TW562791B

TW562791B - Method for inhibiting the premature polymerization of ethylenically unsaturated monomers

Info

Publication number: TW562791B
Application number: TW090100112A
Authority: TW
Inventors: Brigitte Benage; Andrew J Eisenstein
Original assignee: Uniroyal Chem Co Inc
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2001-01-03
Publication date: 2003-11-21
Also published as: DE60037140T2; AR027218A1; EP1248757B1; ES2293930T3; BR0016984A; KR100727222B1; WO2001053235A1; MY128272A; DE60037140D1; MXPA02007029A; CA2395620A1; ATE378308T1; EP1248757A1; US6403850B1; JP2003520259A; KR20020070478A

Description

562791 五、發明說明（1) 發明背景 1. 發明領域本發明有關一種組合物之用途，該組合物係為至少一種安定之氮氧化物自由基化合物、至少一種苯二胺、及視情況使用之至少一種硝基芳族化合物的組合物，用以抑制烯鍵不飽和單體之聚合。 2. 相關技藝描述許多烯鍵不飽和單體在其製造、加工、操作、儲存及使用的各個階段下進行非期望之聚合。特別麻煩之問題為在該單體製造方法的純化階段中，因為聚合而導致設備結垢。其純化過程中之聚合諸如熱聚合導致單體損失及生產效率損失，因為聚合物沉積於純化所使用的設備之中或之上，該沉積物需時常移除。此外，可溶性聚合物之形成導致單體之損失，即較低之產率，且增加可能產生之任何焦油的黏度。該焦油之處理因此需要較高溫度及功（能量成本），方能移除殘留之單體。各式各樣之化合物皆可提供或使用於抑制烯鍵不飽和單體不受控制且不受期望之聚合。然而，此等化合物仍未能完全令人滿意。是故，技藝界實質上需要一種改良之組合物，以抑制該單體於其製造及蒸餾--用以自雜質純化或分離--過程及於輸送及儲存過程中的聚合。受阻硝醯基化合物已知係不飽和單體諸如苯乙烯、丙烯酸、曱基丙烯酸等之自由基聚合的極活性抑制劑。美國專利第3, 163, 677號揭示Ν,Ν,Ο-經三取代之羥基胺

O:\68\68451.ptd 第 6 頁 562791 五、發明說明（2) 及N，N-經二取代之下式氮氧化物：

其中I、R2及1?3各為具有1至15個碳原子之烷基。（本發明中，名稱Ν- Ο*係表示安定之自由基，其中星號係為不成對之電子。）該Ν，Ν，0-經三取代之羥基胺可用以製造該Ν， Ν -經二取代之氮氧化物，其係為安定之自由基，且據稱可作為聚合抑制劑。美國專利第3，3 34，1 0 3號揭示一種氮氧化物，其可自對應之雜環胺製備，其中該氮氧化基之氮原子係鍵結於脂族基之第三碳原子以外的原子上（即，該氮原子形成雜環之一部分）。此等氮氧化物據稱係具有可使用之性質，如美國專利第3, 1 6 3, 6 77號之Ν，Ν-經二取代氮氧化物所描述。美國專利第3, 3 72, 1 8 2號揭示，各種Ν, Ν-經二取代之安定自由基氮氧化物—非易得者—可藉著簡易方法製備，包括於惰性反應介質中使實質任何羥基胺--其0-C鍵結易裂解--例如三-第三丁基羥基胺進行熱解。美國專利第1，1 2 7, 1 2 7號揭示丙烯酸可藉著添加具有必要主鏈結構之氮氧化物，而針對於聚合進行安定化：

O:\68\68451.ptd 第7頁、1562791 五、發明說明（3) 9 一其中Rl h及只4係為燒基，碳原子鐽蛛上未鍵結氫。無法由心至匕或氮滿足之兩氮之殘留價鍵成一環的一部分（例如2，2，6 美奋價鍵亦可形一 1-氧基）。土〜4〜經基―峨口定美國專利第3, 422, 144號揭示_ 由基氮氧化物：令下式之安定、自

R 其中R係選自第三烷基、芳基、基：烧氧基芳*、烧硫芳基、□比咬基土及二 '基、敌芳 R’係為第三烷基。此等氮二:义胺基芳基，時及抑制氧化及自由基聚：mm計數自由基m f 馬不一種氮氧化物型之自由制南丨$ 由基反應的抑制劑、自由基之收集劑、聚人 J ^或抗氧化劑。其係由含 i 口橋鍵中之一孫蛋想七八# Γ 衣合構成，其中二環（3 ^ ! 鼠氧化物基團，尤其是氮雜〜9 基一9。，）壬酮_3_氧基及氮雜—9-二環（3, 3, 1)壬烷、、國專利第3，8 7 3，5 6 4號揭示一種檢定酶之化合物及〉

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五、發明說明（4) 法’其係將具有安定之自由基官能基之安定自由基化合物添加於含有酶之介質中，該化合物在進行酶催性反應日"夺，改變該自由基官能基之環境。藉著依循因為環境影^所致之電子自轉共振光譜變化，可決定該酶之類型及活^。已發現可使用之化合物一般係為具有酶變性官能基之安定氮氧化物基團。其他化合物係包括兩種環狀氮氧^物女其含有由具有酶變性官能基之鏈所連接之環。美國專利第3, 966, 711號教示2,2, 7, 7 -四烧基及2 7-- 螺伸烧基-5-合氧基-1，4-二氮雜環庚烷—其4—&位置經單= 或四價基團所取代-_係為供有機聚合物使用之強效光安— 劑。據說其具有高於其4-不經取代同質物之相容性，可= 由已知之N-烷基化反應而由彼合成。位於4—位置中之^ 取代基係為烷基、伸烷基、烯基、芳烷基、及酯烷美。，=。定藉過氧化氫或過叛酸衍生之卜琐醯基亦為良ς之安定劑。％、國專利第4, 1 8 2, 658號揭示一種防止可輕易聚人 :基芳族化合物於蒸餾期間於高溫下於蒸餾裝置内。聚 =，該裝置進行緊急處理，諸如動力預留容器 ^強制在習用蒸顧裝置之每個蒸德容器中；: 時間，用量係足以防止其中補充“抑制劑及“ 利申請案0 1 78 1 68 A2 :示一種在使用氮氧化彩合的；：餾回收期間’抑制a’ r烯鍵不飽和單羧酸之聚

