, 2-Brompropan, 1 -Chlorbutan, 1 -Brombutan, sec.-Butylchlorid, sec.-Butyl- bromid, Isobutylchlorid, Isobutylbromid, tert.-Butylchlorid, tert.-Butylbromid, 1 -Chlorpen- tan, 1 -Brompentan, 1 -Chlorhexan, 1 -Bromhexan, 1 -Chlorheptan, 1 -Bromheptan, 1 - Chloroctan, 1 -Bromoctan, 1 -Chlor-2-ethylhexan, 1-Brom-2-ethylhexan, Cyclohexylchlo- rid, Cyclohexylbromid, Benzylchlorid, Benzylbromid, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 1 -Phenyl- 1 -bromethan, 1 -Phenyl-2-chlorethan, 1 -Phenyl-2-bromethan, 1 -Phenyl-1 -chlorpropan,
1 - Phenyl-1 -brompropan, 1 -Phenyl-2-chlorpropan, 1 -Phenyl-2-brompropan, 2-Phenyl-2- chlorpropan, 2-Phenyl-2-brompropan, 1 -Phenyl-3-chlorpropan, 1 -Phenyl-3-brompro- pan, 1 -Phenyl-1 -chlorbutan, 1 -Phenyl-1 -brombutan, 1 -Phenyl-2-chlorbutan, 1 -Phenyl-
2- brombutan, 1 -Phenyl-3-chlorbutan, 1 -Phenyl-3-brombutan, 1 -Phenyl-4-chlorbutan, 1 - Phenyl-4-brombutan, 2-Phenyl-1 -chlorbutan, 2-Phenyl-1 -brombutan, 2-Phenyl-2-chlor- butan, 2-Phenyl-2-brombutan, 2-Phenyl-3-chlorbutan, 2-Phenyl-3-brombutan, 2-Phe- nyl-4-chlorbutan und 2-Phenyl-4-brombutan.
Als difunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit zwei Ha- logenatomen im Molekül sind beispielsweise 1 ,3-Bis-(1 -brom-1 -methylethyl)benzol, 1 ,3-Bis-(2-chlor-2-propyl)benzol (1 ,3-Dicumylchlorid) und 1 ,4-Bis-(2-chlor-2-propyl)- benzol (1 ,4-Dicumylchlorid) zu nennen.
Besonders bevorzugt ist der Initiator ausgewählt unter organischen Hydroxyverbindun- gen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom ("Alkohole") oder an einen aromatischen Ring ("Phenole") gebunden sind, organischen Halogenverbindungen, bei denen eine oder mehrere Halogenatome an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, Protonensäuren und Wasser. Hiervon wird insbesondere ein Initiator bevorzugt, der unter organischen Hydroxyverbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, ausgewählt ist.
Besonders bevorzugt werden bei den organischen Halogenverbindungen als Initiatoren weiterhin solche, bei denen das eine oder die mehreren Halogenatome jeweils an ein sekundäres oder insbesondere an ein tertiäres sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind.
Bevorzugt werden vor allem Initiatoren, die an solch einem sp3-hydrisiertem Kohlenstoffatom neben der Hydroxylgruppe die Reste R10, R11 und R12 tragen, welche unab- hängig voneinander Wasserstoff, d- bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce-Cycloalkyl, CQ- bis C20- Aryl, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C bis C4-Alkyl-, C bis C4-Alkoxy-, C bis C4- Hydroxy-alkyl- oder C bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Phenyl, welches noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C bis C4-Alkyl-, C bis C4-Alkoxy-, C bis C4- Hydroxyalkyl- oder C bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnet. Als Protonensäuren kommen beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Brom wasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Cyanwasserstoffsäure sowie Mischungen hieraus in Betracht. Als Protonensäuren können aber auch protonierte Ether eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt werden für die vorliegende Erfindung Initiatoren, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenyl- ethanol, 1 -(p-Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 2- Phenyl-2-chlorpropan (Cumylchlorid), tert.-Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis-(1 - hydroxy-1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind. Hiervon werden insbesondere Initiatoren bevorzugt, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p-Methoxyphenyl)-ethanol, n- Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n-Butanol, Isobutanol, sec.-Buta- nol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis-(1 -hydroxy-1 -methyl- ethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind.
Das Molverhältnis der genannten Initiatoren zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten beträgt, bezogen auf jede einzelne funktionelle Stelle des Initiators, gemäß Ausführungsform (A) in der Regel 0,0005 : 1 bis 0,1 : 1 , insbesondere 0,001 : 1 bis 0,075 : 1 , vor allem 0,0025 : 1 bis 0,05 : 1 . Bei Verwendung von Wasser als alleinigem Initiator oder in Kombination mit organischen Hydroxyverbindungen und/oder organischen Halogenverbindungen als weiteren Initiatoren beträgt das Molverhältnis von Wasser zum eingesetzten Isobuten- Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten insbesondere 0,0001 : 1 bis 0,1 : 1 , vor allem 0,0002 : 1 bis 0,05 : 1 .
Ein Teil der als organische Hydroxy- bzw. Halogenverbindungen zugegebenen Initiator-Moleküle wird bei Ausführungsform (A) in die Polymerketten eingebaut. Der Anteil ( ff) an Polymerketten, die durch ein solches eingebautes organisches Initiator-Molekül gestartet werden, kann bis zu 100 % betragen, in der Regel liegt er bei 5 bis 90 %. Die übrigen Polymerketten entstehen entweder durch aus Feuchtigkeitsspuren stammendem Wasser als Initiator-Molekül oder durch Kettenübertragungsreaktionen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, insbesondere von 0,05 bis 5,0 mmol, vor allem von 0,1 bis 1 ,0 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durch. Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung kann ein aliphatisches, cycloalipha- tisches oder aromatisches Amin der allgemeinen Formel R7-NR8R9 oder auch Ammoniak eingesetzt werden, in der die Variablen R7, R8 und R9 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, stehen. Steht keine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein tertiäres Amin vor. Steht eine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein sekundäres Amin vor. Stehen zwei dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein primäres Amin vor. Stehen alle dieser Variablen für Wasserstoff, liegt Ammoniak vor.
Typische Beispiele für solche Amine der allgemeinen Formel R7-NR8R9 sind Methyl- amin, Ethylamin, n-Propylamin, iso-Propylamin, n-Butylamin, tert.-Butylamin, sec- Butylamin, iso-Butylamin, tert.-Amylamin, n-Hexylamin, n-Heptylamin, n-Octylamin, 2- Ethylhexylamin, Cyclopentylamin, Cyclohexylamin, Anilin, Dimethylamin, Diethylamin, Di-n-propylamin, Di-iso-propylamin, Di-n-butylamin, Di-tert.-butylamin, Di-sec.-butyl- amin, Di-iso-butylamin, Di-tert.-amylamin, Di-n-hexylamin, Di-n-heptylamin, Di-n-octyl- amin, Di-(2-ethylhexyl)amin, Dicyclopentylamin, Dicyclohexylamin, Diphenylamin, Tri- methylamin, Triethylamin, Tri-n-propylamin, Tri-iso-propylamin, Tri-n-butylamin, Tri- tert.-butylamin, Tri-sec.-butyl-amin, Tri-iso-butylamin, Tri-tert.-amylamin, Tri-n-hexyl- amin, Tri-n-heptylamin, Tri-n-octyl-amin, Tri-(2-ethylhexyl)amin, Tricyclopentylamin, Tricyclohexylamin, Triphenylamin, Dimethylethylamin, Methyl-n-butylamin, N-Methyl-N- phenylamin, N,N-Dimethyl-N-phenylamin, N-Methyl-N, N-diphenylamin oder N-Methyl- N-ethyl-N-n-butylamin.
Weiterhin kann als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung auch eine Verbindung mit mehreren, insbesondere mit zwei oder drei Stickstoffatomen und mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, wobei diese Stickstoffatome jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Substituenten tragen. Beispiele für solche Polyamine sind 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,3-Pro- pylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin, Diethylentriamin, N-Methyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N- Dimethyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1 ,2-ethylendiamin oder N,N-Dimethyl-1 ,3- propylendiamin.
Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung eignet sich hierbei jedoch insbesondere ein gesättigter, teilungesättigter oder ungesättigter stickstoffhaltiger Fünfringoder Sechsring-Heterocyclus, der ein, zwei oder drei Ringstickstoffatome enthält und ein oder zwei weitere Ringheteroatome aus der Gruppe Sauerstoff und Schwefel und/oder Hydrocarbylreste, insbesondere d- bis C4-Alkylreste und/oder Phenyl, und/oder funktionelle Gruppen oder Heteroatome als Substituenten, insbesondere Fluor, Chlor, Brom, Nitro und/oder Cyano, aufweisen kann, beispielweise Pyrrolidin, Pyr- rol, Imidazol, 1 ,2,3- oder 1 ,2,4-Triazol, Oxazol, Thiazol, Piperidin, Pyrazan, Pyrazol, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, 1 ,2,3-, 1 ,2,4- oder 1 ,2,5-Triazin, 1 ,2,5-Oxathiazin, 2H- 1 ,3,5-Thiadiazin oder Morpholin.
In ganz besonderem Maße eignet sich als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung jedoch Pyridin oder ein Derivat des Pyridins (insbesondere ein mono-, di- oder tri- d- bis C4-alkylsubstituertes Pyridin) wie 2-, 3-, oder 4-Methylpyridin (Picoline), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylpyridin (Lutidine), 2,4,6-Trimethylpyridin (Collidin), 2-, 3,- oder 4-tert.-Butylpyridin, 2-tert.-Butyl-6-methylpyridin, 2,4-, 2,5-, 2,6- oder 3,5-Di-tert.-butylpyridin oder auch 2-, 3,- oder 4-Phenylpyridin. Man kann ein einzelne stickstoffhaltige basische Verbindung oder Mischungen solcher stickstoffhaltiger basischer Verbindungen einsetzen. Die für die vorliegende Erfindung genannte erfindungswesentliche Polymerisationsmethode für Isobuten oder Isobuten enthaltende Monomerengemische gemäß Ausführungsform (B) wird nachfolgend wiedergegeben.
Unter Isobutenhomopolymeren versteht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Polymere, die bezogen auf das Polymer zu wenigstens 98 Mol-%, vorzugsweise zu wenigstens 99 Mol-% aus Isobuten aufgebaut sind. Dementsprechend versteht man unter Isobutencopolymeren solche Polymere, die mehr als 2 Mol-% Monomere einpo- lymerisiert enthalten, die von Isobuten verschieden sind, beispielsweise lineare Butene. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelten für generisch definierte Reste folgende Definitionen:
Ein C bis Ce-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethyl- propyl, 1 -Ethylpropyl, n-Hexyl, 1 ,1 -Dimethylpropyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methyl-pentyl, 4-Methylpentyl, 1 ,1 -Dimethylbutyl, 1 ,2-Dimethylbutyl, 1 ,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1 ,1 ,2-Trimethylpropyl, 1 ,2,2-Trimethylpropyl, 1 -Ethyl-1 -methylpropyl, 1 - Ethyl-2-methyl-propyl, n-Heptyl, n-Octyl und dessen Konstitutionsisomere wie 2-Ethyl- hexyl. Derartige d- bis Ce-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, z. B. Chlor oder Fluor, und/oder nicht- protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogrup- pen oder Nitrogruppen enthalten.
Ein C bis C2o-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind die oben genannten d- bis Ce-Alkylreste und darüber hinaus n-Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, 2-Propylheptyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tri- decyl, iso-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl. Derartige C bis C2o-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, z. B. Chlor oder Fluor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten. Ein C bis C2o-Halogenalkylrest bzw. ein d- bis Ce-Halogenalkylrest ist ein Rest mit den für d- bis C2o-Alkylreste bzw. d- bis Ce-Alkylreste oben genanntem Grundgerüsten, in dem jedoch in größerem Umfang die Wasserstoffatome durch Halogenatome, inbesondere durch Fluor- und/oder Chloratome ersetzt sind. Vorzugsweise sind alle oder nahezu alle Wasserstoffatome durch Halogenatome, inbesondere durch Fluor- und/oder Chloratome, ersetzt. Typische Beispiele für solche Reste sind d- bis C4- Alkylreste, bei denen mindestens 60%, insbesondere mindestens 75%, vor allem mindestens 90% der Anzahl der Wasserstoffatome durch Fluor- und/oder Chloratome er- setzt sind, beispielsweise Dichlormethyl, Trichlormethyl, Difluormethyl, Trifluormethyl, Chlordifluormethyl, Fluordichlormethyl, Pentachlorethyl oder Pentafluorethyl.
Ein C5- bis Ce-Cycloalkylrest ist ein gesättigter cyclischer Rest, der Alkylseitenketten enthalten kann. Beispiele hierfür sind Cyclopentyl, 2- oder 3-Methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- oder 2,5-Dimethylcyclopentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- oder 4-Methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylcyclohexyl, Cylcoheptyl, 2-, 3- oder 4- Methylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Methylcyclooctyl. Derartige C5- bis Ce- Cycloalkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, z. B. Chlor oder Fluor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten.
Ein CQ- bis C2o-Arylrest bzw. ein CQ- bis Ci2-Arylrest steht vorzugsweise für gegebenenfalls substituiertes Phenyl, gegebenenfalls substituiertes Naphthyl, gegebenenfalls substituiertes Anthracenyl oder gegebenenfalls substituiertes Phenanthrenyl. Derartige Arylreste können 1 bis 5 nicht-protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder C bis Ce-Fluoralkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro, Cyano oder Phenyl. Beispiele für solche Arylreste sind Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Anthrace- nyl, Phenanthrenyl, Tolyl, Nitrophenyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Pentafluorphenyl, Pentachlorphenyl, (Trifluormethyl)phenyl, Bis(tri-fluormethyl)phenyl, (Trichlor)methyl- phenyl und Bis(trichlormethyl)phenyl.
