WO1999001483A1 - Method for producing polyalkyl(meth)acrylates - Google Patents

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WO1999001483A1
WO1999001483A1 PCT/EP1998/003835 EP9803835W WO9901483A1 WO 1999001483 A1 WO1999001483 A1 WO 1999001483A1 EP 9803835 W EP9803835 W EP 9803835W WO 9901483 A1 WO9901483 A1 WO 9901483A1
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alkali
compound
alkyl
acrylates
organic
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PCT/EP1998/003835
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Stephan JÜNGLING
Hermann Gausepohl
Horst Weiss
Axel H. E. MÜLLER
Helmut Schlaad
Bardo Schmitt
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Basf Aktiengesellschaft
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F297/00Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
    • C08F297/02Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F297/02Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
    • C08F297/026Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising acrylic acid, methacrylic acid or derivatives thereof

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of homopolymers, copolymers or block copolymers by anionic Polymeri ⁇ sation of acrylates and / or methacrylates in the presence of an initiator composition
  • an initiator composition comprising
  • the present invention relates to the initiator composition and a method for producing the initiator composition and its use.
  • EP-B-0274318 the anionic Polymeri zation ⁇ described of acrylate monomers with an alkali or Erdalkalialkyl as an initiator in the presence of macrocyclic complexing agents.
  • the process is carried out in tetrahydrofuran at temperatures of -78 ° C.
  • LiCl LiCl
  • EP-A-0 434 316 discloses the polymerization of methacrylates by alkali metal alkyls in the presence of organic aluminum compounds with sterically demanding radicals. The However, reaction times are still in the range of several hours, even at higher temperatures.
  • a metal-free initiation by ammonium salts of resonance-stabilized carbanions is known from EP-A-0 306 714.
  • Tetr - alkylammonium salts tend to Hoffmann elimination in the presence of strong bases, such as uncomplexed carbanions, which leads to chain termination.
  • the object of the present invention was therefore to develop a new starter composition which allows good control of the polymerization reaction.
  • a process should be made available which leads to products with a narrow molecular weight distribution even at higher temperatures. It is therefore an object to arrive at "living" anionic polymer chains with increased stability.
  • sales should be as quantitative as possible and block copolymers should be able to be produced.
  • the reaction rate should be suitable for technical purposes.
  • the task was to find a process which is largely insensitive to the impurities present in monomers and technical-grade solvents. Furthermore, a method should be developed in which gel formation is avoided.
  • both homopolymers and copolymers or block copolymers come into consideration as polyalkyl (meth) acrylates.
  • copolymers can be prepared from mixtures of different alkyl acrylates or different alkyl methacrylates or mixtures of alkyl acrylates with alkyl methacrylates.
  • Block copolymers can be obtained, for example, from different alkyl acrylates or different alkyl methacrylates or from alkyl acrylates and alkyl methacrylates.
  • Both two-block copolymers and multi-block copolymers can be prepared by the process according to the invention. Here, the weight reduction of the blocks together ⁇ varied within wide limits.
  • Methacrylatmonomerbausteine fall include alkyl ⁇ methacrylates having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10, in the - particular 1 to 6 carbon atoms in the Esterrest.
  • the ester residue can be either linear or branched.
  • the ester radical can also be a cycloalkyl radical. It is preferably linear.
  • the methacrylates may be stituiert sub ⁇ with one or more halogen atoms.
  • Examples are: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2, 2, 2, -trifluoroethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, s-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, i-pentyl methacrylate acrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl methacrylate.
  • methacrylates with an olefinically unsaturated ester unit such as dihydrodicyclopentadienyl methacrylate, allyl methacrylate or those with aromatic ester residues, such as phenyl or 2-phenoxyethyl, or with vinylaromatic ester residues, such as 4-vinylphenyl.
  • Methyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and allyl methacrylate are preferred.
  • Methyl methacrylate is particularly preferably used.
  • Methacrylamides are also suitable. For example, N, N-dimethyl methacrylamide, N, N-diethyl methacrylamide, N, N-diisopropyl methacrylamide and N, N-di-n-butyl methacrylamide are suitable.
  • Suitable Acrylatmonomerbausteine are, for example, C ⁇ ⁇ to C 2 o _ alkyl acrylates.
  • C 1 to C 1, in particular C 1 to C 3 alkyl acrylates are particularly preferred.
  • the alkyl radicals can be linear, branched or form a ring.
  • methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, n-pentyl acrylate, i-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, Octyl acrylate, n-decyl acrylate can be used.
  • acrylates with an olefinically unsaturated ester unit such as dihydrodicyclopentadienyl acrylate, allyl acrylate or those with aromatic groups, such as phenyl acrylate or 2-phenoxyethyl acrylate or vinyl aroma.
  • table groups such as 4-vinylphenyl.
  • Acrylamides are also suitable. For example, N, N-dimethyl-acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-di-1-propylacrylamide and N, N-di-n-butylacrylamide are suitable.
  • block copolymers are those which are composed of methyl methacrylate and n-butyl acrylate blocks, t-butyl acrylate blocks, t-butyl methacrylate or 2-ethylhexyl acrylate blocks, in particular of methyl methacrylate and t-butyl methacrylate.
  • the initiator composition can e.g. contain an alkali organic compound or a mixture of different such alkali organic compounds.
  • Lithium, sodium or potassium are preferred as the alkali metal.
  • the choice of the alkali metal influences, inter alia, the reaction rate of the polymerization reaction, so that the choice of the metal depends on the monomers to be reacted and the desired reaction rate.
  • Organolithium compounds are generally preferred.
  • Alkyl or alkylarylalkali compounds are preferably used.
