RU2816458C1 - Diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid as monomer for production of epoxy polymers - Google Patents

Diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid as monomer for production of epoxy polymers Download PDF

Info

Publication number
RU2816458C1
RU2816458C1 RU2023104855A RU2023104855A RU2816458C1 RU 2816458 C1 RU2816458 C1 RU 2816458C1 RU 2023104855 A RU2023104855 A RU 2023104855A RU 2023104855 A RU2023104855 A RU 2023104855A RU 2816458 C1 RU2816458 C1 RU 2816458C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monomer
diglycidyl ester
production
tetrachlorophthalic acid
epoxy polymers
Prior art date
Application number
RU2023104855A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ауес Ахмедович Беев
Светлана Юрьевна Хаширова
Джульетта Анатольевна Беева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2816458C1 publication Critical patent/RU2816458C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the use of diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid of the formula
as a monomer for production of epoxy polymers.
EFFECT: expansion of the range of monomers with reactive end groups that enter into polymer synthesis reactions.
1 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к химическим соединениям, а именно к хлорсодержащему диглцидиловому эфиру, который может быть использован в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров. Технический результат - расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми группами, вступающих в реакции синтеза полимеров.The invention relates to chemical compounds, namely to chlorine-containing diglycidyl ether, which can be used as a monomer for the production of epoxy polymers. The technical result is an expansion of the range of monomers with reactive end groups that enter into polymer synthesis reactions.

Предлагается применение диглицидилового эфира 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислотыThe use of diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid is proposed

в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров.as a monomer for the production of epoxy polymers.

Известны хлорсодержащие эпоксидные соединения, которые используются в качестве мономеров для синтеза эпоксидных полимеров:Chlorine-containing epoxy compounds are known, which are used as monomers for the synthesis of epoxy polymers:

1. Пат. Японии № 15540, сер. 2, сб. 12-68, опубл. 1964.1. Pat. Japan No. 15540, ser. 2, Sat. 12-68, publ. 1964.

2. Пат. США № 3399174, кл. 260-47, опубл. 1968. 2. Pat. US No. 3399174, cl. 260-47, publ. 1968.

3. Авт. свид. СССР № 684044, С 08G 59/00. Опубл. 05.09.79. Бюлл. №33. 3. Auto. date USSR No. 684044, C 08G 59/00. Publ. 09/05/79. Bulletin No. 33.

4. Авт. свид. СССР № 1219595, С 08G 59/06. Опубл. 23.03.86. Бюлл. №11. 4. Auto. date USSR No. 1219595, C 08G 59/06. Publ. 03/23/86. Bulletin No. 11.

5. Авт. свид. СССР № 1126571, C 07D 303/28. Опубл. 23.03.86. Бюлл. №11. 30.11.84. Бюлл. № 44.5. Auto. date USSR No. 1126571, C 07D 303/28. Publ. 03/23/86. Bulletin No. 11. 11/30/84. Bulletin No. 44.

Недостатками этих мономеров являются недостаточно высокие значения огнестойкости и механических свойств получаемых на их основе эпоксидных полимеров.The disadvantages of these monomers are the insufficiently high fire resistance and mechanical properties of the epoxy polymers obtained from them.

Более близким к предлагаемым по структуре и свойствам является [6] Пат. РФ № 2757583, С07D 303/44, C08G 59/24. Диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров. Опубл. 19.10.2021. Бюлл. № 29. В этом источнике предлагается использовать диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров. При достаточно высоких значениях огнестойкости и механических свойств получаемых полимеров, они не обладают высокой термостойкостью.Closer to those proposed in structure and properties is [6] Pat. RF No. 2757583, C07D 303/44, C08G 59/24. Diglycidyl ester of 4-chlorophthalic acid as a monomer for the production of epoxy polymers. Publ. 10/19/2021. Bulletin No. 29. This source suggests using 4-chlorophthalic acid diglycidyl ester as a monomer to produce epoxy polymers. Although the fire resistance and mechanical properties of the resulting polymers are quite high, they do not have high heat resistance.

Задачей изобретения является расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми эпоксидными группами и получаемых на их основе полимеров с заранее заданным комплексом необходимых свойств и работающих под действием различных экстремальных условий.The objective of the invention is to expand the range of monomers with reactive end epoxy groups and polymers obtained on their basis with a predetermined set of necessary properties and operating under various extreme conditions.

Задача решается получением хлорсодержащего диэпоксида - ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]3,4,5,6-тетрахлор-бензола взаимодействием 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислоты с эпихлоргидрином (ЭХГ) в присутствии раствора основания. The problem is solved by obtaining chlorine-containing diepoxide - di[1,2-carboxy-(2,3-epoxy-propane)]3,4,5,6-tetrachloro-benzene by reacting 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid with epichlorohydrin (ECH ) in the presence of a base solution.

