FR2464948A1 - Procede de preparation du 1-methacrylate-1-terbutylperoxy-ethane - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE PREPARATION DE COMPOSES PEROXY NON SATURES. PROCEDE DE PREPARATION DE 1-METHACRYLATE-1-TERBUTYLPEROXYETHANE, DANS LEQUEL LE A-CHLORO-ETHYL-TERBUTYLPEROXYDE REAGIT AVEC DE L'ACIDE METHACRYLIQUE EN PRESENCE DE TRIETHYLAMINE A PROPORTION EQUIMOLECULAIRE DES REACTIFS. ON FAIT REAGIR UN ALCOYLPEROXYDE ET UN DERIVE D'ACIDE ACRYLIQUE DANS DE L'ETHER DE PETROLE ET, EN TANT QUE CATALYSEUR, EN PRESENCE DE TRIETHYLAMINE. APPLICATION A LA SYNTHESE DU 1-METHACRYLATE-1-TER BUTYLPEROXYETHANE UTILISABLE NOTAMMENT COMME INITIATEUR DE POLYMERISATION RADICALAIRE DE MONOMERES VINYLIQUES.

Description

La présente invention est relative aux procédés de préparation de composés peroxy non saturés, et plus précisément, elle concerne un procédé de préparation du 1-métha crylate-l-terbutylperoxyéthane.

Le composé précité est utilisable notamment en tant qu'initiateur de polymérisation radicalaire de monomères vinyliques, en tant qu'agent de vulcanisation pendant la préparation de caoutchoucs, ainsi qu'en tant que comonomère lors de la copolymérisation avec d'autres composés vinyliques pour obtenir des composés réactifs et pour des synthèses ultérieures à base de copolymères réactifs des copolymères greffés.

On connait déjà un procédé de préparation du 1-métha- crylate-2-terbutylperoxyéthane (T.I. Yurgenko, G.A. Petrov skaia, L.P. Mamchur - Recueil "succès obtenus dans le domaine de la chimie de peroxycomposés et de l'autooxydation"
M., Editions "Chimie", 1969 p.75 à 77) - c'est-à-dire d'un composé dont la constitution est voisine du 1-méthacrylate 1-terbutylperoxyéthane. Le procédé est basé sur la réaction d'un oxyperoxyde correspondant avec le chlorure de l'acide méthacrylique en présence d'un catalyseur de chlorure cuivreux au sein d'un solvant - chlorobenzène.

Mais le procédé précité présente l'inconvénient de conduire à un rendement très faible de 22 % du produit visé.

On connaît un procédé de préparation du 1-méthacrylate1-terbutylperoxyéthane selon lequel on fait réagir les sels sodique, potassique ou argentique de l'acide méthacrylique avec l'a-chloroéthyl-terbutylperoxyde à une température de 45"C à 50 C, en utilisant en tant que solvant l'éther de pétrole. Les sels de l'acide méthacrylique sont obtenus par neutralisation de l'acide méthacrylique par des solutions alcooliques des bases correspondantes. Si l'on utilise le sel argentique de l'acide méthacrylique, on effectue la réaction avec des proportions équimoléculaires des réactifs.

Dans le cas où l'on utilise des sels sodique ou potassique de l'acide méthacrylique, il est nécessaire d'introduire aussi dans le mélange réactionnel de l'acide méthacrylique à raison de 0,5 mole par mole de sel de l'acide. On effectue la synthèse pendant 3 heures. Ensuite le mélange réactionnel est lavé avec une solution de soude et avec de l'eau; le séchage est effectué sur le sulfate de magnésium. Après l'extraction par distillation du solvant, le produit est purifié par chromatographie d'adsorption.

Mais le procédé ci-dessus présente l'inconvénient de comprendre plusieurs étapes.

Selon un autre aspect désavantageux, il est de plus nécessaire de procéder à une purification supplémentaire du produit visé par voie de chromatographie d'adsorption.

Le faible rendement en l-méthacrylate-l-ter butyl- peroxyéthane, de 78 % constitue encore un autre inconvénient du procédé en question.