562791 五、發明說明（5) 美國專利第4, 66 5, 185號揭示一種有效地製 =杨基的方法，其❹少量金屬離子觸媒存在下又/於 ^之，度下’使用過氧化A使胺氧化’歷經極短周期時 Θ ’於咼產率及純度下產生該硝醯基。 ^國^第4,774,374號揭示一種乙晞基芳族組合物， Ϊ 合進行安定化’該組合物係包含⑷乙稀基經氧化㈣所組成。亦揭示-種採用該二反氧應化物質抑制乙烯基芳族化合物之聚合的方法。㉟乳化乙：Π = 25 4, 760號教示乙稀基芳族化合物諸如笨 !間之聚合，在至少-種安定之罐醯基制：ν種方私硝基化合物存在下，極有效地被抑制人及第5,54 5,786號揭示硝㈣過早聚乙烯基芳族單體於該單體之製程* 該翠體產生極長劑組合使用少量空氣’仍針對 ^ ί Ξ t ^ ^ ^ ^ ^ ^ 效預防汽、、由中> ί, 抗軋化劑組合使用，提供有氧化降解及膠形成的方法。締之聚合传著071號揭#乙稀&芳族單體諸如苯乙制。'口係猎者添加安定之受阻確酿基及月弓化合物而抑第10頁 562791 五、發明說明（6) 美國專利第5, 91 0, 232號教示於笨乙烯處理中之抑制性能係經由添加安定之氮氧化物自由基化合物於苯乙烯基料中及至少一塔之回流物中而改善。無毒性延遲劑諸如二胺亦可視情況添加於該苯乙烯進料及該回流物中。歐洲專利申請案0 765 85 6 ^揭示一種經安定化之丙酸組成物，其中該丙烯酸於純化或分離該丙烤酸的蒸程^及於輸送及儲存期間的聚合係被抑制。該組合物係含二種成分：（a)丙烯酸，（b)安定之硝醯基，及（c 代之苯化合物’具有至少-種可轉移氫（例如醒衍生^ 如氮g昆之單甲基_EHQ))。蒸館、輪送、及儲存期邊成分（b)及（C)係存在聚合-抑制量。蒸館期間，氧⑷ 與成分（b)及（C)同時添加。根據說明書，自由基化合物的實例係包括二1三，基氮適氧二戊基氮氧化物；2, 2, 6, 6-四甲基—哌啶氧基；4__美弟 2’6 6-四甲基一嚒咬氧基；4一合氧基一2,2,6,6_四甲工基土 ’ ，4-二曱基胺基-2,2, 6, 6-四甲基脈咬氧基；4_ 基-2, 2, 6, 6-四甲基-哌啶氧基；4_乙醯氧基_2 2 甲基哌啶氧基；2, 2, 5, 5-四甲基吡咯咬氧基；3_胺基四一M5,5J四甲基〇比略。定氧基；2,2,5,5_四甲基-i_i雜 -3-氮雜i哀戊基-3-氧基；2, 2, 5, 5-四曱基氧雜’、啉-1-氧-3-羧酸；及2, 2, 3, 3, 5, 5,6,6—八”比/各雜環己基-1，4-二氧基。，4 一鼠 WO 9 7/46 5 04係有關一種物質混合物，其含有乙烯基之單體；及⑻活性量之混合物’其抑制含有=稀

562791 五、發明說明（7) 基之單體於其純化或蒸餾期間過早聚合，且含有（丨於整體混合物（B)係介於〇· 05及4· 5重量百分比間之至/t、、種了級胺之N—氧基化合物，其於α-C原子上不具有氫二〜子；及（ii)相對於整體混合物（B)介於99 95及95 5 ^ 二S 5 ί少一種硝基化合物。該刊物亦揭示-種抑^ : ”早“之方法，及混合物⑻用於抑制單體之’取早合的用途。 Τ么 WO 9 8/024 03係有關一種使用酚及經基苯脫氫流出物冷凝车轉及D 亥方法可使用於乙 έ,,甘^ :令疑糸統及本乙烯-水分離器排氣壓缩系統中，其可有效地抑制單體之聚合，‘系設備上形成聚合物塗層，因此降 …縮 ^ WO 9Β/144Η „ ^ 藉著添加安定之受阻硝醯基自由基及' 水。係抑制。好化5物之組合物而 W0 98/258 72係有關一種物質之混人乙烯基之化合物；（Β)活性量之混合:i其含有（Α)含有基之化合物的過早聚合，且含有：（i ’小其抑制含有乙烯氧基化合物’其α -碳原子上不具有？ ^ 種二級胺之Ν- 一種鐵化合物；（C)視情況使用二確二，及（Π)至少況使用之輔安定劑。該刊物亦揭示―土化5物；及（D)視情化合物（Α)的過早聚合之方法，及（種抑制含有乙烯基之物（C)及/或辅安定劑（D)時用以抑制硯情況混合硝基化合之過早聚合的用途，及使有機材基可聚合化合物十對抗自由基之負面作用第12頁 562791 五、發明說明（8) 的安定化用途。 WO 99/20584(美國專利第5, 955, 643號）揭示可經由添加安定之氮氧化物自由基化合物及無毒性苯二胺化合物之組合物，而抑制苯乙烯於厭氣生產期間的聚合。 CS- 26 0 7 5 5 B1係有關作為烯烴安定劑之4-經取代一 2 , 2，6，6 -四曱基哌啶硝醯基的製備。 SU-334845 A1係有關使用具有特定通式之亞胺醯基自由基抑制劑抑制募聚酯丙烯酸酯。 SU-478 8 3 8係有關寡聚酯丙烯酸酯之自由基聚合的抑制及募聚過氧化物之預防，其係使用包含醌之二元聚合抑制劑。 FR 2, 761，060係有關苯乙烯於其製造期間過早聚合的預防，其係藉著於該程序流出物中注射以氧基-四甲基哌啶衍生物為主之自由基抑制劑，而使乙基苯脫氫。前文整體以提供方式併入本發明。發明概述本發明所使用之縮寫TEMPO係表示2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶氧基。因此，4 -胺基-TEMPO係為4-胺基-2, 2, 6, 6-四曱基-1-哌啶氧基；4-羥基-TEMPO係為4-羥基-2, 2, 6, 6 -四甲基-1-哌啶氧基（技藝界亦稱為HTEMP0) ; 4 -合氧基-TEMPO 係為4-合氧基-2, 2, 6, 6 -四甲基-1-哌啶氧基等。苯二胺（PDA’ s)、硝基芳族化合物、及硝醯基係為已知之聚合抑制劑。PDA’ s經常需要注射空氣以作為抑制劑。因為P D A ’ s及硝醯基被視為真實之抑制劑，故其經常與硝