Пример 1Example 1

В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 15,195 г (0,05 моль) 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислоты, 18,5 г (0,2 моль), эпихлоргидрина. Включают перемешивание, и повысив температуру до 65 °С, выдерживают в течение 45 мин., добавляют 4,4 г (0,11 моль) гидроксида натрия в виде 12,6 н. раствора. Температура за счет экзотермической реакции поднимается до 82 °С. Выдерживают при этой температуре в течение 90 мин. После этого, содержимое колбы охлаждают до 50 °С, убирают мешалку, присоединяют прямой холодильник, и под пониженным давлением, отгоняют эпихлоргидрин. Содержимое колбы разбавляют 150 мл хлороформа и промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на хлор-ионы, и нейтральной реакции по фенолфталеину. После этого, проводят отгонку хлороформа при 70 °С сначала при атмосферном давлении, затем при пониженном давлении. Получают 19,22 г (92,4 %) светло-желтого порошка - диэпоксида - ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]3,4,5,6-тетрахлор-бензола. Температура плавления - 92-94 °С. Из результатов элементного анализа, функционального анализа, тонкослойной хроматографии, ИК-спектроскопии образуется диглицидиловый эфир 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислоты формулы:15.195 g (0.05 mol) of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid, 18.5 g (0.2 mol) of epichlorohydrin are charged into a three-neck flask equipped with a stirrer, thermometer and reflux condenser. Turn on the stirring and raise the temperature to 65 °C, hold for 45 minutes, add 4.4 g (0.11 mol) of sodium hydroxide in the form of 12.6 N. solution. The temperature rises to 82 °C due to the exothermic reaction. Maintain at this temperature for 90 minutes. After this, the contents of the flask are cooled to 50 °C, the stirrer is removed, a direct cooler is connected, and epichlorohydrin is distilled off under reduced pressure. The contents of the flask are diluted with 150 ml of chloroform and washed with distilled water until the wash water reacts negatively to chlorine ions and is neutral to phenolphthalein. After this, chloroform is distilled off at 70 °C, first at atmospheric pressure, then at reduced pressure. 19.22 g (92.4%) of light yellow powder - diepoxide - di[1,2-carboxy-(2,3-epoxy-propane)]3,4,5,6-tetrachlorobenzene - are obtained. Melting point - 92-94 °C. From the results of elemental analysis, functional analysis, thin layer chromatography, and IR spectroscopy, 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid diglycidyl ester is formed with the formula:

Расчетная молекулярная масса продукта = 416,04 г/моль; элементный состав, %: Calculated molecular weight of product = 416.04 g/mol; elemental composition,%:

С = 40,42/40,56; Н = 2,42/2,48; О = 23,07/22,75; Сl = 34,09/35,12 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено). Содержание эпоксидных групп (%) - 20,6/18,4 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).C = 40.42/40.56; H = 2.42/2.48; O = 23.07/22.75; Сl = 34.09/35.12 (calculated in the numerator, found in the denominator). The content of epoxy groups (%) is 20.6/18.4 (calculated in the numerator, found in the denominator).

В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см-1: 1076-1063 (Cаром-Cl); 915, 885 (эпоксидная группа); 1730-1710 (сложноэфирная группа). In the IR spectra, absorption bands were detected in the region, cm -1 : 1076-1063 (C arom -Cl); 915, 885 (epoxy group); 1730-1710 (ester group).

Пример 2Example 2

По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 37,0 г (0,4 моль). Выход продукта реакции составляет 19,45 г, (93,5 %). Содержание эпоксидных групп (%) - 20,6/18,8 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).According to example 1, only the amount of epichlorohydrin in the reaction mixture is 37.0 g (0.4 mol). The yield of the reaction product is 19.45 g (93.5%). The content of epoxy groups (%) is 20.6/18.8 (calculated in the numerator, found in the denominator).

Пример 3Example 3

По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 46,25 г (0,5 моль). Выход продукта реакции составляет 19,72 г, (94,7 %). Содержание эпоксидных групп (%) - 20,6/18,9 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).According to example 1, only the amount of epichlorohydrin in the reaction mixture is 46.25 g (0.5 mol). The yield of the reaction product is 19.72 g (94.7%). The content of epoxy groups (%) is 20.6/18.9 (calculated in the numerator, found in the denominator).

Пример 4Example 4

По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 55,5 г (0,6 моль). Выход продукта реакции составляет 19,8 г (95,2 %). Содержание эпоксидных групп (%) - 20,6/20,1 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).According to example 1, only the amount of epichlorohydrin in the reaction mixture is 55.5 g (0.6 mol). The yield of the reaction product is 19.8 g (95.2%). The content of epoxy groups (%) is 20.6/20.1 (calculated in the numerator, found in the denominator).

Синтезированный диглицидиловый эфир 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислоты отверждается известными отвердителями аминного и ангидридного типов. The synthesized diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid is cured with known amine and anhydride hardeners.

В табл. 1 приведены некоторые свойства эпоксидных полимеров, полученных из мономера, полученного по примеру 4.In table Table 1 shows some properties of epoxy polymers obtained from the monomer obtained according to example 4.