On connait un procédé de préparation du l-méthacry late-1-terbutylperoxyéthane dans lequel on fait réagir l'a-hydroxyéthyl-terbutylperoxyde avec le chlorure de l'acide méthacrylique. (Certificat d'auteur d'invention de 1'URSS nO 631509). On effectue la réaction au sein d'un solvant - éther diéthylique, en présence d'un catalyseur, de potasse, à une température de 100 à O"C.

L'inconvénient du procédé précité réside dans la complexité de la mise en oeuvre à l'échelle industrielle, en raison de l'utilisation nécessaire du chlorure de l'acide méthacrylique, instable du point de vue hydrolytique, ce qui exige le séchage soigneux du solvant et des réactifs.

Selon un autre inconvénient, on utilise un solvant à bas point d'ébullition, présentant des risques d'incendie considérables.

Selon encore un autre inconvénient, il est nécessaire d'opérer à température réduite, ce qui exige d'utiliser des agents de refroidissement ou bien des installations frigorifiques.

La présente invention vise un procédé de préparation d'acrylates et de méthacrylates d' < i-oxyalcoylperoxydes par réaction de dérivés d'un alcoylperoxyde et de l'acide acrylique, dans un solvant inerte et en présence d'un catalyseur et de tels solvants, catalyseur et conditions opératoires du procédé en question, visant à faire augmenter le rendement et la qualité du produit ci-dessus, ainsi qu'à simplifier la technologie du procédé.

A cette fin, conformément à l'invention, on a re cours à un procédé de préparation du 1-méthacrylate-1- terbutylperoxyéthane par réaction des dérivés d'un alcoylperoxyde et de l'acide acrylique en milieu solvant inerte et en présence d'un catalyseur, tout en agitant le mélange réactionnel, ladite réaction étant suivie de la séparation du produit visé, dans lequel on utilise l'éther de pétrole, en tant que solvant inerte, et la triéthylamine en tant que catalyseur, ce procédé étant effectué à une température de 20 à 700C environ.

Pour obtenir du 1-méthacrylate-l-terbutylperoxy éthane, on utilise lta-chloroéthyl-terbutylperoxyde en tant qu' alcoylperoxyde.

Pour obtenir le produit visé précité, on utilise l'acide méthacrylique en qualité de dérivés de l'acide acrylique.

Dans le but d'utiliser les réactifs de manière la plus complète, le procédé est effectué avec des proportions équimoléculaires de l'a-chloroéthyl-terbutylpero- xyde, l'acide méthacrylique et de triéthylamine.

Afin d'empêcher la polymérisation de l'acide méthacrylique, ainsi que du 1-méthacrylate-1-terbutylperoxy- éthane obtenu, lors de la synthèse, la réaction est effectuée à une température de 30 à 400C environ.

Selon le procédé de préparation de 1-méthacrylatel-terbutylperoxyéthane, on introduit 1' ci-chloro-éthyl- terbutylperoxyde et l'acide méthacrylique au sein de l'éther de pétrole dans un réacteur thermostatisé à une température de 20 à 700C environ. Au cours de l'agitation, on ajoute de la triéthylamine. Après 2 à 4 heures environ, on arrête l'agitation, on filtre le sel précipité chlorhydrate de triéthylamine, a solution est lavée avec de la soude et avec de l'eau jusqu'à obtention d'une réaction neutre, le séchage est effectué sur le sulfate de magnésium. Le solvant est extrait par distillation sous vide. Le rendement du produit visé est de 90 à 92 %.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description des exemples qui suivent et sont donnés à titre illustratif.

Exemple I 151,5 g (1 mole) d'a-chloroéthyl-terbutylperoxyde et 86 g (1 mole) d'acide méthacrylique dans 1000 ml de l'éther de pétrole sont portés à une température de 30"C et on ajoute 101 g (1 mole) de triéthylamine. Après 3 heures, la solution est filtrée, lavée avec de la soude et avec de l'eau, on effectue le séchage sur du sulfate de magnésium et le solvant est extrait par distillation. On obtient 182 g de l-méthacrylate-1-ter-but peroxyéthane, le rendement étant de 90 h.