Ein C7- bis C2o-Arylalkylrest bzw. ein C7- bis Ci2-Arylalkylrest steht vorzugsweise für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylphenyl wie Benzyl, o-, m- oder p-Methyl- benzyl, 1 - oder 2-Phenylethyl, 1 -, 2- oder 3-Phenylpropyl oder 1 -, 2-, 3- oder 4-Phenyl- butyl, für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylnaphthyl wie Naphthylmethyl, für gegebenenfalls substituiertes Cr bis C4-Alkylanthracenyl wie Anthracenylmethyl oder für gegebenenfalls substituiertes Cr bis C4-Alkylphenanthrenyl wie Phenanthrenyl- methyl. Derartige Arylalkylreste können 1 bis 5 nicht-protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen, insbesondere am Aryl-Teil, tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder d- bis Ce-Fluoralkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro oder Phenyl. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von hochreaktiven Isobutenhomooder -copolymeren läuft in aller Regel - bedingt durch die Verwendung des als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und ge- gebenenfalls mindestens einem Donor und der beschriebenen Initiatoren - nach einem kationischen Reaktionsmechanismus ab.
Das erfindungswesentliche Merkmal ist der Einsatz einer organischen Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H als mindestens ein Initiator im erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren. Selbstverständlich können auch Mischungen verschiedener Sul- fonsäuren Z-SO3H eingesetzt werden. Neben diesen Sulfonsäure-Initiatoren können weitere Initiator-Moleküle aus anderen chemischen Substanzklassen mitverwendet werden.
Die Variable Z steht vorzugsweise für einen C bis Ce-Alkylrest, C bis Ce-Halogen- alkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis Ci2-Arylrest oder einen C7- bis Ci2-Arylalkyl- rest. Besonders bevorzugt steht Z für einen einen C bis C4-Alkylrest, einen C bis C4- Halogenalkylrest, einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest, z. B. einen Tolylrest oder einen Xylylrest, oder einen gegebenenfalls substituierten C bis C4-Alkylphenyl- rest, z. B. einen Benzylrest.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure ausgewählt aus Me- thansulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure und Toluolsul- fonsäure oder Mischungen hieraus ein.
Als Lewis-Säure eignen sich als Polymerisationskatalysator bzw. im als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex im Prinzip alle per definitionem als Lewis-Säuren ausgewiesene anorganischen Moleküle, insbesondere jedoch Halogenverbindungen von Metallen und Halbmetallen des Periodensystems der Elemente, deren Valenzen vollständig durch Halogenatome abgesättigt sind oder die neben den Halogensubsti- tuenten noch ein oder mehrere organische Kohlenstoffreste - insbesondere Cr bis C4- Alkylreste - tragen. Als Halogensubstituenten in diesen Elementhalogeniden und Ele- mentalkylhalogeniden kommen hierbei Jod, Brom und insbesondere Fluor und vor allem Chlor in Betracht. Es können natürlich auch Mischungen solcher Elementhalogenide oder solcher Elementalkylhalogenide jeweils untereinander und auch miteinander eingesetzt werden. Verwendet man beispielsweise die Halogenide oder Alkylhalogenide des Aluminiums als solche Lewis-Säuren, können typischerweise folgende Spezies zum Einsatz kommen: Aluminiumtrifluorid, Aluminiumtrichlorid, Aluminiumtribromid; als Aluminiumalkyl- halogenide Mono(Ci- bis C4-alkyl)aluminiumdihalogenide oder Di(Ci- bis C4-alkyl)alu- miniummonohalogenid wie Methylaluminiumdichlorid, Ethylaluminiumdichlorid, Dime- thylaluminiumchlorid oder Diethylaluminiumchlorid.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Lewis-Säure für den Polymerisationskatalysator bzw. als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den binären Chlor- und Fluorverbindungen der Elemente der 1. bis 8. Nebengruppe und der 3. bis 5. Hauptgruppe des Periodensystems ein, wobei die binären Chlorverbindungen gegenüber den binären Fluorverbindungen dieser Elemente bevorzugt sein können.
Typische derartige binäre Chlorverbindungen sind ScCI3, YCI3, YbCI3, TiCI3, TiCI4, ZrCI4, HfCI4, VCI3, VCU, NbCI3, NbCI5, TaCI5, CrCI2, CrCI3, MoCI3, M0CI5, WCI5, WCI6, MnCI2, ReCI3, ReCI5, FeCI2, FeCI3, RuCI3, OsCI3, C0CI2, CoCI3, RhCI3, lrCI3, NiCI2, PdCI2, PtCI2, CuCI, CuCI2, AgCI, AuCI, ZnCI2, CdCI2, HgCI, HgCI2, BCI3, AICI3, GaCI3, Inda, TIC , SiCI4, GeCI4, SnCI2, SnCI3, SnCI4, PbCI2, PbCI4, PCI3, PCI5, AsCI3, SbCI3, SbC und BiCI3. Besonders bevorzugt werden hiervon BCI3, AICI3, TiCI4, FeCI2, FeCI3 und ZnCI2.
Typische derartige binäre Fluorverbindungen sind ScF3, YF3, YbF3, TiF3, TiF4, ZrF4, HfF , VF3, VF4, NbF3, NbF5, TaF5, CrF2, CrF3, MoF3, M0F5, WF5, WF6, MnF2, ReF3, ReF5, FeF2, FeF3, RuF3, OsF3, CoF2, CoF3, RhF3, lrF3, NiF2, PdF2, PtF2, CuF, CuF2, AgF, AuF, ZnF2, CdF2, HgF, HgF2, BF3, AIF3, GaF3, lnF3, TIF3, SiF4, GeF4, SnF2, SnF3, SnF4, PbF2, PbF4, PF3, PF5, AsF3, SbF3, SbF5 und BiF3. Besonders bevorzugt werden hiervon BF3, AIF3, TiF4, FeF2, FeF3 und ZnF2. Auch Mischungen von binären Chlor- und Fluorverbindungen können eingesetzt werden.
Oftmals können auch binäre Bromverbindungen als derartige Lewis-Säuren eingesetzt werden, solche Bromverbindungen sind beispielsweise: TiBr3, TiBr4, ZrBr4, VBr3, VBr4, CrBr2, CrBr3, MoBr3, MoBr5, WBr5, WBr6, MnBr2, FeBr2, FeBr3, CoBr2, CoBr3, NiBr2, PdBr2, PtBr2, CuBr, CuBr2, AgBr, AuBr, ZnBr2, CdBr2, HgBr, HgBr2, BBr3, AIBr3, SiBr4, SnBr2, SnBr3, SnBr4, PbBr2, PbBr4, PBr3, PBr5, AsBr3, SbBr3, SbBr5 und BiBr3.
Ganz besonders bevorzugt setzt man die bevorzugten Sulfonsäure-Initiatoren Methan- sulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure und Toluolsulfon- säure zusammen mit den bevorzugten Lewis-Säuren bzw. Lewis-Säure-Komplexen mit BCI3, AICI3, TiCI4, FeCI2, FeCI3, ZnCI2, BF3, AIF3, TiF4, FeF2, FeF3 und/oder ZnF2 ein, vor allem Methansulfonsäure zusammen mit AICI3, BF3 oder FeCI3, insbesondere wenn Lewis-Säure-Komplexe verwendet werden, die die unten als bevorzugt aufgeführten Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2 und/oder Carbonsäurehydrocarby- lester der allgemeinen Formel R3-COOR4 als Donoren enthalten.
Vorzugsweise setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren einen als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex einsetzt, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält. Es können natürlich auch Mischungen aus unterschiedlichen organischen Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion und/oder aus unterschiedlichen organischen Verbindung mit mindestens einer Carbonsäureester-Funktion eingesetzt werden. Weist der als Polymerisationskatalysator wirksame Komplex als Donor eine orga- nische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion auf, sind unter Verbindungen mit mindestens einer Ether-Funktion auch Acetale und Halbacetale zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man einen als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor ein, bei dem die als Donor fungierende organische Verbindung einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen, oder einen Carbonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3- COOR4 darstellt, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander C bis C20- Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbeson- dere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen.
Die genannten Dihydrocarbylether können offenkettig oder cyclisch sein, wobei sich bei den cyclischen die beiden Variablen R1 und R2 zu einem Ring schließen, wobei solche Ringe auch zwei oder drei Ethersauerstoffatom enthalten können. Beispiele für derarti- ge offenkettige und cyclische Dihydrocarbylether sind Dimethylether, Diethylether, Di- n-propylether, Diisopropylether, Di-n-butylether, Di-sec.-butylether, Diisobutyl-ether, Di- n-pentylether, Di-n-hexylether, Di-n-heptylether, Di-n-octylether, Di-(2-ethylhexyl)ether, Methyl-n-butylether, Methyl-sec.-butylether, Methyl-isobutylether, Methyl-tert.-butyl- ether, Ethyl-n-butylether, Ethyl-sec.-butylether, Ethyl-isobutylether, n-Propyl-n-butyl- ether, n-Propyl-sec.-butylether, n-Propyl-isobutylether, n-Propyl-tert.-butylether, Iso- propyl-n-butylether, Isopropyl-sec.-butylether, Isopropyl-isobutylether, Isopropyl-tert- butylether, Methyl-n-hexylether, Methyl-n-octylether, Methyl-(2-ethylhexyl)ether, Ethyl- n-hexylether, Ethyl-n-octylether, Ethyl-(2-ethylhexyl)ether, n-Butyl-n-octylether, n-Butyl- (2-ethylhexyl)ether, Tetrahydrofuran, Tetra hydropy ran, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4-Dioxan, Di- cylcohexylether, Diphenylether, Ditolylether, Dixylylether und Dibenzylether. Von den genannten Dihydrocarbylethern haben sich hierbei Di-n-butylether und Diphenylether als Donoren, insbesondere in Kombination mit den Lewis-Säure BCI3, AICI3, TiCU, FeC , FeC und ZnC , als besonders vorteilhaft herausgestellt. Beispiele für die genannten Carbonsäurehydrocarbylester sind Ameisensäure-methyl- ester, Ameisensäure-ethylester, Ameisensäure-n-propylester, Ameisensäure-isopropyl- ester, Ameisensäure-n-butylester, Ameisensäure-sec.-butylester, Ameisensäure-isobu- tylester, Ameisensäure-tert.-butylester, Essigsäure-methylester, Essigsäure-ethylester, Essigsäure-n-propylester, Essigsäure-isopropylester, Essigsäure-n-butylester, Essig- säure-sec.-butylester, Essigsäure-isobutylester, Essigsäure-tert.-butylester, Propion- säure-methylester, Propionsäure-ethylester, Propionsäure-n-propylester, Propionsäu- re-isopropylester, Propionsäure-n-butylester, Propionsäure-sec.-butylester, Propion- säure-isobutylester, Propionsäure-tert.-butylester, Buttersäure-methylester, Buttersäu- re-ethylester, Buttersäure-n-propylester, Buttersäure-isopropylester, Buttersäure-n- butylester, Buttersäure-sec.-butylester, Buttersäure-isobutylester, Buttersäure-tert- butylester, Cyclohexancarbonsäure-methylester, Cyclohexancarbonsäure-ethylester, Cyclohexancarbonsäure-n-propylester, Cyclohexancarbonsäure-isopropylester, Cyclo- hexancarbonsäure-n-butylester, Cyclohexancarbonsäure-sec.-butylester, Cyclohexan- carbonsäure-isobutylester, Cyclohexancarbonsäure-tert.-butylester, Benzoesäure- methylester, Benzoesäure-ethylester, Benzoesäure-n-propylester, Benzoesäure-iso- propylester, Benzoesäure-n-butylester, Benzoesäure-sec.-butylester, Benzoesäure- isobutylester, Benzoesäure-tert.-butylester, Phenylessigsäure-methylester, Phenyles- sigsäure-ethylester, Phenylessigsäure-n-propylester, Phenylessigsäure-isopropylester, Phenylessigsäure-n-butylester, Phenylessigsäure-sec.-butylester, Phenylessigsäure- isobutylester und Phenylessigsäure-tert.-butylester. Von den genannten Carbonsäure- hydrocarbylestern hat sich hierbei Essigsäureethylester als Donor, insbesondere in Kombination mit den Lewis-Säuren BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb und ZnCb, als be- sonders vorteilhaft herausgestellt.
Weiterhin haben sich solche Dihydrocarbylether und Carbonsäurehydrocarbylester als Donoren, insbesondere in Kombination mit den Lewis-Säuren BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb und ZnCb, als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei denen die Donor-Verbin- dung eine Gesamt-Kohlenstoffzahl von 3 bis 16, vorzugsweise von 4 bis 16, insbesondere von 4 bis 12, vor allem von 4 bis 8, aufweist. Bei den Dihydrocarbylethern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 6 bis 14, insbesondere 8 bis 12 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Bei den Carbonsäurehydrocarbylestern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 3 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt.
Das Molverhältnis der genannten Donor-Verbindungen zum zu den Lewis-Säuren, also speziell zu den genannten Elementhalogeniden und Elementalkylhalogeniden, insbesondere zu den Lewis-Säuren BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb und ZnCb, im als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex bewegt sich in der Regel im Bereich von 0,3 : 1 bis 1 ,5 : 1 , insbesondere von 0,5 : 1 bis 1 ,2 : 1 , vor allem 0,7 : 1 bis 1 ,1 : 1 ; es beträgt in den meisten Fällen 1 :1 . Es kann jedoch auch mit einem stärkerem Überschluß der Donor-Ver-bindungen, oftmals bis zum einem 10-fachen, insbesondere 3- fachen molaren Überschuß, gearbeitet werden; die überschüssige Menge an Donor- Verbindungen wirkt dann zusätzlich als Lösungs- oder Verdünnungsmittel.