O:\68\68451.ptd 第13頁 562791 五、發明說明（9) 基齡化合物（延遲劑）結合使用，以進料系統失效時提供保護。於早體製造廢之抑制劑發現硝醯基及PDA之組合物、或确醯基、_、之組合物對於該系統之整體抑制能力具果。尤其，已發現結合少量石肖醯基與典型之PDA或典型之PDA/硝基芳族化合物抑制系统可大幅增加抑制系統於好氣及厭氣條件下的效果。’、、本發明尤其有關一種抑制烯鍵不飽和單體之過早聚合的方法，其包括於該單體中添加有效量之· A)至少一種具有以下結構式之抑制劑：·

P 一C— (I) B) 至少一種笨二胺，及視情況使用之 C) 至少一種硝基芳族化合物。巾，R! AR4個別選自氫、垸基、及經雜原子取代之烷基，且&及R3個別選自烷基及經雜原子取代之烷基；且 Xi及\(1)個別選自鹵素、氰基、其0C0R7(其中1係為烷基或芳基）、酿胺基、-s_CeH5、幾基、烯基、或具有1至15個碳原子與氮一起形成環結構，以五員、六員或七員為&佳1久本务明較佳係有關一種抑制烯鍵不飽和單體之過早聚合

第14頁

562791 五、發明說明（ίο) 的方法’其包括於該單體 A)至少一種具有以下結構中添加有效量之式之抑制劑：

(II) 其中Ri及匕個別選自氫、烷基、代之烷基，且個別選自烧基及經幽原子取二L基’且部分表示形成五員、六員或七員雜環所必需之原子， B) 至少一種苯二胺，及 C) 至少一種硝基芳族化合物。完成前述環所必需之原子以碳原子為佳，但亦可存在雜原子，諸如Ο、N、p或S。式（I I)中’比及&個別選自氫、烷基、及經雜原子取代之烷基，且A及Rs個別選自由烷基及經雜原子取代烷基；且Xi及又2(1 )個別選自_素、氰基、C〇〇r7、—⑶心、 ocor7(其中1係為烧基或芳基）、醯胺基、—、辦基、烯基、或具有1至15個碳原子之烷基，或（26) ^ ^ 形成環結構，以五員、六員或七員為佳。 /、硝醯基、苯二胺及硝基芳族化合物之組合物的有效量以

第15頁 562791 五、發明說明（11) 烯鍵不飽和單體之重量計一般係約百萬分之1至5,000，唯視使用條件而定，亦可適當地使用超過此範圍之量。硝醯基、苯二胺及确基芳族化合物之組合物的量以烯鍵不飽和單體之重量計，較佳約百萬分之5至約百萬分之1，0 0 0。較佳具體實例詳述如前文所述，於一較佳態樣中，本發明係有關一種抑制烯鍵不飽和單體之過早聚合的方法，其包括於該單體中添加有效量之 A )至少一種具有以下結構式之抑制劑：

〇* 其中I及R4個別選自氫、烷基、及經鹵原子取代之烷基，且R2及1個別選自烷基及經鹵原子取代之烷基，且 r\ 部分係表示形成五員、六員或七員雜環所必需之原子；及 B )至少一種苯二胺，及視情況使用之 C )至少一種硝基芳族化合物。是故，可用以進行本發明之數種環狀硝基氧化物中之一可由以下結構式表示：

O:\68\68451.ptd 第16頁 562791 五、發明說明（12)

其中Zi、Z2及23個別選自氧、硫、二級胺、三級胺、具有各種氧化態之磷、及經取代或不經取代之碳原子諸如 >CH2, >CHCH3, >c = 0, >C(CH3)2, >CHBr, >CHC1, >CHI, ^ >CHF, >CHOH, >CHCN, >C(OH)CN, >CHCOOH, >CHCOOCH3, >CHCOOC2H5, >C(OH)COOC2H5j >C(OH)COOCH3, >C(OH)CHOHC2H5, >cnr5r6, >cconr5r6, >c = noh, >C = CH-C6H5，>CF2，>CC12，>CBr2, >CI2，>CPR13R14R15f，其中Rs及R6個別選自氫、烷基、芳基及醯基，且Ru、ri4及15 個別選自未共享電子、烷基、芳基、=〇、〇Ri6及NRitRi8，其中Ru、Rn及R18個別選自氫、烷基及芳基。其中Rs及/或r6係為烧基’較佳係為低烷基（即具有一至四個碳原子者，例如曱基、乙基、丙基、丁基及其異構物）。當Rs及/或h係為芳基時，較佳係為具有6至1 0個碳原子之芳基’例如苯基或萘基，其另外經非干擾性取代基例如低烷基、齒素等所取代。虽Rs及/或係為醯基時，較佳係為具有以下結構之醯基