Le 1-méthacrylate-1-terbutylperoxyéthane obtenu, qui répond à la formule suivante

possède les propriétés physiques et chimiques ci-après densité à 20 C : de 0,9593 g/cm ; indice de réfraction à 20 C : de 1,4237; analyse élémentaire : trouvés (en %) C : 59,41, H: 8,90.

calculés (en %) C:59,31, H:8,95; teneur en oxygene actif trouvée (en ) 7,92; calculée (en %) 7,98; teneur en matière active déterminée par ozonisation des doubles liaisons : 99,6 %; masse moléculaire déterminée par méthode cryoscopique: trouvée : 200, calculée : 202; réfraction moléculaire trouvée : 53,70 calculée : 53,95; constante de décomposition thermique dans le chlorobenzène 1,6 . 10 5 (11000), 7,0.10-5(120 C),2,6.10 4(130 C).

Exemple 2 151,2 g (l mole) d' -chloroéthyl-terbutylperoxyde, 86 g (l mole) d'acide méthacrylique dans 1000 ml d'éther de pétrole sont chauffés à une température de 40"C et on ajoute 101 g (l mole) de triéthylamine. Après 2 heures, la solution est filtrée, lavée avec de la soude et avec de l'eau, séchée sur du sulfate de magnésium et le solvant est extrait par distillation. On obtient 186 g de l-métha crylate-l-terbutylperoxyéthane, le rendement étant de 92 %.

Les propriétés du produit sont identiques à celles citées à l'exemple 1.

Exemple 3 151,5 g (i mole) d'a-hloroéthyl-ter butylperoxyde, 86 g (l mole) d'acide méthacrylique dans 1000 ml d'éther de pétrole sont portés à une température de 700C et on ajoute 101 g (l mole) de triéthylamine. Après 2 heures, la solution est filtrée, lavée avec de la soude et avec de l'eau, séchée sur du. sulfate de magnésium et on extrait par distillation le solvant. On obtient 182 g de l-méthacrylate- l-terbutylperoxyéthane, le rendement étant de 90%.

Exemple 4
A 151,5 g (1 mole) d'a-chloroéthyl-terbutyl-peroxyde et 86 g (1 mole) d'acide méthacrylique dans 1000 ml d'éther de pétrole à 20"C on ajoute 101 g ( mole) de triéthylamine. Après 4 heures, la solution est filtrée, lavée avec de la soude et avec de l'eau, séchée sur du sulfate de magnésium et le solvant est extrait par distillation.

Ainsi on obtient 186 g de l-méthacrylate-l-terbutylperoxy- éthane, le rendement étant de 92 %.

Le procédé proposé de préparation de l-méthacrylate l-terbutylperoxyéthane permet d'assurer l'obtention à haut rendement du produit visé suivant une technologie simplifiée par interaction directe des réactifs suivie de la séparation ultérieure du produit sans purification particulière. La qualité élevée du produit visé (teneur en matière principale dépassant 99%), la simplicité de la technologie de préparation, le haut rendement en produit, prouvent aue le procédé de l'invention de préparation de de l-méthacrylate-l-terbutylperoxyéthane est nettement plus erticace que les procedes connus a ce lour.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS

   l. Procédé de préparation du l-méthacrylate-l-terbutyl- peroxyéthane par réaction de dérivés d'alcoylperoxyde et de l'acide acrylique dans un solvant inerte et en présence d'un catalyseur, tout en agitant le mélange réactionnel, suivie de la séparation ultérieure du produit visé, caractérisé par le fait que lors de l'interaction des dérivés' d'alcoylperoxyde et de l'acide acrylique, on utilise l'éther de pétrole en tant que solvant inerte, et la triéthylamine, en qualité de catalyseur,leditprocédé étant effectué à une température de 20 à 70"C environ.
2. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise l'a-chloroéthyl-terbutylperoxyde en tant que dérivés d'alcoylperoxyde.
3. 3. Procédé suivant la revendication l ou 2, caractérisé par le fait que l'on utilise l'acide méthacrylique en tant que dérivés de l'acide acrylique.
4. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé par le fait que le procédé est effectué avec des proportions équimoléculaires des réactifs.
5. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le procédé est effectué à une température de 30 à 40"C.