Üblicherweise wird der als Polymerisationskatalysator wirksame Komplex vor der Polymerisation separat aus der oder den genannten Lewis-Säuren, welche in der Regel in wasserfreier Form eingesetzt werden, und der oder den Donor-Verbindungen hergestellt und dann - meist gelöst in einem inerten Lösungsmittel wie einem halogenierten Kohlenwasserstoff, beispielsweise Dichlormethan - dem Polymerisationsmedium zugesetzt. Der Komplex kann aber auch in situ vor her Polymerisation hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation unter Mitverwendung mindestens eines weiteren Initiators durch, welcher mono- oder polyfunktionell, insbesondere mono-, di- oder trifunktionell, und unter organischen Hydroxyverbindungen, organischen Halogenverbindungen, Protonensäuren und Wasser ausgewählt ist. Es können auch Mischungen solcher weiteren Initiatoren eingesetzt werden, beispielsweise Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen, Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und Wasser, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen und Wasser oder Mischungen aus einer oder mehrerer Protonensäuren und Wasser. Der Initiator kann mono-, di- oder polyfunktionell sein, d.h. im Initiatormolekül können jeweils eine, zwei oder mehrere Hydroxylgruppen bzw. Halogenatome vorliegen, an denen die Polymerisationsreaktion startet. Im Falle von di- oder polyfunktionellen Initiatoren erhält man üblicherweise tele- chele Isobutenpolymere mit zwei oder mehreren, insbesondere zwei oder drei Polyiso- buten-Kettenenden.
Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit nur einer Hydroxylgruppe im Molekül sind insbesondere Alkohole und Phenole zu nennen, vor allem solche der allgemeinen Formel R5-OH, in der R5 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R5 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carbo- xylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen.
Typische Beispiele für derartige organische Monohydroxyverbindungen sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, n- Pentanol, n-Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, Cyclohexanol, Phenol, p- Methoxyphenol, o-, m- und p-Kresol, Benzylalkohol, p-Methoxybenzylalkohol, 1 - und 2- Phenylethanol, 1 - und 2-(p-Methoxyphenyl)ethanol, 1 -, 2- und 3-Phenyl-1 -propanol, 1 -, 2- und 3-(p-Methoxyphenyl)-1 -propanol, 1 - und 2-Phenyl-2-propanol, 1 - und 2-(p-Meth- oxyphenyl)-2-propanol, 1 -, 2-, 3- und 4-Phenyl-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxy- phenyl)-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-Phenyl-2-butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxyphe- nyl)-2-butanol, 9-Methyl-9H-fluoren-9-ol, 1 ,1 -Diphenylethanol, 1 ,1 -Diphenyl-2-propyn-1 - ol, 1 ,1 -Diphenylpropanol, 4-(1 -Hydroxy-1 -phenylethyl)benzonitril, Cyclopropyldiphenyl- methanol, 1 -Hydroxy-1 ,1 -diphenylpropan-2-on, Benzilsäure, 9-Phenyl-9-fluorenol, Tri- phenylmethanol, Diphenyl(4-pyridinyl)methanol, alpha, alpha-Diphenyl-2-pyridinmetha- nol, 4-Methoxytritylalkohol (insbesondere polymergebunden als Festphase), alpha- tert.-Butyl-4-chlor-4'-methylbenzhydrol, Cylcohexyldiphenylmethanol, alpha-(p-Tolyl)- benzhydrol, 1 ,1 ,2-Triphenylethanol, alpha, alpha-Diphenyl-2-pyridinethanol, alpha, al- pha-4-Pyridylbenzohydrol-N-oxid, 2-Fluortriphenylmethanol, Triphenylpropargylalko- hol, 4-[(Diphenyl)hydroxymethyl]benzonitril, 1 -(2,6-Dimethoxyphenyl)-2-methyl-1 -phe- nyl-1 -propanol, 1 ,1 ,2-Triphenylpropan-1 -ol und p-Anisaldehydcarbinol. Als bifunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit zwei Hydroxylgruppen im Molekül sind insbesondere zweiwertige Alkohole oder Diole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 2 bis 30, insbesondere von 3 bis 24, vor allem von 4 bis 20, und Bisphenole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 6 bis 30, insbesondere von 8 bis 24, vor allem von 10 bis 20, zu nennen, zum Beispiel Ethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propylenglykol, 1 ,4-Butylenglykol, 1 ,6-Hexylenglykol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 - hydroxy-1 -methylethyl)benzol (o-, m- oder p-Dicumylalkohol), Bisphenol A, 9,10-Di- hydro-9,10-dimethyl-9,10-anthracendiol, 1 ,1 -Diphenylbutan-1 ,4-diol, 2-Hydroxytri- phenylcarbinol und 9-[2-(Hydroxymethyl)phenyl]-9-fluorenol. Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit einem Halogenatom im Molekül sind vor allem Verbindungen der allgemeinen Formel R6-Hal zu nennen, in der Hai ein Halogenatom, ausgewählt aus Fluor, Jod und insbesondere Chlor und Brom, bedeutet und R6 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkyl- reste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R6 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carbo- xylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen. Typische Beispiele für derartige organische Monohalogenverbindungen sind Methylchlorid, Methylbromid, Ethylchlorid, Ethylbromid, 1-Chlorpropan, 1 -Brompropan, 2- Chlorpropan, 2-Brompropan, 1 -Chlorbutan, 1 -Brombutan, sec.-Butylchlorid, sec.-Butyl- bromid, Isobutylchlorid, Isobutylbromid, tert.-Butylchlorid, tert.-Butylbromid, 1 -Chlorpen- tan, 1 -Brompentan, 1 -Chlorhexan, 1 -Bromhexan, 1 -Chlorheptan, 1 -Bromheptan, 1 - Chloroctan, 1 -Bromoctan, 1 -Chlor-2-ethylhexan, 1-Brom-2-ethylhexan, Cyclohexylchlo- rid, Cyclohexylbromid, Benzylchlorid, Benzylbromid, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 1 -Phenyl- 1 -bromethan, 1 -Phenyl-2-chlorethan, 1 -Phenyl-2-bromethan, 1 -Phenyl-1 -chlorpropan,
1 - Phenyl-1 -brompropan, 1 -Phenyl-2-chlorpropan, 1 -Phenyl-2-brompropan, 2-Phenyl-2- chlorpropan, 2-Phenyl-2-brompropan, 1 -Phenyl-3-chlorpropan, 1 -Phenyl-3-brompro- pan, 1 -Phenyl-1 -chlorbutan, 1 -Phenyl-1 -brombutan, 1 -Phenyl-2-chlorbutan, 1 -Phenyl-
2- brombutan, 1 -Phenyl-3-chlorbutan, 1 -Phenyl-3-brombutan, 1 -Phenyl-4-chlorbutan, 1 - Phenyl-4-brombutan, 2-Phenyl-1 -chlorbutan, 2-Phenyl-1 -brombutan, 2-Phenyl-2-chlor- butan, 2-Phenyl-2-brombutan, 2-Phenyl-3-chlorbutan, 2-Phenyl-3-brombutan, 2-Phe- nyl-4-chlorbutan und 2-Phenyl-4-brombutan.
Als difunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit zwei Halogenatomen im Molekül sind beispielsweise 1 ,3-Bis-(1 -brom-1 -methylethyl)benzol, 1 ,3-Bis-(2-chlor-2-propyl)benzol (1 ,3-Dicumylchlorid) und 1 ,4-Bis-(2-chlor-2-propyl)- benzol (1 ,4-Dicumylchlorid) zu nennen.
Besonders bevorzugt ist der weitere Initiator ausgewählt unter organischen Hydroxy- Verbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybri- disiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, organischen Halogenverbindungen, bei denen eine oder mehrere Halogenatome an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, Protonensäuren und Wasser. Hiervon wird insbesondere ein Initiator bevorzugt, der unter organischen Hydroxyverbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, ausgewählt ist.
Besonders bevorzugt werden bei den organischen Halogenverbindungen als weitere Initiatoren weiterhin solche, bei denen das eine oder die mehreren Halogenatome je- weils an ein sekundäres oder insbesondere an ein tertiäres sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind.
Bevorzugt werden vor allem weitere Initiatoren, die an solch einem sp3-hydrisiertem Kohlenstoffatom neben der Hydroxylgruppe die Reste R5, R6 und R7 tragen, welche unabhängig voneinander Wasserstoff, d- bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce-Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C bis C4-Alkyl-, C bis C4-Alkoxy-, C bis C4- Hydroxy-alkyl- oder C bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen R5, R6 oder R7 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R5, R6 oder R7 Phenyl, welches noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C bis C4-Alkyl-, C bis C4-Alkoxy-, C bis C4- Hydroxyalkyl- oder C bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnet. Als Protonensäuren kommen beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Brom wasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Cyanwasserstoffsäure sowie Mischungen hieraus in Betracht. Als Protonensäuren können aber auch protonierte Ether eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt werden für die vorliegende Erfindung weitere Initiatoren, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 - Phenylethanol, 1 -(p-Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2- propanol (Cumol), n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 - chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan (Cumylchlorid), tert.-Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4- Bis(1 -hydroxy-1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind. Hiervon werden insbesondere weitere Initiatoren bevorzugt, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p-Methoxy- phenyl)-ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1-chlorethan und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis-(1 - hydroxy-1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind.
Das Molverhältnis der Summe der erfindungsgemäß eingesetzten organischen Sulfon- säuren der allgemeinen Formel Z-SO3H und der gegebenenfalls mitzuverwendenden genannten weiteren Initiatoren zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten beträgt, bezogen auf jede einzelne funktionelle Stelle des Initiators (wobei die organischen Sulfonsäuren als monofunktionell zu betrachten sind), in der Regel 0,001 : 1 bis 0,5 : 1 , insbesondere 0,01 : 1 bis 0,4 : 1 , vor allem 0,1 : 1 bis 0,3 : 1 . Bei Mitverwendung von Wasser als alleinigem weiteren Initiator oder in Kombination mit organischen Hydroxyverbindungen und/oder organischen Halogenverbindungen als weiteren Initiatoren beträgt das Molverhältnis von Wasser allein zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Iso- buten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten insbesondere 0,0001 : 1 bis 0,1 : 1 , vor allem 0,0002 : 1 bis 0,05 : 1 .
Ein Teil der als organische Sulfonsäuren und gegebenenfalls als organische Hydroxy- bzw. Halogenverbindungen zugegebenen Initiator-Moleküle können in die Polymerketten eingebaut werden. Der Anteil (Uff) an Polymerketten, die durch ein solches eingebautes organisches Initiator-Molekül gestartet werden, kann bis zu 100 % betragen, in der Regel liegt er bei 0 bis 90 % und kann 5 bis 90 % betragen. Die übrigen Polymerketten entstehen entweder durch aus Feuchtigkeitsspuren stammendem Wasser als Initiator-Molekül oder durch Kettenübertragungsreaktionen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, insbesondere von 0,05 bis 5,0 mmol, vor allem von 0,1 bis 1 ,0 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobu- ten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durch.
Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung kann ein aliphatisches, cycloalipha- tisches oder aromatisches Amin der allgemeinen Formel R7-NR8R9 oder auch Ammoniak eingesetzt werden, in der die Variablen R7, R8 und R9 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, stehen. Steht keine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein tertiäres Amin vor. Steht eine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein sekundäres Amin vor. Stehen zwei dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein primäres Amin vor. Stehen alle dieser Variablen für Wasserstoff, liegt Ammoniak vor. Typische Beispiele für solche Amine der allgemeinen Formel R7-NR8R9 sind Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, iso-Propylamin, n-Butylamin, tert.-Butylamin, sec- Butylamin, iso-Butylamin, tert.-Amylamin, n-Hexylamin, n-Heptylamin, n-Octylamin, 2- Ethylhexylamin, Cyclopentylamin, Cyclohexylamin, Anilin, Dimethylamin, Diethylamin, Di-n-propylamin, Di-iso-propylamin, Di-n-butylamin, Di-tert.-butylamin, Di-sec.-butyl- amin, Di-iso-butylamin, Di-tert.-amylamin, Di-n-hexylamin, Di-n-heptylamin, Di-n-octyl- amin, Di-(2-ethylhexyl)amin, Dicyclopentylamin, Dicyclohexylamin, Diphenylamin, Tri- methylamin, Triethylamin, Tri-n-propylamin, Tri-iso-propylamin, Tri-n-butylamin, Tri- tert.-butylamin, Tri-sec.-butyl-amin, Tri-iso-butylamin, Tri-tert.-amylamin, Tri-n-hexyl- amin, Tri-n-heptylamin, Tri-n-octyl-amin, Tri-(2-ethylhexyl)amin, Tricyclopentylamin, Tricyclohexylamin, Triphenylamin, Dimethylethylamin, Methyl-n-butylamin, N-Methyl-N- phenylamin, N,N-Dimethyl-N-phenylamin, N-Methyl-N, N-diphenylamin oder N-Methyl- N-ethyl-N-n-butylamin.
Weiterhin kann als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung auch eine Verbindung mit mehreren, insbesondere mit zwei oder drei Stickstoffatomen und mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, wobei diese Stickstoffatome jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Substituenten tragen. Beispiele für solche Polyamine sind 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,3-Pro- pylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin, Diethylentriamin, N-Methyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N- Dimethyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1 ,2-ethylendiamin oder N,N-Dimethyl-1 ,3- propylendiamin. Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung eignet sich hierbei jedoch insbesondere ein gesättigter, teilungesättigter oder ungesättigter stickstoffhaltiger Fünfringoder Sechsring-Heterocyclus, der ein, zwei oder drei Ringstickstoffatome enthält und ein oder zwei weitere Ringheteroatome aus der Gruppe Sauerstoff und Schwefel und/oder Hydrocarbylreste, insbesondere d- bis C4-Alkylreste und/oder Phenyl, und/oder funktionelle Gruppen oder Heteroatome als Substituenten, insbesondere Fluor, Chlor, Brom, Nitro und/oder Cyano, aufweisen kann, beispielweise Pyrrolidin, Pyr- rol, Imidazol, 1 ,2,3- oder 1 ,2,4-Triazol, Oxazol, Thiazol, Piperidin, Pyrazan, Pyrazol, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, 1 ,2,3-, 1 ,2,4- oder 1 ,2,5-Triazin, 1 ,2,5-Oxathiazin, 2H- 1 ,3,5-Thiadiazin oder Morpholin.