562791 五、發明說明（13) 其中R19係為烷基、芳基、0R2Q、或NR2()R21，其中R2Q及R21係為烧基、芳基或

其中R22係為烷基或芳基。當R19、R2Q、R21或R22係為烷基時，其較佳係為具有由1至1 5個碳原子之烷基，更佳係為前述具有1至4個碳原子之低烷基。當R19、R2Q、R21或R22係為芳基時，其較佳係為具有6至1 0個碳原子之芳基，如前文所述。可用於進行本發明之數種環狀硝醯基中之另一種可由以下結構式表示：

^ I ^3 0* 其中Zi及Z2可相同或相異，係為氮或經取代或不經取代之碳原子，諸如= C(H)-，=C(CH3)-，=C(C00H)-， = C(C00CH3)-, =C(C00C2H5)-, =C(0H)-, =C(CN)-, =(^(—51?6)-,=(^((^0_51^6)-，用以進行本發明之環狀氮氧化物亦可自五員環衍生。

O:\68\68451.ptd 第18頁 562791 五、發明說明（14) 此等化合物具有以下結構： z2-z3

^ | 〇· 其中Z2及Z3可相同或相異，係為硫、氧、一級胺、二級胺、具有各種氧化態之磷、或經取代或不經取代之碳原 •子，諸如〉CH2，>CHCH3，>C = 0，>C(CH3)2， >CHBr， >CHC1， >CHI, >CHF, >CHOH, >CHCN, >C(OH)CN, >CHCOOH, >CHCOOCH3, >CHCOOC2H5, >C(OH)COOC2H5, >C(OH)COOCH3, >C(OH)CHOHC2H5, >cnr5r6, >cconr5r6, >c = noh, >C = CH-C6H5, CF2，CC12，CBr2, CI2, >0?1?131^141?15等，其中數個R基係如前文所述。用以進行本發明之環狀氮氧化物亦可具有以下結構：其中z4及z5可相同或相異，係為氮或經取代或未經取代之碳原子，諸如= C(H)-，=C(CH3)-，=C(COOH)-, = C(COOCH3)-，=C(COOC2H5)-，=C(OH)-，=C(CN)-， = C(NR5R6)-， =C(CONR5R6) -，專’其中1?5及尺6係如前文定義。

O:\68\68451.ptd 第19頁 562791 五、發明說明（15) 可用以進行本發明之另一類環狀氮氧化物係具有以下結構：〇*

其中Z2及Z3可相同或相異，係為硫、氧、一級胺、二級胺、或經取代或未經取代之碳原子，諸如>CIJ2, >CHCH3， >C = 0, >C(CH3)2, >CHBr, >CHC1, >CHI, >CHF, >CHOH, >CHCN, >C(OH)CN, >CHCOOH, >CHC00CH3, >CHC00C2H5, >C(OH)COOC2H5, >C(OH)COOCH3, >C(OH)CHOHC2H5, >cnr5r6, >CCONR5R6, >C = NOH, >C = CH-C6H5, CF2，CC12, CBr2，CI2 其中R 5及R 6係如前文所述。此外’相同分子中可存有兩個或多個石肖醯基，例如藉著鍵結基團E經由一或多個z型部分鍵結，如美國專利第 5，2 5 4，7 6 0號所揭示，其係供作本發明參考。如前文所述，就所有前述結構而言，Ri及r4係個別選自氫、烷基及經雜原子取代之烷基，而r2及1係個別選自烷基及經雜原子取代之烷基。該烷基（或經雜原子取代之烷基）I至I可相同或相異，較佳係含有1至1 5個碳原子，例如曱基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基專’及其異構物’例如第三丁基、2 -乙基己基等。更佳係 Ri至h係個別選擇之具有一至四個碳原子之低烧基（或經雜

i O:\68\68451.ptd 第20頁 562791 五、發明說明（16) 原子取代之低烷基）（例如甲基、乙基、丙基、丁基及其異構物）。當存有雜原子時，其可例如包括鹵素、氧、硫、氮等。最佳係心至1?4所有基團皆為甲基。可與苯二胺及硝基芳族化合物組合用以進行本發明之適當氮氧化物自由基化合物的實例係包括，但不限於： N，N-二-第三丁基氮氧化物； N，N-二-第三戊基氮氧化物； N-第三丁基-2-曱基-1-苯基-丙基氮氧化物； N-第三丁基-1-二乙亞填魏基-2,2 -二曱基丙基氮氧化物； 2, 2, 6, 6-四曱基-哌啶氧； 4-胺基-2, 2, 6, 6-四曱基-哌啶氧； 4-羥基-2, 2, 6, 6 -四曱基-哌啶氧； 4-合氧基-2, 2, 6, 6 -四曱基-哌啶氧； 4-二甲胺基-2, 2, 6, 6 -四曱基-哌啶氧； 4-乙醯氧基-2, 2, 6 ,6 -四甲基-哌啶氧； 2, 2, 5，5 -四甲基D比咯咬氧； 3 -胺基-2, 2, 5, 5 -四甲基吡咯啶氧； 2，2，4，4-四曱基-1-氧雜-3-氮雜環戊基-3 -氧； 2, 2, 4, 4 -四曱基-1-氧雜-3 -吡咯啉-1-氧-3 -羧酸； 2，2，3，3,5，5，6，6 -八甲基 -1,4 -二氮雜環己基-1,4-二氧； 4 -漠-2 ,2,6,6 -四甲基-1-脈淀氧； 4-氣-2, 2, 6, 6-四曱基-哌啶氧； 4-碘-2, 2, 6, 6 -四曱基-哌啶氧； 4-氟-2, 2, 6, 6-四曱基-哌啶氧；