Таблица 1Table 1 Эпоксидный полимерEpoxy resin Свойства отвержденных эпоксидных полимеровProperties of cured epoxy resins Время самозатухания, секSelf-extinguishing time, sec σразр., кгс/см2 σ resolution, kgf/cm 2 Т2%, °СT 2%, °C По примеру 4According to example 4 0-10-1 890-900890-900 435-445435-445 АналогAnalogue 1-21-2 850-880850-880 400-420400-420 σразр. - разрушающее напряжение при статическом изгибе;
Т2% - температура 2%-й потери массы на воздухе.
σ res. - breaking stress during static bending;
T 2% - temperature of 2% mass loss in air.

При прикладном использовании предлагаемого диглицидилового эфира 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислоты получаются полимеры с повышенными значениями огне-, тепло- и термостойкости, сохраняющие хорошие диэлектрические свойства в широком интервале температур и частот, легко растворимы в обычных органических растворителях и могут перерабатываться в изделия обычными технологическими методами.With the applied use of the proposed diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid, polymers with increased values of fire, heat and heat resistance are obtained, retaining good dielectric properties over a wide range of temperatures and frequencies, are easily soluble in conventional organic solvents and can be processed into products using conventional technological methods.

Claims (3)

Применение диглицидилового эфира 3,4,5,6-тетрахлорфталевой кислоты формулыApplication of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid diglycidyl ester of the formula в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров.as a monomer for the production of epoxy polymers.
RU2023104855A 2023-03-02 Diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid as monomer for production of epoxy polymers RU2816458C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2816458C1 true RU2816458C1 (en) 2024-03-29

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3399174A (en) * 1967-04-28 1968-08-27 Dow Chemical Co Self-extringuishing epoxy resins
US20120142839A1 (en) * 2008-01-08 2012-06-07 Unitex Chemical Corporation Plasticized polyvinyl chloride composition with flame retardant
RU2757583C1 (en) * 2020-11-21 2021-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Diglycidyl ether of 4-chlorophthalic acid as a monomer for producing epoxy polymers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3399174A (en) * 1967-04-28 1968-08-27 Dow Chemical Co Self-extringuishing epoxy resins
US20120142839A1 (en) * 2008-01-08 2012-06-07 Unitex Chemical Corporation Plasticized polyvinyl chloride composition with flame retardant
RU2757583C1 (en) * 2020-11-21 2021-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Diglycidyl ether of 4-chlorophthalic acid as a monomer for producing epoxy polymers

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Database REGISTRY [online], *
Retrieved from STN. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6698095B2 (en) Method for synthesizing polyoxazolidinone compound having high stability
US11220481B2 (en) Thermosetting ring-opening metathesis polymerization materials with thermally degradable linkages
van Velthoven et al. Poly (hydroxy urethane) s based on renewable diglycerol dicarbonate
Chrysanthos et al. Preparation and properties of bio-based epoxy networks derived from isosorbide diglycidyl ether
EP0022073B1 (en) Diglycidyl ethers of di-secondary alcohols, their preparation and their use
Yu et al. Catalyzed non-isocyanate polyurethane (NIPU) coatings from bio-based poly (cyclic carbonates)
JPH06263676A (en) New cyclohexyl group-containing glycidyl ether
US11718707B2 (en) Epoxy resin
KR20170077200A (en) Process for making benzoxazines
Cornille et al. Thiol-ene coupling: An efficient tool for the synthesis of new biobased aliphatic amines for epoxy curing
RU2816458C1 (en) Diglycidyl ester of 3,4,5,6-tetrachlorophthalic acid as monomer for production of epoxy polymers
Mogheiseh et al. Vanillin-derived epoxy monomer for synthesis of bio-based epoxy thermosets: effect of functionality on thermal, mechanical, chemical and structural properties
An et al. One-pot cascade polymerization based on the addition reactions of electrophilic selenium reagents to alkenes
US4434106A (en) Process for preparing perfluorotriazine elastomers and precursors thereof
KR20190128483A (en) Preparing Method of Epoxy Resin Having Alkoxysilyl Group
RU2757583C1 (en) Diglycidyl ether of 4-chlorophthalic acid as a monomer for producing epoxy polymers
US3449340A (en) Triazines containing oxetane groups
EP0243318B1 (en) Phenol ether containing epoxy groups
US4567301A (en) Perfluoro (Imidoylamidine) diamidines
EP1620417B1 (en) Oxetane compounds containing styrenic functionality
Relles et al. Dichloromaleimide chemistry. IV. Preparation of poly (maleimide–ethers) from the reaction of bisdichloromaleimides with bisphenols
GB670159A (en) Improvements in the manufacture of glycol sulphite and its polymers
JP3324191B2 (en) Method for producing substituted urea
US4142037A (en) Readily curable fluorocarbon ether bibenzoxazole polymers
US3773799A (en) Diglycidyl ether of 4-methylol resorcinol