In ganz besonderem Maße eignet sich als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung jedoch Pyridin oder ein Derivat des Pyridins (insbesondere ein mono-, di- oder tri- Ci- bis C4-alkylsubstituertes Pyridin) wie 2-, 3-, oder 4-Methylpyridin (Picoline), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylpyridin (Lutidine), 2,4,6-Trimethylpyridin (Collidin), 2-, 3,- oder 4-tert.-Butylpyridin, 2-tert.-Butyl-6-methylpyridin, 2,4-, 2,5-, 2,6- oder 3,5-Di-tert.-butylpyridin oder auch 2-, 3,- oder 4-Phenylpyridin. Man kann ein einzelne stickstoffhaltige basische Verbindung oder Mischungen solcher stickstoffhaltiger basischer Verbindungen einsetzen.
Für den Einsatz von Isobuten oder eines Isobuten enthaltenden Monomerengemisches als zu polymerisierendem Monomer eignet sich als Isobuten-Quelle in Ausführungsform (A) und (B) sowohl Rein-Isobuten als auch Isobuten-haltige C4-Kohlenwasserstoff- ströme, beispielsweise C4-Raffinate, insbesondere "Raffinat 1 ", C4-Schnitte aus der Isobutan-Dehydrierung, C4-Schnitte aus Steamcrackern und aus FCC-Crackern (fluid catalysed Cracking), sofern sie weitgehend von darin enthaltenem 1 ,3-Butadien befreit sind. Ein C4-Kohlenwasserstoff-strom aus einer FCC-Raffinerieeinheit ist auch als "b/b"-Strom bekannt. Weitere geeignete Isobuten-haltige C4-Kohlenwasserstoffströme sind beispielsweise der Produktstrom einer Propylen-Isobutan-Cooxidation oder der Produktstrom aus einer Metathese-Einheit, welche in der Regel nach üblicher Aufreinigung und/oder Aufkonzentrierung eingesetzt werden. Geeignete C4-Kohlenwasserstoff- ströme enthalten in der Regel weniger als 500 ppm, vorzugsweise weniger als 200 ppm, Butadien. Die Anwesenheit von 1 -Buten sowie von eis- und trans-2-Buten ist weitgehend unkritisch. Typischerweise liegt die Isobutenkonzentration in den genannten C4-Kohlenwasserstoffströmen im Bereich von 30 bis 60 Gew.-%. So besteht Raffinat 1 in der Regel im wesentlichen aus 30 bis 50 Gew.-% Isobuten, 10 bis 50 Gew.-% 1 -Buten, 10 bis 40 Gew.-% eis- und trans-2-Buten sowie 2 bis 35 Gew.-% Butanen; beim erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren verhalten sich die unverzeigten Butene im Raffinat 1 in der Regel praktisch inert und nur das Isobuten wird polymeri- siert. In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Monomerquelle für die Polymerisation einen technischen C4-Kohlenwasserstoffstrom mit einem Isobuten-Gehalt von 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere von 1 bis 99 Gew.-%, vor allem von 1 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 bis 60 Gew.-%, insbesondere einen Raffinat 1 -Strom, einen b/b-Strom aus einer FCC-Raffinerieeinheit, einen Produktstrom einer Propylen- Isobutan-Cooxidation oder einen Produktstrom aus einer Metathese-Einheit ein.
Das genannte Isobuten-haltige Monomerengemisch kann geringe Mengen an Konta- minanten wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren enthalten, ohne dass es zu kritischen Ausbeute- oder Selektivitätseinbußen kommt. Es ist zweckdienlich, eine An- reicherung dieser Verunreinigungen zu vermeiden, indem man solche Schadstoffe beispielsweise durch Adsorption an feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher, aus dem Isobuten-haltigen Monomerengemisch entfernt.
Es können auch Monomermischungen von Isobuten beziehungsweise des Isobuten- haltigen Kohlenwasserstoffgemischs mit olefinisch ungesättigten Monomeren, welche mit Isobuten copolymerisierbar sind, umgesetzt werden. Sofern Monomermischungen des Isobutens mit geeigneten Comonomeren copolymerisiert werden sollen, enthält die Monomermischung vorzugsweise wenigstens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigs- tens 10 Gew.-% und insbesondere wenigstens 20 Gew.-% Isobuten, und vorzugsweise höchstens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 90 Gew.-% und insbesondere höchstens 80 Gew.-% Comonomere. Als copolymerisierbare Monomere kommen in Betracht: Vinylaromaten wie Styrol und a-Methylstyrol, d- bis C4-Alkylstyrole wie 2-, 3- und 4-Methylstyrol und 4-tert.-Butyl- styrol, Halogenstyrole wie 2-, 3- oder 4-Chlorstyrol sowie Isoolefine mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen wie 2-Methylbuten-1 , 2-Methylpenten-1 , 2-Methylhexen-1 , 2-Ethylpen- ten-1 , 2-Ethylhexen-1 und 2-Propylhepten-1. Als Comonomere kommen weiterhin Ole- fine in Betracht, die eine Silylgruppe aufweisen, wie 1 -Trimethoxysilylethen, 1 -(Trime- thoxysilyl)propen, 1 -(Trimethoxysilyl)-2-methylpropen-2, 1 -[Tri(methoxyethoxy)silyl]- ethen, 1 -[Tri(methoxyethoxy)silyl]propen, und 1 -[Tri(meth-oxyethoxy)silyl]-2-methylpro- pen-2. Weiterhin kommen - abhängig von den Polymerisationsbedingungen - als Comonomere auch Isopren, 1 -Buten und eis- und trans-2-Buten in Betracht.
Sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Copolymere hergestellt werden, so kann das Verfahren so ausgestaltet werden, dass bevorzugt statistische Polymere oder bevorzugt Blockcoplymere entstehen. Zur Herstellung von Blockcopolymeren kann man beispielsweise die verschiedenen Monomere nacheinander der Polymerisationsreakti- on zuführen, wobei die Zugabe des zweiten Comonomers insbesondere erst dann erfolgt, wenn das erste Comonomer zumindest teilweise schon polymerisiert ist. Auf diese Weise sind sowohl Diblock-, Triblock- als auch höhere Blockcopolymere zugänglich, die je nach Reihenfolge der Monomerzugabe einen Block des einen oder anderen Comonomers als terminalen Block aufweisen. Blockcopolymere entstehen in einigen Fäl- len aber auch dann, wenn alle Comonomere zwar gleichzeitig der Polymerisationsreaktion zugeführt werden, eines davon aber signifikant schneller polymerisiert als das oder die anderen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Isobuten und eine vinylaroma- tische Verbindung, insbesondere Styrol, im erfindungsgemäßen Verfahren copolymeri- siert werden. Dabei entstehen vorzugsweise Blockcopolymere mit einem terminalen Polystyrolblock. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die vinylaromatische Verbindung, speziell Styrol, signifikant langsamer polymerisiert als Isobuten.
Die Polymerisation kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen. Kontinuierliche Verfahren können in Analogie zu bekannten Verfahren des Standes der Technik zur kontinuierlichen Polymerisation von Isobuten in Gegenwart von Bortrifluo- rid-basierten Katalysatoren in flüssiger Phase durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für eine Durchführung bei niedrigen Temperaturen, z.B. bei -90°C bis 0 °C, als auch bei höheren Temperaturen, d.h. bei we- nigstens 0°C, z.B. bei 0°C bis +30 °C oder bei 0°C bis +50°C, geeignet. Die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise jedoch bei Ausführungsform (A) bei niedrigeren Temperaturen, in der Regel bei -70°C bis -10°C, insbesondere bei -60°C bis -15°C, und bei Ausführungsform (B) bei etwas höheren Tem- peraturen von -30°C bis +50°C, insbesondere bei 0°C bis +30°C, beispielsweise bei Raumtemperatur (+20 bis +25°C) durchgeführt.
Erfolgt die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bei oder ober- halb der Siedetemperatur des zu polymerisierende Monomers oder Monomerengemi- sches, so wird sie vorzugsweise in Druckgefäßen, beispielsweise in Autoklaven oder in Druckreaktoren, durchgeführt.
Vorzugsweise wird die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in Gegenwart eines inerten Verdünnungsmittels durchgeführt. Das verwendete inerte
Verdünnungsmittel sollte geeignet sein, die während der Polymerisationsreaktion in der Regel auftretende Erhöhung der Viskosität der Reaktionslösung soweit zu verringern, dass die Abführung der entstehenden Reaktionswärme gewährleistet werden kann. Als Verdünnungsmittel sind solche Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische geeignet, die gegenüber den eingesetzten Reagenzien inert sind. Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie n-Butan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan und Isooctan, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclopen- tan und Cyclohexan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und die Xylo- le, und halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere halogenierte aliphatische Koh- lenwasserstoffe wie Methylchlorid, Dichlormethan, Trichlormethan (Chloroform), 1 ,1 - Dichlorethan, 1 ,2-Dichlorethan, Trichlorethan und 1 -Chlorbutan sowie halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe und in den Alkylseitenketten halogenierte Alkylaroma- ten wie Chlorbenzol, Monofluormethylbenzol, Difluormethylbenzol und Trifluormethyl- benzol, sowie Mischungen der vorgenannten Verdünnungsmittel. Als halogenierte Koh- lenwasserstoffe für die vorstehend und nachfolgend genannten inerten Verdünnungsmittel werden chlorierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere reine Chlorkohlenwasserstoffe, bevorzugt. Vorzugsweise werden Fluorkohlenwasserstoffe von den hier einsetzbaren inerten Verdünnungsmitteln ausgenommen, um Restgehalte an Fluor im Polymerisat weitgehend auszuschließen. Als Verdünnungsmittel oder als Bestandteile der genannten Lösungsmittelgemische dienen auch die inerten Anteile von Isobuten- haltigen C4-Kohlenwasserstoffströmen.
Vorzugsweise führt man gemäß Ausführungsform (A) die erfindungsgemäße Polymerisation in einem halogenierten Kohlenwasserstoff, insbesondere in einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, oder in einer Mischung aus halogenierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten Kohlenwasserstoff, insbesondere einen halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff als iner- tem Verdünnungsmittel durch, beispielsweise ein Gemisch aus Dichlormethan und n- Hexan, üblicherweise im Vol. -Verhältnis von 10:90 bis 90:10, insbesondere von 50:50 bis 85:15. Vorzugsweise werden die Verdünnungsmittel vor ihrem Einsatz von Verunreinigungen wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren befreit, beispielsweise durch Adsorption an feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher.
In einer weiteren bevorzugten Variante der Ausführungsform (A) führt man die erfin- dungsgemäße Polymerisation in halogenfreien aliphatischen oder insbesondere halogenfreien aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Toluol, durch. Für diese Ausführungsform hat sich Wasser in Kombination mit den genannten organischen Hydroxyverbindungen und/oder den genannten organischen Halogenverbindungen oder insbesondere als alleiniger Initiator als besonders vorteilhaft erwiesen.
Vorzugsweise führt man gemäß Ausführungsform (B) die erfindungsgemäße Polymerisation in einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff, in einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder in einer Mischung aus aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff als inertem Verdünnungsmittel durch. Vorzugsweise wird die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter weitgehend aprotischen, insbesondere unter weitgehend wasserfreien Reaktionsbedingungen durchgeführt. Unter weitgehend aprotischen beziehungsweise weitgehend wasserfreien Reaktionsbedingungen versteht man, dass der Wassergehalt (bzw. der Gehalt an protischen Verunreinigungen) im Reaktionsgemisch weniger als 50 ppm und insbesondere weniger als 5 ppm beträgt. In der Regel wird man daher die Einsatzstoffe vor ihrer Verwendung durch physikalische und/oder durch chemische Maßnahmen trocknen. Insbesondere hat es sich bewährt, die als Lösungsmittel eingesetzten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe nach üblicher Vorreinigung und Vortrocknung mit einer metallorganischen Verbindung, beispielsweise einer Orga- nolithium-, Organomagnesium- oder Organoaluminium-Verbindung, in einer Menge zu versetzen, die ausreicht, um die Wasserspuren aus dem Lösungsmittel weitgehend zu entfernen. Das so behandelte Lösungsmittel wird dann vorzugsweise direkt in das Reaktionsgefäß einkondensiert. In ähnlicher Weise kann man auch mit den zu polymeri- sierenden Monomeren, insbesondere mit Isobuten oder mit den Isobuten-haltigen Mi- schungen verfahren. Auch die Trocknung mit anderen üblichen Trockenmitteln wie Molekularsieben oder vorgetrockneten Oxiden wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Cal- ciumoxid oder Bariumoxid, ist geeignet. Die halogenierten Lösungsmittel, für die eine Trocknung mit Metallen wie Natrium oder Kalium oder mit Metallalkylen nicht in Betracht kommt, werden mit dafür geeigneten Trocknungsmitteln, beispielsweise mit Cal- ciumchlorid, Phosphorpentoxid oder Molekularsieb, von Wasser oder Wasserspuren befreit. In analoger Weise kann man auch diejenigen Einsatzstoffe trocknen, für die eine Behandlung mit Metallalkylen ebenfalls nicht in Betracht kommt, beispielsweise vinylaromatische Verbindungen. Auch wenn Wasser als Initiator verwendet oder mit- verwendet wird, sollte vorzugsweise Restfeuchtigkeit aus Lösungsmitteln und Monomeren vor Umsetzung durch Trocknung weitestgehend oder vollständig entfernt werden, um den Initiator Wasser gezielt in einer spezifizierten Mengen einsetzen zu können, wodurch man eine höhere Prozesskontrolle und Reproduzierbarkeit der Ergebnis- se erhält.