第21頁 562791 五、發明說明（17) 4-氰基-2, 2, 6, 6-四曱基-哌啶氧； 4-羧基-2,2,6,6-四甲基-哌啶氧； 4-曱酯基-2, 2, 6, 6 -四甲基-哌啶氧； 4-乙酯基-2, 2, 6, 6-四甲基-哌啶氧； 4-氰基-4-羥基-2, 2, 6, 6 -四甲基-哌啶氧； 4-甲基-2, 2, 6, 6 -四甲基-哌啶氧； 4-乙酯基-4_羥基-2, 2, 6 ,6-四甲基-哌啶氧； 4_羥基-4-(1_羥基丙基）-2, 2, 6, 6 -四甲基-哌啶氧； 4-甲基-2, 2, 6, 6 -四曱基-1，2, 5, 6 -四氫吡啶-1-氧； 4-魏基-2,2，6,6-四曱基-1，2，5，6-四氫卩比°定-1-氧； 4-甲酯基-2, 2, 6, 6-四曱基-1，2, 5, 6 -四氫吡啶-1-氧； 4-乙酯基-2, 2, 6, 6 -四甲基-1，2, 5, 6 -四氫吡啶-1-氧； 4-胺基-2, 2, 6,6 -四甲基-1,2, 5, 6 -四氫吡啶-1-氧； 4-醯胺基-2, 2, 6, 6-四曱基-1，2, 5, 6-四氫吡啶-1-氧； 3，4 -二酮基-2, 2, 5,5 -四曱基吡咯啶氧； 3-酮基-4-肟基-2, 2, 5, 5-四甲基吡咯啶氧； 3-酮基-4 -亞苄基-2, 2, 5, 5-四曱基吡咯啶氧； 3-酮基-4, 4-二溴-2, 2, 5, 5-四甲基吡咯啶氧； 2，2，3，3，5，5 -六甲基〇比咯啶氧； 3-魏亞胺基-2，2，5，5-四甲基口比洛17定氧； 3-肟基-2, 2, 5, 5-四曱基吡咯啶氧； 3-羥基-2, 2, 5, 5-四甲基吡咯啶氧； 3-氰基-3-羥基-2，2, 5,5 -四甲基口比洛°定氧； 3-甲酯基-3_經基-2，2，5，5-四甲基吼口各°定氧；

第22頁 562791 五、發明說明（18) 5 -二氫D比17各-1 -氧二氫吡咯-1-氧；二氫吡咯-1-氧；氫口比17各_ 1 -氧； -4-基）丁二酸酯 -4-¾) -4-基）癸二酸酯 -4 -基）正丁基丙二酸酯 -4-基）苯二曱酸酯； -4-基）異苯二曱酸酯； -4-基）對苯二曱酸酯； -4-基）六氫對苯二甲酸 3-乙δ旨基-3 -經基-2，2，5 ,5-四甲基〇比17各σ定氧； 2，2，5，5 -四甲基-3 -魏酿胺基-2， 2,2，5，5-四甲基-3-胺基-2，，5-2，2，5，5—四甲基一3—乙S旨基一 2,5- -氰基-2，5- 二 6 -四曱基哌啶 6 -四曱基哌啶 6-四曱基哌啶 6 -四甲基哌口定 6 -四甲基暧口定 6 -四曱基脈啶 6 -四曱基哌啶 6 -四曱基暧〇定 2，2，5，5 -四甲基 -3 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 雙（1-氧基-2, 2, 6, 酯； N，Ν’ -雙（1-氧基-2, 2, 6, 6 -四曱基哌啶-4 -基）己二醯胺； Ν-（1_氧基-2, 2, 6, 6 -四甲基哌啶-4-基）-已内醯胺； N-(l -氧基-2, 2, 6, 6 -四甲基脈啶-4-基）-十二基丁二醯亞胺； 2,4-三-（^-丁基1-(1-氧基-2,2,6,6-四曱基哌啶-4-基）〕-s-三哄； 4, 4’ -伸乙基雙（1-氧基-2, 2, 6, 6 -四曱基哌畊-3 -酮）；等。較佳係用以進行本發明之組合物中之一係為4 _胺基 -2, 2, 6, 6-四曱基-哌啶氧（4-胺基TEMPO)、4-合氧基-2, 2,

第23頁 562791 五、發明說明（19) 6,6-四甲基哌啶氧（4_合氧基_丁£处〇)、4—羥基_2,2,66_ 四甲基哌啶乳（4-羥基-TEMP0)或2,2， _四 (TEMPO)。 3, 372, 1 82 號 3, 502, 6 92 號 4, 665, 1 85 號該種安定之氮氧化物自由基化合物可藉已知方法製備。 ^ 例 t f 國 f 利第 3, 163，677 號；第 3, 334, 1 03 號；第第 3,422，144 號；第 3,494,930 號；第第 3, 873, 564 號；第 3, 966, 7 1 1 ;及第一併作本發明參考）。其適用於廣幅之溫度範圍，但經本發明方法安定化之烯鍵不飽和單體所使用之蒸餾溫度一般係介於約60 t至約180 t之範圍内，較佳係由約70°C至約165°C，更佳係由約8〇t：至約15(rc。該蒸餾通常係於介於約10至約1，2 00毫米汞柱範圍内的絕對壓力中進行。本發明較佳具體實例係包括一種方法，其中協合混合物係由1至9 5重量百分比之硝醯基化合物及9 9至5重量百分比之本一胺或苯二胺與芳族硝基化合物之組合物，其中苯二胺相對於芳族硝基化合物之比例係5 : 1至1 : 5。更佳具體實例係包括一混合物，其係由5至7 5重量百分比之硝醯基化 5物及95至25重量百分比之苯二胺或苯二胺與芳族硝基化合物之組合物，其中苯二胺相對於琐基化合物之比例係為 2 : 1至1 : 2。更佳具體實例係包括一混合物，其中有丨0至5 〇重量百分比之硝醯基化合物及90至50重量百分比之苯二胺或苯二胺與芳族硝基化合物之組合物，其中苯二胺相對於芳族硝基化合物之比例係為1 : 1。

第24頁 562791 五、發明說明（20) 可使用於本發明之經取代苯二胺的部分實例係列示於下文： Ν，Ν’ -二-異丙基-對-苯二胺， Ν，Ν’ -二-第二丁基-對-苯二胺， Ν，Ν’ -二-第二丁基-鄰-苯二胺， Ν，Ν’ -雙（1，4-二曱基戊基對-苯二胺， Ν，Ν’-雙（1-乙基-3-曱基戊基對-苯二胺， Ν，Ν’ -雙（1-甲基庚基對-苯二胺， Ν，Ν’ -二環己基-對-苯二胺， Ν，Ν’ -二苯基-對-苯二胺， Ν，Ν’ -二（2-萘基）-對-苯二胺， Ν-異丙基-Ν’ -苯基-對-苯二胺， Ν-第二丁基-Ν’-苯基-鄰笨二胺， N-(l，3-二甲基丁基）-Ν’-苯基-對-苯二胺， Ν-（1-甲基庚基）-Ν’_苯基-對苯二胺， Ν -環己基- Ν’ -苯基-對-苯二胺， Ν,Ν’ -二甲基-Ν，Ν’ -二-第二丁基-對苯二胺；最佳者係為Ν，Ν’ -二（1，4 -二甲基戊基對-苯二胺。較佳硝基芳族化合物係選自： 1, 3-二硝基苯， 1，4-二硝基苯， 2, 6-二硝基-4-甲基酚， 2-硝基-4-曱基酚， 2，4 -二硝基-1 -萘酚，

第25頁五、發明說明（21) 2, 4, 6〜三硝基酚， 2, 4一二硝基-6-甲基酚， 2 4 - 一確基氯苯， 2 ’ 4 - 一硝藤紛， 2, 4-二硝基—6—第二丁基酚， 4一氰基—2-硝基酚， 3-碘-4-、氰基—5—硝基酚等。 $佳確基芳族化合物係含有酚基及硝基。更佳硝基芳游化合物係含有酚基、至少兩個硝基、及至少一個烷基。錢烷基較佳係含有由1至8個碳原子，諸如甲基、乙基、丙> 基:丁基、戊基、己基、庚基、辛基及其異構物等，例如 ^ 一^基、第二丁基、2-乙基己基等。更佳烷基係為| 酚。土第一丁基酚或2, 4-二硝基一6—第二丁基和：體——其過早聚合之抑制係為本的了為任何一種不期望其於製造、純之目佈期間產生聚合的單體。可由二存及/或分苯乙烯、α—甲基苯乙烯、“ /到盈處之單體有：二乙烯基笨、聚乙烯基苯、經烷只次^、乙烯基甲笨、吡啶、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙；萨乙烯、2—乙烯基甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙广知、丙烯酸乙酯、酸、丁二烯、氯丁二烯、異戊間：嬌：烯酸、甲基丙烯梯鍵不飽和單體並非必要藉著；。劑摻合物而明確地 562791 五、發明說明（22) 女=^尤其疋當该單體係於蒸鶴中加熱時’但其可視為經安定化’先決條件為4 )其於靜態系統中開始聚合前，可加熱之時間可測量地增長，或B)在動態系統中，於固定溫度了，得之聚合物量隨時間而保持固定。熟s此技藝者已知若需要，則可於該經安定化之組合物 M包括附加之自由基掃除劑。例如，可添加空氣或02，如右國，利第5, 54 5, 782號及第5, 5 45, 786號所揭示，如同具西曰5二二個可轉移氫之經二雜原子取代之苯化合物，例如 7 65 856 文揭示整體以揾为；：热習此技藝者所熟知之抑制劑。前 ^ &體乂提及方式併入本發明。之單物ί制劑組合物可藉任何習用方法導入㉗經保護任何適當i;：I使用在適當之溶劑中的濃溶液形式，藉由上游處。此二，添加於該進料中或恰位於所需施加點之中，先決地將：別抑制成分注射於該蒸掏組 ί:ιΐ作期間逐漸消耗，故通常以藉著在蒸ίί劑於佳。3:以使該蒸餾裝置中之抑制劑混合物伴二=t添加保持：：Γ,]劑可使用-般連續方式或間斷為以下ΐ H合物之濃度高於最小必需之標準:订’以汽也例可說明本發明之優點及重要特性。進％L 實施例進：ί關閉之動態再煮鋼之方法連枓溶液之製備第27頁- 562791 五、發明說明（23) 藉於真空下之蒗餾白士&# (TBC) °TBC之移除係由驗Γϋ:移：ί;丁基兒㈣加--直接或先製得該抑制劑於不含几^里之抑制劑係添溶液，之後再以不含邝0 、本乙烯中之濃縮乙烯中。於5亥不含TBC-苯再煮鍋試驗方法於所:八進料里（以整體抑制劑相對苯乙 =)下將έ有抑制劑之進料溶液（摻合之重量/重量表 (’’ Potπ )中，加熱至所需之溫、加於圓底燒瓶該壓力/真空度而調至回流。二旦”、、11 6 °C )，藉著調整度下，於一速率下開始新二以01之内容物處於該溫留時間（一般為一小時）下將該2 $之$續流，於所謂之滯該Pot中。同時，該新進料、、容、、貝原始pot溶液添加於開始流動。底部流出物係為始流動，底部流出物亦加新進料溶液相同之速率τ ^ 〇 t 之溶液’其係於與添流動導致該P 〇 t中之量於實驗士料及底部流動之相等補充抑制劑。此方法模擬# 4|日\間内保持固定，同時連續 X礙的蒸顧組中的方法;„於製造乙稀基單體之〜段特定時間，一般為七小二驗，5亥P0t進繽旖入及流出收集試樣。此等試樣經由曱醆：。每個小時皆自底部流出物試樣中之聚合物含量係為所s f度方法分析聚合物含量。平均聚合物製造值π係為經過1之抑制劑的效果指數。" 合物含量值的平均值。。四小時運轉之後’試樣之聚進料關閉之方法

56279l 五、發明說明（24) 再煮銷试驗結束時（—如炎 ^ \ . 試樣。此試樣對應於進二為七,]、日^):底部流*物收隼溶液及底部流出物之；;4關^寺間：0/广停止新進時）取出試樣。此等定時自Λ (―般係每五小