Die Polymerisation des Isobutens bzw. des Isobuten-haltigen Einsatzmaterials erfolgt in aller Regel spontan beim Inkontaktbringen des Polymerisationskatalysators, also des Eisenhalogenid-Donor-Komplexes, des Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, insbesondere des Eisenchlorid-Do- nor-Komplexes bzw. des Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes, oder des mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplexes mit oder ohne Donoren, mit dem Isobuten bzw. dem Isobuten-haltigen Monomerengemisch bei der gewünschten Reaktionstemperatur. Hierbei kann man so vorgehen, dass man die Mono- mere gegebenenfalls im Verdünnungsmittel vorlegt, auf Reaktionstemperatur bringt und anschließend den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor- Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhaloge- nid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Alumini- umtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthal- tenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, zugibt. Man kann auch so vorgehen, dass man den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor- Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhaloge- nid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Alumini- umtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthal- tenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegt und anschließend die Monomere zugibt. Als Polymerisationsbeginn gilt dann derjenige Zeitpunkt, zu dem alle Reaktanden im Reaktionsgefäß enthalten sind. Zur Herstellung von Isobuten-Copolymeren kann man so vorgehen, dass man die Monomere, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegt und anschließend den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalo- genid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, o- der den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Kom-plex mit oder ohne Donoren, zugibt. Die Einstellung der Reaktionstemperatur kann vor oder nach der Zugabe des Polymerisationskatalysators, also des Eisenhalogenid-Do-nor- Komplexes, des Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumalkylha- logenid-Donor-Komplexes, insbesondere des Eisenchlorid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes, oder des mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplexes mit oder ohne Donoren, erfolgen. Man kann auch so vorgehen, dass man zunächst nur eines der Monomere, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegt, anschließend den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor- Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, zugibt und erst nach einer gewissen Zeit, beispielsweise wenn wenigstens 60%, wenigstens 80% oder wenigstens 90% des Monomers umgesetzt sind, das oder die weiteren Monomere zugibt. Alternativ kann man den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor- Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegen, anschließend die Monomere gleichzeitig oder nacheinander zugeben und dann die gewünschte Reaktionstemperatur einstellen. Als Polymerisationsbeginn gilt dann derjenige Zeitpunkt, zu dem der Polymeri- sationskatalysator, also der Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Aluminiumtrihaloge- nid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder der mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, und wenigstens eines der Monomere im Reaktionsgefäß enthalten sind.
Neben der hier beschriebenen diskontinuierlichen Vorgehensweise kann man die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch als kontinuierliches Verfahren ausgestalten. Hierbei führt man die Einsatzstoffe, d.h. das oder die zu polymeri- sierenden Monomere, gegebenenfalls das Verdünnungsmittel sowie gegebenenfalls den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Alumi- niumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor- Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis- Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, der Polymerisationsreaktion kontinuierlich zu und entnimmt kontinuierlich Reaktionsprodukt, so dass sich im Reaktor mehr oder weniger stationäre Polymerisationsbedingungen einstellen. Das oder die zu polymerisie- renden Monomere können als solche, verdünnt mit einem Verdünnungs- oder Lösungsmittel oder als monomerhaltiger Kohlenwasserstoffstrom zugeführt werden.
Der als Polymerisationskatalysator wirksame Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Alu- miniumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor- Komplex, oder der mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltende Lewis-Säure- Komplex mit oder ohne Donoren, liegt im Polymerisationsmedium in der Regel gelöst, dispergiert oder suspendiert vor. Auch eine Trägerung des Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, des Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumalkylha- logenid-Donor-Komplexes, insbesondere des Eisenchlorid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes, oder des mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplexes mit oder ohne Donoren auf üblichen Trägermaterialien ist möglich. Geeignete Reaktortypen für das Polymerisationsverfahren der vorliegenden Erfindung sind üblicherweise Rührkesselreaktoren, Schlaufenreakto- ren und Rohrreaktoren, aber auch Wirbelbettreaktoren, Wirbelschichtreaktoren, Rührtankreaktoren mit und ohne Lösungsmittel, Flüssigbettreaktoren, kontinuierliche Festbettreaktoren und diskontinuierliche Festbettreaktoren (batch-Fahrweise)
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der als Polymerisationskatalysator wirksame Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid-Donor-Kom- plex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder der mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltende Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, in der Regel in solch einer Menge eingesetzt, dass das Molverhältnis von Element der 1. bis 8. Nebengruppe bzw. der 3. bis 5. Hauptgruppe des Periodensystems, vor allem von Eisen und Aluminium im Eisenhalogenid-Donor-Komplex, Aluminiumtrihalogenid-Do- nor-Komplex bzw. Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere im Eisen- chlorid-Donor-Komplex bzw. Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder im entsprechenden mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, zu Isobuten bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisa- tion von Isobuten im Bereich von 1 :10 bis 1 :5000, insbesondere 1 :15 bis 1 :1000, vor allem 1 :20 bis 1 :250, liegt. Zum Reaktionsabbruch wird das Reaktionsgemisch vorzugsweise desaktiviert, beispielsweise durch Zugabe einer protischen Verbindung, insbesondere durch Zugabe von Wasser, Alkoholen, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol und Isopropanol oder deren Gemische mit Wasser, oder durch Zugabe einer wässrigen Base, z.B. einer wässrigen Lösung eines Alkali- oder Erdalkalihydroxids wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Calciumhydroxid, eines Alkali- oder Erdalkalicarbonats wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumcarbonat, oder eines Alkali- oder Erdalka- lihydrogencarbonats wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumhydrogencarbo- nat. Im erfindungsgemäßen Verfahren werden für die Derivatisierung durch Einführung der niedermolekularen polaren Gruppen A die beschriebenen hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymere mit einem Gehalt an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen (a- Doppelbindungen) pro Polyisobuten-Kettenende von wenigstens 50 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 70 Mol-%, vorzugswei- se von wenigstens 80 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 85 Mol-%, besonders bevorzugt von wenigstens 90 Mol-%, besonders bevorzugt von mehr als 91 Mol-% und insbesondere von wenigstens 95 Mol-%, z.B. von nahezu 100 Mol-%, eingesetzt. Insbesondere verwendet man auch hochreaktive Isobuten-Copolymere, die aus Isobuten und wenigstens einem vinylaromatische Monomer, insbesondere Styrol, aufgebaut sind, und einen Gehalt an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen (a-Doppelbindun- gen) pro Polyisobuten-Kettenende von wenigstens 50 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 70 Mol-%, vorzugsweise von we- nigstens 80 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 80 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 85 Mol-%, besonders bevorzugt von wenigstens 90 Mol-%, besonders bevorzugt von mehr als 91 Mol-% und insbesondere von wenigstens 95 Mol-%, z.B. von nahezu 100 Mol-%, aufweisen. Zur Herstellung solcher Copolymeren aus Isobuten und wenigstens einem vinylaromatischen Monomer, insbesondere Styrol, wird Isobuten oder ein Isobuten-haltiger Kohlenwasserstoffschnitt mit dem wenigstens einem vinylaromatischen Monomer in einem Gew.-Verhältnis Isobuten zu Vinylaromat von 5 bis 95 zu 95 bis 5, insbesondere von 30 bis 70 zu 70 bis 30, copolymerisiert.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß eingesetzten hochreaktiven Isobutenho- mo- oder -copolymere und speziell die Isobutenhomopolymere eine Polydispersität
(PDI = Mw/Mn) von 1 ,05 bis weniger als 3,5, vorzugsweise von 1 ,05 bis weniger als 3,0, vorzugsweise von 1 ,05 bis weniger als 2,5, vorzugsweise von 1 ,05 bis 2,3, besonders bevorzugt von 1 ,05 bis 2,0 und insbesondere von 1 ,1 bis 1 ,85 auf. Typische Werte für PDI liegen bei optimaler Verfahrensführung bei 1 ,2 bis 1 ,7.
Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäß eingesetzten hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymere ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn (bestimmt durch Gel- permeationschromatographie) von vorzugsweise 500 bis 250.000, besonders bevorzugt von 500 bis 100.000, stärker bevorzugt von 500 bis 25.000 und insbesondere von 500 bis 5000. Isobutenhomopolymere besitzen noch stärker bevorzugt ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 500 bis 10.000 und insbesondere von 500 bis 5.000, z.B. von etwa 1000 oder von etwa 2300.
Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Isobu- tenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen der POL zugrundeliegende hydrophobe n-funktionelle Rest durch Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.-% n-Buten gebildet wurde, monofunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 5000, vor allem 650 bis 2500, aufweist.
Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin auch zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen der POL zugrundeliegende hydrophobe n-funktionelle Rest durch Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.-% n-Bu- ten, jeweils unter Mitverwendung eines di- oder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurde, di- oder trifunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 10.000, vor allem 1000 bis 5000, aufweist. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin auch zur Herstellung von Isobutencopolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen der POL zugrundeliegende hydrophobe n-funktionelle Rest durch Copolymerisation von Isobuten mit mindestens einem vinylaromatischen Comonomer, gegebenenfalls unter Mit- Verwendung eines di- oder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurde, mono-, dioder trifunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 15.000, vor allem 1000 bis 10.000, aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I ist die niedermolekulare polare Gruppe A ein ausgewählt ist unter
(a) Mono- oder Polyaminogruppen mit bis zu 6 Stickstoffatomen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(b) Nitrogruppen, gegebenenfalls in Kombination mit Hydroxylgruppen;
(c) Hydroxylgruppen, gegebenenfalls in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(d) Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen; (f) Polyoxy-C2-C4-alkylengruppierungen, die durch Hydroxylgruppen, Mono- oder
Polyaminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat, oder durch Carbamatgruppen terminiert sind;
Carbonsäureestergruppen;
Bernsteinsäureanhydrid oder aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen, die durch thermische oder halogenkatalysierte Maleinierung der innenständigen Doppelbindung(en) und der terminalen Vinyli- den-Doppelbindung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copolymeren mit Maleinsäureanhydrid und im Falle von aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen durch entsprechende Folgereaktionen hergestellt wurden, wobei ein resultierendes Carbonsäure- amid- oder Carbonsäureimid-Derivat noch durch weitere Umsetzung mit mindestens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4- Alkylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden kann; (j) durch Mannich-Umsetzung von durch POL substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder Polyaminen erzeugten Gruppierungen;
Phenol-, Alkylphenol- oder (Hydroxyalkyl)-phenol-Gruppierungen;
(I) Hydroxymethyl-Gruppen;
Gruppierungen, die durch Epoxidierung der terminalen Vinyliden-Doppelbin- dung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copolymeren und nachfolgende
(i) Hydrolyse zum 1 ,2-Diol,
(ii) Umsetzung mit einem Thiol oder einem Polythiol,
(iii) Umsetzung mit Ammoniak, einem Monoamin oder einem Polyamin,
(iv) Umsetzung mit einem Boran zu einem Boratester und oxidative Spaltung des Boratesters zum 1 ,3-Diol,
(v) Umwandlung in einen Aldehyd,
(vi) Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in ein Oxim und Reduktion des Oxims zum Amin,
(vü) Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in ein Azo- methinkation und Hydrolyse zum Amin,
Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in einen AI kohol oder
Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in eine Schiff sehe Base oder ein Enamin und Reduktion der Schiff sehen Base oder des Enamins zum Amin erzeugt wurden;
(n) Gruppierungen, die durch Hydroborierung der terminalen Vinyliden-Doppelbin- dung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copolymeren und nachfolgende Oxidation des primären Hydroborierungsproduktes erzeugt wurden; und
(o) Gruppierungen, die durch Hydrosilylierung der terminalen Vinyliden-Doppelbin- dung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copolymeren erzeugt wurden.
Als Beispiele für die obigen niedermolekularen polaren Gruppen A seien die folgenden genannt:
Mono- oder Polyaminogruppen (a) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Deri- vate der allgemeinen Formel I basieren in der Regel auf hochreaktivem Polyisobuten mit überwiegend endständigen Vinyliden-Doppelbindungen, insbesondere auf solchen mit einem zahlenmittlerem Molekulargewicht Mn von 300 bis 5000. Sie können auch Anteile an innenständigen Doppelbindungen enthalten. Polyisobutenamine auf Basis von hochreaktivem Polyisobuten, welches bis zu 20 Gew.-% n-Buten-Einheiten enthalten kann, sind beispielsweise gemäß der EP-A 244 616 durch Hydroformylierung und reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoaminen oder Polyaminen wie Dimethylami- nopropylamin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin oder Tetraethylen- pentamin erhältlich. Geht man bei der Herstellung der Isobutenhomo- oder -copoly- mer-Derivate I von Polyisobuten mit einem Anteil an innenständigen Doppelbindungen (meist in der ß- und γ-Position) aus, bietet sich auch der Herstellweg durch Chlorierung und anschließende Aminierung oder durch Oxidation der Doppelbindung mit Luft oder Ozon zur Carbonyl- oder Carboxylverbindung und anschließende Aminierung unter reduktiven (hydrierenden) Bedingungen an. Zur Aminierung können hier Amine, wie z. B. Ammoniak, Monoamine oder Polyamine, wie Dimethylaminopropylamin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin oder Tetraethylenpentamin, eingesetzt werden.
Weitere bevorzugte Monoaminogruppen (a) enthaltende Isobutenhomo- oder -copoly- mer-Derivate I sind die Hydrierungsprodukte der Umsetzungsprodukte aus Polyisobu- tenen mit einem mittleren Polymerisationsgrad P = 5 bis 100 mit Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff, wie sie insbesondere in WO-A-97/03946 be- schrieben sind.
Weitere bevorzugte Monoaminogruppen (a) enthaltende Isobutenhomo- oder -copoly- mer-Derivate I sind die aus Polyisobutenepoxiden durch Umsetzung mit Aminen und nachfolgender Dehydratisierung und Reduktion der Aminoalkohole erhältlichen Verbin- düngen, wie sie insbesondere in DE-A-196 20 262 beschrieben sind.
Weitere bevorzugte Monoaminogruppen (a) enthaltende Isobutenhomo- oder -copoly- mer-Derivate I sind die aus der Umsetzung von hochreaktivem Polyisobuten mit einem oder mehreren aromatischen oder heteroaromatischen Aminen erhältlichen Verbin- düngen. Das hochreaktive Polyisobuten kann hierzu beispielsweise mit Anilin, N-
Methylanilin, Ν,Ν-Dimethylanilin, o-, m- oder p-Toluidin oder o-, m- oder p-Aminopyridin zu der entsprechenden am aromatischen oder heteroaromatischen Kern polyisobutyl- substituierten Verbindung umgewandelt werden. Die eingesetzten aromatischen Amine können auch mehrfach, insbesondere zweifach, am Kern substituiert sein, insbesondere durch Alkylgruppen wie beispielsweise d- bis C4-Alkylgruppen; typische Substitutionsmuster für solche Substituenten am aromatischen Kern sind die 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6- , 3,4- oder die 3,5-Stellung. Hierbei entstehende typischen Verbindungen sind bei- spielsweise 4-Polyisobutylanilin, 4-Polyisobutyl-N-methylanilin, 4-Polyisobutyl-N,N- dimethylanilin, 4-Polyisobutyl-3-methylanilin oder 5-Polyisobutyl-2-aminopyridin. Die Synthese solcher am aromatischen oder heteroaromatischen Kern polyisobutyl- substituierter Verbindungen erfolgt dabei in der Regel nach den üblichen Methoden einer elektrophilen aromatischen Substitution (Friedel-Crafts-Alkylierung) am aromati- sehen bzw. heteroaromatischen Kern, beispielsweise unter Verwendung von Lewis- Säuren wie AlC , ZnC , oder BF3 als Katalysatoren und bei erhöhten Temperaturen, insbesondere 25 bis 80°C oder 25 bis 250°C, erforderlichenfalls in einem inerten Lösungsmittel. Nitrogruppen (b), gegebenenfalls in Kombination mit Hydroxylgruppen, enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind vorzugsweise Umsetzungsprodukte aus Polyisobutenen des mittleren Polymerisationsgrades P = 5 bis 100 oder 10 bis 100 mit Stickoxiden oder Gemischen aus Stickoxiden und Sauerstoff, wie sie insbesondere in WO-A-96/03367 und WO-A-96/03479 beschrieben sind. Diese Umsetzungsprodukte stellen in der Regel Mischungen aus reinen Nitropolyisobutenen (z. B. α,β-Dinitropoly- isobuten) und gemischten Hydroxynitropolyisobutenen (z. B. a-Nitro-ß-hydroxypolyiso- buten) dar.
Hydroxylgruppen in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen (c) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind insbesondere Umsetzungsprodukte von Polyisobutenepoxiden, erhältlich aus vorzugsweise überwiegend endständige Doppelbindungen aufweisendem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000, mit Ammoniak, Mono- oder Polyaminen, wie sie insbesondere in EP-A-476 485 beschrieben sind. Hydroxylgruppen (c) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I, die keine Mono- oder Polyaminogruppen aufweisen, sind beispielsweise Umsetzungsprodukte von Polyisobutenepoxiden, erhältlich aus vorzugsweise überwiegend endständige Doppelbindungen aufweisendem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000, mit Wasser (Hydrolyse) oder mit Alkoholen wie Methanol oder Ethanol oder die Produkte einer Reduktion der Epoxidfunktion, beispielsweise mittels Lithiumaluminumhydrid.
Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze (d) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind in der Regel Polyisobutene, in die eine oder mehrere Carboxylgruppen, beispielsweise durch Umsetzung mit Maleinsäureanhydrid, eingeführt worden, wonach die Carboxylgruppen ganz oder teilweise zu den Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen und ein verbleibender Rest der Carboxylgrup- pen mit Alkoholen oder Aminen umgesetzt sind.
Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze (e) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind in der Regel Polyisobutene, in die eine oder mehrere Sulfonsäuregruppen eingeführt worden, wonach die Sulfonsäuregruppen ganz oder teilweise zu den Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen und ein verbleibender Rest der Carboxylgruppen mit Alkoholen oder Aminen umgesetzt sind. Analoge Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze von Sulfobernsteinsäurealkylestern sind in der EP-A-639 632 beschrieben. Derartige Verbindungen dienen hauptsächlich zur Verhinderung von Ventilsitzverschleiß und können mit Vorteil in Kombination mit üblichen Kraftstoffdetergenzien wie Poly(iso)butenaminen oder Polyetheraminen eingesetzt werden. Polyoxy-C2-C4-alkylengruppierungen (f) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer- Derivate I sind vorzugsweise Polyether oder Polyetheramine, welche durch Umsetzung von hydroxyl- oder aminogruppenhaltigen Polyisobutenen mit 1 bis 30 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid und/oder Butylenoxid pro Hydroxylgruppe oder Aminogruppe und - im Falle von Polyetheraminen - durch anschließende reduktive Aminierung mit Ammoniak, Monoaminen oder Polyaminen erhältlich sind. Analoge Umsetzungsprodukte von C2-C6o-Alkanolen, C6-C3o-Alkandiolen, Mono- oder Di-C2-C3o-alkylaminen, Ci-C3o-Alkylcyclohexanolen oder Ci-C3o-Alkylphenolen mit 1 bis 30 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid und/oder Butylenoxid pro Hydroxylgruppe oder Aminogruppe werden in EP-A-310 875, EP-A-356 725, EP-A-700 985 und US-A-4 877 416 beschrie- ben.
Carbonsäureestergruppen (g) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind vorzugsweise Ester aus Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit hydroxylgruppenhal- tigen Polyisobutenen. Analoge Umsetzungsprodukte von langkettigen Alkanolen oder Polyolen mit Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren sind in DE-A-38 38 918 beschrieben. Als Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren können aliphatische oder aromatische Säuren eingesetzt werden. Typische Vertreter solcher Ester sind entsprechende Adipate, Phthalate, iso-Phthalate, Terephthalate und Trimellitate. Bernsteinsäueanhydrid (h) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind insbesondere Polyisobutenylbernsteinsäureanhydride, welche durch Umsetzung von hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = 500 bis 5000 mit Maleinsäureanhydrid auf thermischem Weg oder über das chlorierte Polyisobuten erhältlich sind. Das eingesetzte Polyisobuten kann dabei mit 1 Äquivalent ("Monomaleinierung"), mit 2 Äquivalenten Maleinsäureanhydrid ("Bismaleinierung") oder mit 1 < n < 2 Äquivalenten Maleinsäureanhydrid, z. B. mit 1 ,05 bis 1 ,3 Äquivalenten Maleinsäureanhydrid, umgesetzt werden.
Aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleitete Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen (h) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind vorzugsweise entsprechende Derivate von polyisobutyl- oder polyisobutenylsubstituiertem Bernsteinsäureanhydrid und insbesondere die entsprechenden Derivate von Polyisobutenylbernsteinsäurean- hydrid, welche durch Umsetzung von hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000, welches noch Anteile an innenständigen Doppelbindungen enthalten kann, mit Maleinsäureanhydrid auf thermischem Weg oder über das chlorierte Polyisobuten erhältlich sind. Von besonderem Interesse sind hierbei Derivate mit Alkoholen wie Me- thanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert- Butanol oder Polyethern, die durch Oxalkylierung der genannten niedermolekularen Alkanole mit C2- bis C4-Alkylenoxiden hergestellt worden sind. Isobuten-haltige C4- Kohlenwasserstoffströme und vor allem aliphatischen Polyaminen wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin oder Tetraethylenpentamin. Bei den Gruppierun- gen mit Hydroxy-, gegebenenfalls quaternisierten Amino-, Amido- und/oder Imidogrup- pen handelt es sich beispielsweise um Carbonsäuregruppen, Säureamide von Mono- aminen, Säureamide von Di- oder Poly-aminen, die neben der Amidfunktion noch freie Amingruppen aufweisen, Bernsteinsäurederivate mit einer Säure- und einer Amidfunktion, Carbonsäureimide mit Monoaminen, Carbonsäureimide mit Di- oder Polyaminen, die neben der Imidfunktion noch freie Amingruppen aufweisen, oder Diimide, die durch die Umsetzung von Di- oder Polyaminen mit zwei Bernsteinsäurederivaten gebildet werden. Derartige Verbindungen sind als Kraftstoffadditive in US-A-4 849 572 beschrieben.
Unter aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleitete Gruppierungen mit quaternisierten Ami- nogruppen enthaltenden Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten I sind insbesondere quaternisierte Stickstoffverbindungen zu verstehen, die durch Addition einer Verbindung, die wenigstens eine mit einem Anhydrid reaktive Sauerstoff- oder Stickstoffhaltige Gruppe und zusätzlich wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe enthält, an Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid und nachfolgende Quaternisierung, insbesondere mit einem Epoxid, insbesondere in Abwesenheit von freier Säure, erhältlich sind, wie sie in der EP-Patentanmeldung Az. 10 168 622.8 beschrieben werden. Als Verbindungen mit wenigstens einer mit einem Anhydrid reaktiven Sauerstoff- oder Stickstoff-haltigen Gruppe und zusätzlich wenigstens einer quaternisierbaren Aminogruppe eignen sich insbesondere Polyamine mit mindestens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mindestens einer tertiären Aminogruppe. Eine solche quaternisierte Stickstoffverbindung ist beispielsweise das bei 40°C erhaltene Umsetzungsprodukt von Polyisobutenylbernsteinsäureanhydrid, bei dem der Polyisobutenyl- rest typischerweise ein Mn von 1000 aufweist, mit 3-(Dimethylamino)propylamin, welches ein Polyisobutenylbernsteinsäurehalbamid darstellt und das anschließend mit Styroloxid in Abwesenheit von freier Säure bei 70°C quaternisiert wird.
In der Gruppe (h) resultierende Carbonsäureamid- und Carbonsäureimid-Derivate können, insbesondere beim Einsatz im Schmierstoff-Formulierungen, zur Verbesserung des Quellverhaltens von Elastomeren, welche beispielsweise in Dichtungen von Motoren, Aggregaten oder Vorrichtungen, die mit den genannten Derivaten oder mit diese enthaltenden Schmierstoff-Formulierungen in Kontakt kommen, eingebaut sind, noch mit mindestens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhydrid wie Maleinsäureanhydrid oder Phthalsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4-Alkylencarbonat wie Ethy- lencarbonat oder Propylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden.
Durch Mannich-Umsetzung von substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder Polyaminen erzeugte Gruppierungen (j) enthaltende Isobutenhomo- oder -co- polymer-Derivate I sind vorzugsweise Umsetzungsprodukte von Polyisobutyl-substi- tuierten Phenolen mit Aldehyden wie Formaldehyd, welcher beispielsweise auch in oligomerer oder polymerer Form, z. B. als Paraformaldehyd, eingesetzt werde kann, und mit Monoaminen, z. B. Dimethylamin, Diethylamin, Propylamin, Butylamin oder Morpholin, oder mit Polyaminen, z. B. Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylen- tetramin, Tetraethylenpentamin oder Dimethylaminopropylamin. Die Polyisobutyl- substituierten Phenole können neben den endständigen Vinyliden-Doppelbindungen auch Anteile an innenständigen Doppelbindungen enthalten. Derartige "Polyisobuten- Mannichbasen" auf Basis von hochreaktivem Polyisobuten mit Mn = 300 bis 5000 sind in der EP-A-831 141 beschrieben.
Phenol-, Alkylphenol- oder (Hydroxyalkyl)-phenol-Gruppierungen (k) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind insbesondere die Vorstufen zu den Poly- isobuten-Mannichbasen in der Gruppe (j), welche durch Umsetzung von hochreaktivem Polyisobuten mit einem oder mehreren entsprechenden Phenolen, gegebenenfalls mit nachfolgender Umsetzung mit einem Aldehyd, gebildet werden. Das hochreaktive Polyisobuten kann hierzu beispielsweise mit unsubstituiertem Phenol, o-, m- oder p-Kresol, Xylenol, Hydrochinon, Brenzkatechin oder Resorcin umgesetzt werden. So gebildetes Polyisobutyl-substituiertes Phenol kann beispielsweise weiter mit einem Aldehyd wie Formaldehyd oder Paraformaldehyd zu einem Polyisobutyl-substituiertem Hydroxyal- kylphenol, insbesondere einem Polyisobutyl-substituiertem Hydroxymethylphenol, z. B. zu 1 -Hydroxymethyl-4-polyisobutylphenol, umgewandelt werden.
Hydroxymethyl-Gruppen (I) enthaltende Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate I sind insbesondere die Zwischenprodukte bei der Hydroformylierung von hochreaktivem Polyisobuten gemäß EP-A 244 616 in Gegenwart von Kohlenmonoxid und Wasserstoff mittels eines geeigneten Hydroformylierungskatalysators wie einem Rhodium- oder Kobaltkatalysator bei Temperaturen von 80 bis 200°C und CO/h -Drücken von bis zu 600 bar. Ein so erzeugtes Hydroxymethylpolyisobuten kann dabei als Produktgemisch zusammen mit einem eine Aldehyd-Gruppe enthaltendem Polyisobuten anfallen.