休飞樣係經由甲醇濁度方法分；I：斤取人J ，量。此時間内之數據係用以產生該程之"進料關;二：" 該進料關閉曲線中之較小斜率（聚合物相對於時 J速率較慢）表示在工廠中之進料損失中’抑制系統較J 有效。在工廠中進料損失中，明顯形成聚合物開始前的較長時間周期亦為較有效之抑制系統的指示。較佳系統於聚合物開始形成前具有長延遲時間，一旦開始，則具有缓慢之聚合物產製速率。別述方法係用以提供以下數據，其係表示聚合物製造重之降低（再煮鍋中之聚合物重量百分比），其係添加4-合氧基-TEMPO(硝醯基）於N-苯基一n，-（1，4 -二甲基戊基）-對一苯

第29頁表1 _- 抑制系統平均聚合物製造量(重量百分比）一百萬分之300之DNBP/百萬分之200之PDA 0.091 _ 百萬分之300之DNBP/H萬分之140之PDA/百萬分之15之硝醯基 0.037 百萬分之300之DNBP/Η萬分之200之PDA/每分鐘 3cc之空氣 0.006 L, —------一百萬分之270之DNBP/Η萬分之18〇之PDA/每分鐘 3cc之空氣 0.002 562791 五、發明說明（25) 表2 穩態再煮鍋數據(聚合物重量百分比）抑制系統平均聚合物製造量 (重量百分比）百萬分之500之DNBP/空氣噴射 0.1275 百萬分之250之DNBP/百萬分之250PDA/空氣噴射 0.0490 百萬分之12之硝醯基/W萬分之244之DNBP/Η萬分之 244PDA/空氣噴射 0.0030 百萬分之500之DNBP/^境 0.2143 百萬分之300之DNBP/Η萬分之200之PDA/環境 0.0905 百萬分之15之硝醯基/百萬分之300之DNBP/百萬分之140 之PDA/環境 0.0371 百萬分之500之DNBP/氬脫氣 0.2060 百萬分之250之DNBP/Η萬分之250之PDA/氬脫氣 0.0835 百萬分之12之硝醯基/百萬分之244之DNBP/Η萬分之244 之PDA/氬脫氣 0.0379 百萬分之500之DNBP/氬噴射 0.2348 百萬分之250之DNBP/百萬分之250之PDA/氬噴射 0.2300 百萬分之12之硝醯基萬分之244之DNBP/Η萬分之244 之PDA/氬噴射 0.1925 百萬分之500之PDA/環境 0.4067 百萬分之12之硝醯基厄萬分之488之PDA/環境 0.0034 百萬分之1〇〇之硝醯基境 0.0019 空氣喷射=在整個過程中，於3cc/分鐘下，於液面下喷射空氣，保持在特定溫度下沸騰所需之真空。環境=進料未預先喷射：於特定溫度下保持沸騰所需之真空下進行，該系統中未注射氣體。

第30頁 562791 五、發明說明（26) 氮脫氣^進行之前使用氬喷射1 5分鐘以預先處理之進料；於保持於特定溫度下沸騰所需的真空下進行，系統中不注射氣體。氮喷射=整個過程中，於3cc/分鐘下，於液面下喷射氬，同時保持在特定溫度下沸騰所需之真空。 ^前述數據顯示於所有大氣條件（完全厭氣到添加額外空氣）添加少量硝醯基皆於該系統之抑制性能提供協合促進效果。表3 進料關閉數據(聚合物重量百分比) P 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 A 0.154 0.158 0.156 0.178 0.15 0.162 0.185 0.18 0.22 0.25 0.26 B 0.017 0.025 0.054 0.079 0.097 0.118 0.154 0.18 0.192 0.212 0.238 C 0.0032 0.0043 0.019 0.033 0.075 0.104 0.126 0.156 0.176 0.194 0.178 D 0.215 0.25 0.25 0.28 0.275 0.285 0.32 0.385 0.395 0.435 0.445 E 0.1 0.098 0.116 0.178 0.18 0.205 0.325 0.31 0.285 0.295 0.34 —F 0.049 0.05 0.066 0.084 0.104 0.136 0.168 0.194 0.234 0.23 0.285 G 0.24 0.23 0.22 0.225 0.25 0.255 0.305 0.36 0.39 0.385 0.435 I 0.0235 0.03 0.056 0.081 0.118 0.144 0.195 0.23 0.25 0.295 0.345 J 0.233 0.233 0.226 0.26 0.28 0.293 0.31 0.326 0.333 0.375 0.415 K 0.23 0.23 0.245 0.29 0.34 0.37 0.405 0.425 0.43 0.51 0.52 一 L 0.2 0.212 0.222 0.265 0.32 0.4 0.43 0.48 0.49 0.52 0.55 Μ 0.54 1.09 1.44 1.9 2.75 3.65 4.05 4.7 4.8 5.6 5.1 Ν 0.0036 0.196 0.6 1.11 1.76 2.18 2.4 2.9 3.45 3.4 4.9 0 0.0024 0.0024 0.043 0.65 1.03 1.38 2.12 3.1 3.85 4.25 第31頁 562791 五、發明說明（27) A =百萬分之500之DNBP(;硝基丁基酚空氣喷射 B =百萬分之250之DNBP/百萬分之25 0之PDA/空氣喷射 C =百萬分之12之硝醯基/盲萬分之244之DNBP/百萬分之 244之PDA/空氣喷射 D =百萬分之5 0 0之DNBP/環環 E =百萬分之300之DNBP/百萬分之2〇〇之PDA/裱境 F =百萬分之15之硝醯基/苜萬分之3 00之DNBP/百萬分之 140之PDA/環境 G =百萬分之5 0 0之DNBP/氬赋11

I =百萬分之12之硝醯基/百萬分之2 44之PDA/氬脫氣 J =百萬分之5 0 0之DNBP/氟嗔射 K =百萬分之2 5 0之DNBP/百萬分之25 0之PDA/氬噴射 L· =百萬分之12之硝醯基/苜萬分之244之DNBP/百萬分之 244之PDA/氬喷射 Μ =百萬分之500之PDA/環境 N =百萬分之12之硝醯基/苜萬分之4 88之PDA/環境 0 =百萬分之1〇〇之硝醯基/環境· P =進料關閉後之分鐘數表3之數據顯示添加硝基芳族化合物於製造中提供附加之安全性保護，即進一步促進該确醯基/ P D A抑制劑糸統。