Die in der Gruppe (m) unter (i) bis (ix) aufgeführten Gruppierungen, welche in den Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten I enthalten sein können, und ihre Erzeugung sind im Rahmen von Folgeumsetzungen von Isobutenpolymer-Epoxiden beispielsweise in der WO 2007/025700 näher beschrieben und werden nachfolgend wiedergegeben: Das Epoxid kann z. B. mit Wasser zu 1 ,2-Diolen hydrolysiert oder mit Thiolen oder primären oder sekundären Aminen umgesetzt werden, wobei man unter anderem Glykol- thioether und Amine erhält. Durch Umsetzung eines Isobutenpolymers, das durchschnittlich wenigstens 0,7, vorzugsweise wenigstens 0,9, Epoxygruppen pro Molekül aufweist, mit Polyolen oder insbesondere Polythiolen wie Trimethylolpropan-tris-(3-mercaptopropionat) oder Penta- erythritol-tetrakis-(3-mercaptopropionat), oder Polyaminen wie Diethylentriamin, erhält man Netzwerke, die aufgrund ihrer elastischen und dämpfenden Eigenschaften vorteil- haft sind.
In einer bevorzugten Folgereaktion lagert man das Epoxid zum Aldehyd um, was beispielsweise unter Katalyse mittels Alumosilikaten, z. B. Zeolithen, saurem Aluminiumoxid, Lewissäuren, wie Aluminium- oder Zinksalzen, z. B. Zinkbromid, oder Protonen- säuren wie Schwefelsäure, erfolgen kann. Der Aldehyd ist seinerseits ein vielseitiges Ausgangsmaterial für wertvolle Produkte. Die Umwandlung von Polyisobutenylepoxi- den in Aldehyde ist z.B. in der WO 90/10022 und der US 6,303,703 oder Organikum, 20. Aufl. 1999, Wiley-VCH, S. 615, beschrieben. Man kann den Aldehyd mit Ammoniak oder einem primären Amin in ein Imin umwandeln und das Imin zum Amin reduzieren, insbesondere katalytisch hydrieren. Geeignete primäre Amine sind z.B. Diethylentriamin, Di(methylethylen)triamin, Triethylentetra- min, Tri(methylethylen)tetramin, Tri(ethylethylen)tetramin, Tetraethylenpentamin, Pen- taethylenhexamin, Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, o-Phenylendiamin, m-Pheny- lendiamin, p-Phenylendiamin, alkyl-substituiertes o-, m- und p-Phenylendiamin, Di- methylaminomethylamin, Dimethylaminoethylamin, Dimethylaminopropylamin, Di- methylaminobutylamin, Dimethylaminoheptylamin, Diethylaminomethylamin, Diethyl- aminopropylamin, Diethylaminoamylamin, Dipropylaminopropylamin, Methylpropylami- noamylamin, Propylbutylaminoethylamin, Dimethylentrianilin, Methylendianilin, Poly- methylenanilin und Polyalkylmethylenanilin. Die Umsetzung des Aldehyds mit dem primären Amin und die Hydrierung des erhaltenen Imins zu einem Polyisobutenylamin ist in der WO 90/10022 beschrieben.
Man kann den Aldehyd auch in ein Oxim umwandeln und das Oxim zum Amin reduzie- ren. Zweckmäßigerweise setzt man Hydroxylamin ein, das man durch Neutralisieren eines Hydroxylamoniumsalzes erhält. Das Hydroxylamin reagiert mit dem Aldehyd zum Oxim. Man reduziert das Oxim dann durch katalytische Hydrierung zum Amin. Die Hydrierung erfolgt bei geeigneter Temperatur und Druck in Gegenwart eines Hydrierkatalysators. Geeignete Katalysatoren sind z. B. Raney-Nickel, Nickel auf Kieselgur, Kupfer- chromit, Platin auf Kohle, Palladium auf Kohle und dergleichen. Die Umsetzung ist z. B. in der US 6,303,703 beschrieben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wandelt man den Aldehyd in einer Leuckart-Reaktion in ein Azomethinkation um. Zur Durchführung der Leuckart-Reaktion sind verschiedene Reagenzien geeignet, Ammoniumformiat wird bevorzugt. Das Azomethinkation kann dann durch Hydrolyse in ein Amin umgewandelt werden. Die Hydro- lyse kann geeigneterweise mit verdünnter Salzsäure bei mäßig erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Vorzugsweise verwendet man dabei einen Phasentransferkata- lysator wie Tricaprylymethylammoniumnitrat. Die Umsetzung ist beispielsweise in der US 6,303,703 beschrieben. Das Epoxid kann weiterhin durch Umsetzung mit einem Boran und anschließende oxi- dative Spaltung des gebildeten Boratesters zu einem 1 ,3-Diol, beispielsweise zu 2- Polyisobutenyl-1 ,3-propandiol, umgesetzt werden. Geeignete Borane sind z. B. Dibo- ran (B2H6) sowie Alkyl- und Arylborane. Dem Fachmann ist geläufig, dass derartige Borane auch in situ aus einem Borhydrid und einer Säure, meist BF3-Etherat, herge- stellt werden können. Die Umsetzung mit dem Boran erfolgt in geeigneter Weise in einem Boran-koordinierenden Lösungsmittel. Beispiele hierfür sind offenkettige Ether wie Dialkyl-, Diaryl- oder Alkylarylether, sowie cyclische Ether wie Tetrahydrofuran oder 1 ,4-Dioxan, aber auch Lösungsmittel wie Toluol, Cyclohexan und Methylenchlorid sind geeignet. Die oxidative Spaltung zu einem 1 ,3-Diol kann beispielsweise mittels Was- serstoffperoxid in Gegenwart einer Base unter Erwärmen auf z. B. 50 bis 75°C erfolgen. Geeignete Lösungsmittel hierfür sind Ether oder Gemische von Ethern und Kohlenwasserstoffen.
Aus Hydroborierungsreaktionen resultierende Gruppierungen (n), welche in den Isobu- tenhomo- oder -copolymer-Derivaten I enthalten sein können, und ihre Erzeugung sind beispielsweise in der WO 2004/067583 näher beschrieben. Allgemeine Grundlagen der Hydroborierung sind in J. March, Advanced Organic Chemistry, 4. Auflage, Verlag J. Wiley & Sons, S. 783-789, beschrieben. Zu den geeigneten Boranquellen zählt vor allem Boran (BH3) selbst, welches üblicherweise in Form seines Dimeren (B2H6) auftritt. Zweckmäßigeweise wird das Boran in situ durch Umsetzung geeigneter Vorläufer, insbesondere von Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen des BhU-Anions mit Bortrihalogeniden, erzeugt. Typischerweise verwendet man hierbei Natriumborhydrid und Bortrifluorid-Etherat.
Ein bevorzugtes Hydroborierungsagens für die terminalen Vinyliden-Doppelbindungen des Polyisobutens ist das Umsetzungsprodukt einer Boranquelle, z. B. in situ aus Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen des BhU-Anions mit Bortrihalogeniden erzeugtes Boran, mit 0,5 bis 1 ,8 Äquivalentes pro Mol Boran eines Alkens eines Molekularge- wichtes von weniger als 250, z. B. 2-Methyl-2-buten oder 1 -Methylcyclohexen.
Die nachfolgende Oxidation des primären Hydroborierungsproduktes erfolgt typischerweise mit alkalischem Wasserstoffperoxid unter Erhalt eines Alkohols, der vorzugswei- se formal dem Anti-Markovnikov-Hydratisierungsprodukt des ungesättigten Isobutenpolymeren entspricht. Alternativ können die als primäres Hydroborierungsprodukt erhaltenen Polyisobutylborane auch einer oxidativen Umsetzung mit Brom in Gegenwart von Hydroxidionen unter Erhalt des Bromids unterzogen werden.
Aus Hydrosilylierungsreaktionen resultierende Gruppierungen (o), welche in den Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten I enthalten sein können, und ihre Erzeugung sind beispielsweise in der WO 2003/074577 näher beschrieben. Hierzu kann ein hochreaktives Polyisobuten einer Umsetzung mit einem Silan in Gegenwart eines Silylierungs- katalysators unter Erhalt eines wenigstens teilweise mit Silylgruppen funktionalisierten Polyisobutens unterworfen werden. Silylierte Isobutenpolymere wiederum stellen wertvolle Ausgangsmaterialien für Folgeumsetzungen zu neuen Produkten dar, beispielsweise für feuchtigkeitshärtende Dichtungsmassen und für Formulierungen, bei denen Glashaftung eine Rolle spielt.
Geeignete Hydrosilylierungskatalysatoren sind insbesondere Übergangsmetallkatalysatoren, wobei das Übergangsmetall unter Pt, Pd, Rh, Ru und Ir ausgewählt ist, z. B. feinverteiltes Platin, Platinchlorid, Hexachloroplatinsäure, Tetramethyldivinyldisiloxan- Platin-Komplexe, RhCI[P(C6H5)3]3, RhCI3, RuCI3 oder lrCI3. Geeignete Hydrosilylie- rungskatalysatoren sind weiterhin Lewis-Säuren wie Aluminiumtrichlorid oder Titantetrachlorid sowie Peroxide.
Geeignete Silane sind z. B. halogenierte Silane wie Trichlorsilan, Methyldichlorsilan, Dimethylchlorsilan und Trimethylsiloxydichlorsilan, Alkoxysilane wie Trimethoxysilan, Triethoxysilan, Methyldimethoxysilan, Phenyldimethoxysilan, 1 ,3,3,5,5,7,7-Heptame- thyl-1 ,1 -dimethoxytetrasiloxan sowie Acyloxysilane.
Die Reaktionstemperatur bei der Hydrosilylierung liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 140°C, insbesondere bei 40 bis 120°C. Die Reaktion wird üblicherweise bei Nor- maldruck durchgeführt, kann jedoch auch bei erhöhten Drücken, z. B. bei 1 ,5 bis 20 bar, oder verringerten Drücken, z. B. b ei 200 bis 600 mbar, erfolgen. Die Reaktion kann ohne Lösungsmittel oder in Gegenwart eines geeigneten inerten Lösungsmittels wie Toluol, Tetrahydrofuran oder Chloroform erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Aminofunktion enthält, bedeutet, so durchgeführt, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomeren- gemisch in Gegenwart
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Kom- plexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumal- kylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfon- säure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen C1- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer mit einem geeignetem Katalysator in Gegenwart von Kohlenmonoxid und Wasserstoff hydro- formyliert und anschließend in Gegenwart von mindestens n Äquivalenten Ammoniak oder eines Mono- oder Polyamins reduktiv aminiert.
Die Hydroformylierung und die reduktive Aminierung von hochreaktiven Polyisobute- nen sind beispielsweise in der EP-A 244 616 beschrieben. Dabei wird die Hydroformylierung in Gegenwart von Kohlenmonoxid und Wasserstoff üblicherweise mittels eines geeigneten Hydroformylierungskatalysators wie einem Rhodium- oder Kobaltkatalysator bei Temperaturen von 80 bis 200°C und CO/H2-Drücken von bis zu 600 bar durchgeführt. Die sich anschließende reduktive Aminierung des erhaltenen Oxoproduktes (Hydroxymethylpolyisobuten oder Produktgemisch aus Hydroxymethylpolyisobuten und Polyisobuten-Aldehyd gleicher Kohlenstoffzahl) erfolgt in der Regel bei Temperaturen von 80 is 200°C und Wasserstoffdrücken von bis zu 600 bar, insbesondere 80 bis 300 bar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Aminofunktion enthält, bedeutet, so durchgeführt, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Mono- merengemisch in Gegenwart
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Kom- plexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumal- kylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funk-tion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder (B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfon- säure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen C1- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -co-polymer mit einem geeignetem Aktivierungsmittel, insbesondere mit Chlor, behandelt und anschließend mit n Äquivalenten Ammoniak oder eines Mono- oder Polyamins um-setzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Carbonsäurederivatfunktion, insbesondere eine Carbonsäureimidfunktion, enthält, bedeutet, so durchgeführt, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart (A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Kom- plexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumal- kylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäure-ester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfon- säure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen C1- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer mit einer ethylenisch ungesättigten C4- bis Ci2-Dicarbonsäure oder einem reaktivem Derivat hiervon, insbesondere mit Maleinsäureanhydrid, thermisch oder halogenkatalysiert umsetzt und gegebenenfalls anschließend mit einem Mono- oder Polyamin in das entspechende Carbonsäureamid- oder Carbonsäureimid-Derivat umwandelt, wobei das resultierende Carbonsäureamid- oder Carbonsäureimid-Derivat noch durch weitere Umsetzung mit mindestens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4-Alkylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Aminofunktion enthält, bedeutet, so durchgeführt, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart (A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Kom- plexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumal- kylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion ent- hält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfon- säure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen C1- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -co-polymer mit einem Phenol in das entsprechende Alkylphenol umwandelt und dieses anschließend durch Umsetzung mit einem Aldehyd und einem primären oder sekundären Amin in das entsprechende Mannich-Addukt überführt. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch neue Isobutenhomopolymer- Derivate der allgemeinen Formel II
in der
R10, R11 und R12 unabhängig voneinander Wasserstoff, C bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce- Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C bis C4-Alkoxyreste oder Gruppierungen der allgemeinem Formel III
als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Phenyl, welches noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C bis C4-Alkoxyreste oder ein oder zwei Gruppierungen der allgemeinen Formel III als Substituenten tragen kann, bezeichnet,
Y ein Isobutylen- oder eine Isobutenylen-Brückeneinheit bedeutet, A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine oder mehrere Aminofunktionen und/oder Nitrogruppen und/oder eine Hydroxylgruppen und/oder eine Carbonsäureoder -Carbonsäurederivatfunktionen, insbesondere Bernsteinsäureanhydrid- oder Bernsteinsäurederivatfunktionen, und/oder Sulfonsäure- oder Sulfonsäurederivatfunkti- onen und/oder Aldehydfunktionen und/oder Silylgruppen enthält, y für eine Zahl von 1 bis 350, insbesondere von 9 bis 100, vor allem von 12 bis 50, steht, wobei bei telechelen Isobutenhomopolymer-Derivaten II die zwei oder drei Variablen y im Moleküle gleich oder verschieden sein können, und z die Zahl 0 oder vorzugsweise die Zahl 1 bedeutet.
Die erfindungsgemäß hergestellten Isobutenhomo- und -copolymer-Derivate eignen sich beispielsweise als Kraft- und Schmierstoffadditive. Die erfindungsgemäß hergestellten Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivate werden aus Isobutenpolymeren mit einem hohen Gehalt an terminalen Vinyliden-Doppelbin- dungen, welcher meist deutlich höher als 90 Mol-% ist, hergestellt und lassen sich somit in hohen Ausbeuten erzeugen. Weiterhin sind Aussehen und die Konsistenz dieser Derivate, beispielsweise deren Farbe, verbessert. Weiterhin sind auch die physikali- sehen Eigenschaften dieser Derivate, insbesondere das Viskositätsverhalten bei tiefen Temperaturen, sowie die Löslichkeiten, insbesondere in polaren Medien, die Tempera- turstabiliät und die Lagerstabilität der Derivate verbessert. Das verwendete Katalysatorsystem für die Erzeugung der Isobutenpolymeren in der Vorstufe ist ausreichend aktiv, langlebig, unproblematisch in der Handhabung und störungsunanfällig, insbe- sondere ist es frei von Fluor, somit wird unerwünschte aufgrund von Restfluorgehalt bedingte Korrosion auf metallischen Materialien und Stahlsorten vermieden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I
POL(-A)n (I) in der
POL den n-funktionellen Rest eines hydrophoben Polyisobutenhomo- oder -copolymeren mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 1 10 bis 250.000 bezeichnet, welcher Struktureinheiten aus mono-, di- oder trifunktionellen Initiatoren eingebaut enthalten kann,
A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche jeweils eine oder mehrere Aminofunktionen und/oder Nitrogruppen und/oder Hydroxylgruppen und/oder Mercaptan-gruppen und/oder Carbonsäure- oder -Carbonsäurederivatfunktionen, insbesondere Bernsteinsäureanhydridoder Bernsteinsäurederivatfunktionen, und/oder Sulfonsäure- oder Sulfonsäurederivatfunk- tionen und/oder Aldehydfunktionen und/oder Silylgruppen enthält, bedeutet und die Variable n für die Zahl 1 , 2 oder 3 steht, wobei bei n = 2 und n = 3 die Variablen A gleich oder verschieden sein können, dadurch gekennzeichnet, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomeren- gemisch in Gegenwart
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, oder
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure
oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen d- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer, welches einen Gehalt von wenigstens 50 Mol-% an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen pro Polyi- sobuten-Kettenende aufweist, mit mindestens n Äquivalenten einer die niedermolekulare polare Gruppe A oder eine Teilstruktur der niedermolekularen polaren Gruppe A einführenden Verbindung umsetzt und im Falle der Umsetzung mit einer Teilstruktur die Bildung der niedermolekularen polaren Gruppe A durch Folgereaktionen vervollständigt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (A) Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenchlorid-Donor-Kom-plexes oder Aluminiumtri- chlorid-Donor-Komplexes polymerisiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (A) als Polymerisationskatalysator einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex einsetzt, welcher als Donor einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2 enthält, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (A) als Polymerisationskatalysator einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex einsetzt, welcher als Donor einen Carbonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3- COOR4 enthält, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander C bis C20- Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (A) als Polymerisationskatalysator einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminumalkylhalogenid-Donor- Komplex einsetzt, bei dem die Donor-Verbindung eine Gesamt-Kohlenstoffzahl von 3 bis 16 aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (A) die Polymerisation unter Mitverwendung eines Initiators durchführt, welcher ausgewählt ist unter organischen Hydroxyverbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom oder an einen aromatischen Ring gebunden sind, organischen Halogenverbindungen, bei denen eine oder mehrere Halogenatome an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, Protonensäuren und Wasser.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator ausgewählt ist unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p- Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol, n- Butanol, Isobuta- nol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan, tert.- Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1 -methylethyl)benzol sowie Mischungen hieraus. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (A) die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymeri- sation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige basische Verbindung Pyridin oder ein Derivat des Pyridins einsetzt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Aus- führungsform (A) die Polymerisation in einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder in einer Mischung aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff oder in einem halogenfreien aliphatischen oder halogenfreien aromatischen Kohlenwasser- Stoff als inertem Verdünnungsmittel durchführt.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure ausgewählt aus Methansul- fonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure und Toluolsulfonsäure oder Mischungen hieraus einsetzt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) als Lewis-Säure für den als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex mindestens eine Verbindung ausgewält aus den binären Chlor- und Fluorverbindungen der Elemente der 1 . bis 8. Nebengruppe und der 3. bis 5. Hauptgruppe des Periodensystems oder Mischungen hieraus einsetzt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lewis-Säure eine binäre Chlor- oder Fluorverbindung ausgewählt aus BCI3, AICI3, TiCU, FeC , FeC , ZnC , BF3, AIF3, TiF4, FeF2, FeF3 und ZnF2 hieraus einsetzt.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) einen als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex einsetzt, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die als Donor fungierende organischen Verbindung einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, C5- bis Ce-Cyclo- alkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen, oder einen Car- bonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen, darstellt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die als Donor fungierende or- ganische Verbindung eine Gesamt-Kohlenstoffzahl von 3 bis 16 aufweist.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation unter Mitverwendung mindestens eines weiteren Initiators durchführt, welcher mono- oder polyfunktionell und unter organi- sehen Hydroxyverbindungen, organischen Halogenverbindungen, Protonensäuren und Wasser ausgewählt ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der der mindestens eine zusätzliche Initiator ausgewählt ist unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Me- thanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p-Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2- Phenyl-2-propanol, n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 - chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan, tert.-Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1 - methyl-ethyl)benzol sowie Mischungen hieraus. 19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Homopolymerisa- tion von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Ver- bindung durchführt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige basische Verbindung Pyridin oder ein Derivat des Pyridins einsetzt. 21 . Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation bei einer Temperatur von -30°C bis +50°C durchführt.
22. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation in einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff, in einem halogenierten a- liphatischen Kohlenwasserstoff oder in einer Mischung aus aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff als inertem Verdünnungsmittel durchführt.
23. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man als Mono- merquelle für die Polymerisation einen technischen C4-Kohlenwasserstoff-strom mit einem Isobuten-Gehalt von 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere einen Raffinat 1 -Strom, einen b/b- Strom aus einer FCC-Raffinerieeinheit, einen Produktstrom einer Propylen-Isobutan- Cooxidation oder einen Produktstrom aus einer Metathese-Einheit, einsetzt.
24. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23 zur Herstellung von Isobutenhomo- oder - copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen der POL zugrundeliegende hydrophobe n-funktionelle Rest durch Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.-% n-Buten gebildet wurde, monofunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 5000 aufweist.
25. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23 zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen der POL zugrundeliegende hydro- phobe n-funktionelle Rest durch Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.-% n-Buten, jeweils unter Mitverwendung eines di- oder tri- funktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurde, di- oder trifunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 10.000 aufweist. 26. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23 zur Herstellung von Isobutencopolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen der POL zugrundeliegende hydrophobe n-funktionelle Rest durch Copolymerisation von Isobuten mit mindestens einem vinylaromatischen Como- nomer, gegebenenfalls unter Mitverwendung eines di- oder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurde, mono-, di- oder trifunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 15.000 aufweist.
27. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 26 zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, bei denen die niedermolekulare polare Gruppe A ausgewählt ist unter
(a) Mono- oder Polyaminogruppen mit bis zu 6 Stickstoffatomen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(b) Nitrogruppen, gegebenenfalls in Kombination mit Hydroxylgruppen;
Hydroxylgruppen, gegebenenfalls in Kombination mit Mono- oder Polyaminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat;
(d) Carboxylgruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen; (e) Sulfonsäuregruppen oder deren Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen;
(f) Polyoxy-C2-C4-alkylengruppierungen, die durch Hydroxylgruppen, Mono- oder Polyaminogruppen, wobei mindestens ein Stickstoffatom basische Eigenschaften hat, oder durch Carbamatgruppen terminiert sind;
(g) Carbonsäureestergruppen;
(h) Bernsteinsäureanhydrid oder aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen, die durch thermische oder halogenkatalysierte Maleinierung der innenständigen Doppelbindungen) und der terminalen Vinyliden-Doppelbindung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copolymeren mit Maleinsäureanhydrid und im Falle von aus Bernsteinsäureanhydrid abgeleiteten Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen durch entsprechende Folgereaktionen hergestellt wurden, wobei ein resultierendes Carbonsäureamid- oder Carbonsäureimid-Derivat noch durch weitere Umsetzung mit mindestens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4-Alkylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden kann;
(j) durch Mannich-Umsetzung von durch POL substituierten Phenolen mit Aldehyden und Mono- oder Polyaminen erzeugten Gruppierungen; (k) Phenol-, Alkylphenol- oder (Hydroxyalkyl)-phenol-Gruppierungen;
(I) Hydroxymethyl-Gruppen;
(m) Gruppierungen, die durch Epoxidierung der terminalen Vinyliden-Doppel- bindung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copolymeren und nachfolgende
(i) Hydrolyse zum 1 ,2-Diol, (ii) Umsetzung mit einem Thiol oder einem Polythiol,
Umsetzung mit Ammoniak, einem Monoamin oder einem Polyamin, (iv) Umsetzung mit einem Boran zu einem Boratester und oxidative Spaltung des Boratesters zum 1 ,3-Diol,
(v) Umwandlung in einen Aldehyd,
(vi) Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in ein Oxim und Reduktion des Oxims zum Amin,
(vii) Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in ein Azomethinkation und Hydrolyse zum Amin,
(viii) Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in einen Alkohol oder
(ix) Umwandlung in einen Aldehyd und Umwandlung des Aldehyds in eine Schiff'sche Base oder ein Enamin und Reduktion der Schiff'schen
Base oder des Enamins zum Amin erzeugt wurden;
(n) Gruppierungen, die durch Hydroborierung der terminalen Vinyliden-Doppel- bindung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -copoly- meren und nachfolgende Oxidation des primären Hydroborierungsproduk- tes erzeugt wurden; und
(o) Gruppierungen, die durch Hydrosilylierung der terminalen Vinyliden-Dop- pelbindung(en) der POL zugrundeliegenden Polyisobutenhomo- oder -co- polymeren erzeugt wurden.
28. Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Aminofunktion enthält, bedeutet, nach den Ansprüchen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder (B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die
Variable Z einen d- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer mit einem geeignetem Katalysator in Gegenwart von Kohlenmonoxid und Wasserstoff hydroformyliert und anschließend in Gegenwart von mindestens n Äquivalenten Ammoniak oder eines Mono- oder Polyamins reduktiv aminiert. 29. Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Aminofunktion enthält, bedeutet, nach den Ansprüchen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure
oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die
Variable Z einen d- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer mit einem geeignetem Aktivierungsmittel, insbesondere mit Chlor, behandelt und anschließend mit n Ä- quivalenten Ammoniak oder eines Mono- oder Polyamins umsetzt.
30. Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Carbonsäurederivatfunktion, insbesondere eine Carbonsäureimidfunktion, enthält, bedeutet, nach den Ansprü- chen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines
Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure
oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die
Variable Z einen d- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis
Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer mit einer e- thylenisch ungesättigten C4- bis Ci2-Dicarbonsäure oder einem reaktivem Derivat hiervon, insbesondere mit Maleinsäureanhydrid, thermisch oder halogenkatalysiert umsetzt und gegebenenfalls anschließend mit einem Mono- oder Polyamin in das entspechende Carbon- säureamid- oder Carbonsäureimid-Derivat umwandelt, wobei das resultierende Carbonsäu- reamid- oder Carbonsäureimid-Derivat noch durch weitere Umsetzung mit mindestens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhy-drid, mit mindestens einem C2- bis C4-Alkylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden kann. Verfahren zur Herstellung von Isobutenhomo- oder -copolymer-Derivaten der allgemeinen Formel I, in der A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine Aminofunktion enthält, bedeutet, nach den Ansprüchen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines
Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, insbesondere unter Mitverwendung eines Initiators, oder
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure
oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus min- destens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen d- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert, das resultierende hochreaktive Isobutenhomo- oder -copolymer mit einem Phenol in das entsprechende Alkylphenol umwandelt und dieses anschließend durch Umsetzung mit einem Aldehyd und einem primären oder sekundären Amin in das entsprechende Mannich-Addukt überführt.
32. Isobutenhomopolymer-Derivate der allgemeinen Formel II
in der
R10, R11 und R12 unabhängig voneinander Wasserstoff, C bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce- Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C bis C4-Alkoxyreste oder Gruppierungen der allgemeinem Formel III
als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Phenyl, welches noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C bis C4-Alkoxyreste oder ein oder zwei Gruppierungen der allgemeinen Formel III als Substituenten tragen kann, bezeichnet,
Y ein Isobutylen- oder eine Isobutenylen-Brückeneinheit bedeutet,
A eine niedermolekulare polare Gruppe, welche eine oder mehrere Aminofunktionen und/oder Nitrogruppen und/oder Hydroxylgruppen und/oder Carbonsäure- oder - Carbonsäurederivatfunktionen, insbesondere Bernsteinsäureanhydrid- oder Bernsteinsäurederivatfunktionen, und/oder Sulfonsäure- oder Sulfonsäurederivatfunktionen und/oder Aldehydfunktionen und/oder Silylgruppen enthält, y für eine Zahl von 1 bis 350 steht, wobei bei telechelen Isobutenhomopolymer-Derivaten II die zwei oder drei Variablen y im Moleküle gleich oder verschieden sein können, und z die Zahl 0 oder 1 bedeutet.
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