在不偏離本發明原理下之許多變化及修飾下，應參照附屬之申請專利範圍，以明瞭本發明所保護之範圍。

第32頁 562791 圖式簡單說明第33頁 2SJ90100H2

(以上谷欄"ϊΐί局填註f 修正 562791 發明專利說明書

\ 中文抑制邱埏不飽和單體之過草聚谷t方法發明名稱英文姓名 (中文） 1·布里奇特班奇一· --— 2·安卓J·埃森斯坦發明人姓名 (英文) TTbKiGiTTE BENAGE—- 2.ANDREW J. EISENSTEIN 國籍 i.美國2.美國住、居所 r #国f 2菸&鬥孓卡特市里察路79號 2·美國康乃狄格州南伯利+銀采路7〇號姓名 (名稱） (中文） 1·美商有利來路化學公司 …1 姓名 (名稱） (英文） l.UNIROYAL CHEMICAL COMPANY, INC. 二 Γ國籍 "Γ美國 ---- 申請人住、居所 (事務所) ΤΓ美國康乃狄格州梅得伯利市班生路199號"~" 代表人姓名 (中文） 1·丹尼爾雷坦伯奇代表人姓名 (英文） 1. DANIEL REITENBACH

O:\68\68451-91i028.ptc 第1頁

Claims

562791 公告本案號_ 90100112 六、申請專利範圍 1. 一種抑制烯鍵不飽和單體之過早聚合之方法，其包括於該單體中添加有效量之： A)由1至9 5重量％之至少一種安定之受阻硝醯基化合物，具有以下結構式：

其中Ri及R4個別選自氫、烷基、及經雜原子取代之烷基，且R2及1個別選自烷基及經雜原子取代之烷基；且Xi及 X2( 1 )個別選自 i 素、氰基、COOR7、-S-COR7、-OCOR7(其中 R7係為院基或芳基）、酿胺基、~*S-C6H5、幾基、稀基、或具有1至1 5個碳原子之烷基，或（2 )與氮一起形成環結構； B )由9 9至5重量％之至少一種苯二胺，及視情況使用之 C)至少一種硝基芳族化合物。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係具有以下結構式：

〇* 其中I及R4個別選自氫、烷基、及經_原子取代之烷基，且R2及R3個別選自烷基及經_原子取代之烷基，且

O:\68\68451-911028.ptc 第34頁 562791 _案號90100112_W年（〇月曰修正_ 六、申請專利範圍 Ο 部分表示形成五員、六員或七員雜環所必需之原子。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -胺基-2, 2, 6 ,6 -四甲基-哌啶氧。 4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -合氧基-2, 2, 6 ,6 -四甲基-哌啶氧。 5. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -羥基-2, 2, 6 ,6 -四甲基-哌啶氧。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該烯鍵不飽和單體係選自苯乙烯、α -甲基苯乙烯、苯乙烯基磺酸、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、聚乙烯基苯、經烷基化之苯乙烯、 2-乙烯基吡啶、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁二烯、氣丁二烯及異戊間二烯。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該烯鍵不飽和單體係為苯乙烯。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -胺基-2, 2, 6 ,6 -四甲基-哌啶氧。 9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -合氧基-2, 2, 6, 6 -四甲基-哌啶氧。 1 〇.如申請專利範圍第7項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -羥基-2，2，6，6 -四甲基-哌啶氧。

O:\68\68451-911028.ptc 第35頁 562791 _案號90100112_巧1年（〇月曰__ 六、申請專利範圍 11.如申請專利範圍第2項之方法，其中該烯鍵不飽和單體係選自苯乙烯、α -甲基苯乙烯、苯乙烯基磺酸、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、聚乙烯基苯、經烷基化之苯乙烯、 2-乙烯基吡啶、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲S旨、曱基丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁二烯、氯丁二烯及異戊間二烯。 1 2.如申請專利範圍第11項之方法，其中該烯鍵不飽和單體係為苯乙烯。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該安定之受阻石肖·基化合物係為4 -胺基-2，2，6，6 -四甲基-脈淀氧。 1 4.如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -合氧基-2，2，6，6 -四甲基-哌啶氧。 1 5.如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該安定之受阻硝醯基化合物係為4 -羥基-2, 2, 6, 6 -四甲基-哌啶氧。 1 6.如申請專利範圍第1項之方法，其中該苯二胺係為Ν -苯基-Ν’ - (1,4-二甲基戊基對-苯二胺。 1 7.如申請專利範圍第1項之方法，其中存有硝基芳族化合物，係為2,4 -二硝基-6 -第二丁基紛。 1 8.如申請專利範圍第1項之方法，其中存有硝基芳族化合物，係為2 , 4 -二硝基紛。 1 9.如申請專利範圍第1項之方法，其中存有該硝基芳族化合物，係為2，4 -二石肖基-鄰-甲紛。 2 0.如申請專利範圍第1項之方法，其中存有該硝基芳族化合物，係為2，6 -二硝基-對-甲盼。

O:\68\68451-91i028.ptc 第36頁 562791 _案號90100112_年（〇月日修正_ 六、申請專利範圍 2 I .如申請專利範圍第I 6項之方法，其中存有該硝基芳族化合物，係為2，4 -二硝基-6 -第二丁基酚。 2 2.如申請專利範圍第I 6項之方法，其中存有硝基芳族化合物，係為2 , 4 -二硝基酚。 2 3.如申請專利範圍第I 6項之方法，其中存有該硝基芳族化合物，係為2 , 4 -二硝基-鄰-曱酚。 2 4.如申請專利範圍第I 6項之方法，其中存有該硝基芳族化合物，係為2，6 -二硝基-對-甲酚。

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