  • Their alkyl radical generally has 1 to 10, preferably 1 to 6, carbon atoms and can be linear, branched or cyclic.
  • the alkylaryl radical generally has 1 to 10, preferably 1 to 6, carbon atoms in the alkyl group.
  • the alkyl group is also substituted by one or more aryl groups. Both monocyclic and polycyclic aryl radicals, which generally have 6 to 18 carbon atoms, are suitable as aryl radicals.
  • the preferred aryl radical is optionally substituted phenyl.
  • Alkylarylalkali compounds are accessible, for example, by reacting styrene or substituted styrenes such as ⁇ -methylstyrene or 1,1-diphenylethene or ring-alkylated styrenes with an alkylalkali compound, for example n-butyllithium, s-butyllithium or t-butyllithium.
  • an alkylalkali compound for example n-butyllithium, s-butyllithium or t-butyllithium.
  • oligomers or polymers of these compounds can also be used.
  • alkyl or alkylarylalkali compounds are, for example, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, diphenylmethyllithium, diphenylmethyl sodium, diphenylmethyl potassium, 1, 1, 4, 4-tetraphenylbutane-l, 4-dilithium, 1, 1, 4, 4-tetraphenylbutane-1, 4-disodium 1,1,4, 4-tetraphenylbutane-l, 4-dipotassium, 1-phenylhexyllithium, 1, 1-diphenylhexyllithium, 3-methyl-l-phenylpentyllithium, 1, 3-dimethyl -1-phenylpentyllithium or 3-methyl -1, 1 -diphenylpentyllithium.
  • the initiator composition can contain alkali ester enolate or a mixture of different such enolates.
  • the alkali metal isolates can be prepared separately and used as such.
  • alkali enolates are known per se. They can be prepared, for example, by reacting an alkali salt, an alkylalkali compound or an alkali metal with an ester which has at least one acidic proton on the ⁇ -carbon atom. It goes without saying that diesters can also be converted into the alkali ester enolates contained according to the invention. The alkali metal isolates thus obtained can then be isolated and purified.
  • esters of the general formulas II or III are preferred for the preparation of the alkali metal isolates:
  • R5 in which the radicals R 1 to R 6 can be identical or different from one another and independently of one another denote a C 1 -C 10 -alkyl or C 6 - C 1 -C aryl radical.
  • the radicals R 1 , R 2 and R 5 can also be hydrogen.
  • the alkyl radicals can be either linear or branched.
  • Preferred esters II or III contain as radicals R 3 , R 4 and R 6 Ci to C alkyl radicals such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl or t-butyl, including methyl or t-butyl are particularly preferred.
  • the radicals R 1 , R 2 and R 5 are preferably Ci to Cs alkyl radicals, of which methyl, ethyl, i-butyl and 2, 2-dimethylpentyl are particularly preferred.
  • lithium methyl isobutyrate, ethyl- ⁇ -lithio-isobutyrate or lithium t-butyl-isobutyrate can be obtained from esters of the general formula II.
  • esters of the general formula II can also be prepared, for example, 2-lithium, 2, 4, 4-trimethylpentanoic acid methyl ester enolate.
  • Lithium alkylmalonates such as 2 -Lithium- 2 - (Ci- to Cs-alkyl) -1, 3-propanedicarboxylic acid dialkyl ester enolates, in particular ⁇ 2 -Lithium-2-ethyl -1, 3-propanedicarboxylic acid dimethyl ester enolate, can be obtained from the ester of the general formula ( III) are produced.
  • Alkaline alcoholates are also preferred as component A).
  • the underlying alcohols are those with a linear or branched aliphatic radical, such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, s-butanol or t-butanol. Cycloaliphatic alcohols such as cyclohexanol or 1-methylcyclohexanol are also possible. Sterically demanding alkoxide radicals such as tert are preferred. -Butoxide or i-propoxide. Lithium, sodium or potassium are preferred as alkali metal counterions. The choice of alkali metal can include the reaction rate of the polymerization reactions can be influenced.
  • lithium or potassium alkoxides are preferred. It is particularly preferred to use lithium or potassium tert. -Butoxide used. The production of these connections can be found e.g. in J. Organometal. Chem. 1973, 50, p. 9. For the production of potassium tert. -Butoxide can also be prepared according to a specification by Johnson and Schneider, Org. Synth., 1963, Coll. Vol. 4, p. 132. Alkaline alcoholates A) also include compounds which are derived from diols, in particular vicinal diols, and also from polyols.
  • Glycol, glycerol, 2,3-dimethylbutane-2,3-diol or 3,4-diethyl-hexane-3,4-diol may be mentioned as examples.
  • Vicinal diols are, for example, by reductive coupling of ketones (see also Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th ed., 1989, Longman Scientific & Technical) or by
  • alkali amides are also preferred as component A.
  • Suitable alkali amides can be derived from aliphatic or aromatic amines or from those with an aliphatic and aromatic radical. Aliphatic as well as aromatic amines can have both identical and different substituents. Dimethylamine, diethylamine, di-i-propylamine, di-n-butylamine and di-t-butylamine are suitable as aliphatic amines. Amines with bulky groups such as di-i-propylamine are preferably used. Lithium, sodium or potassium are preferred as alkali metal counterions. Lithium amides such as lithium di-i-propylamide are particularly suitable.
  • alkali amides for example lithium di-i-propylamide
  • Some alkali amides can be purchased commercially or in accordance with the regulations of, for example, House et al. (J. Org. Chem., 1978, 43, p. 700) or Reetz et al. (Liebigs Ann. Chem., 1980, p. 1471).
  • alkali ester enates, alkali alcoholates or alkali amides can also be used, so that different starter enolates, alkali alcoholates or alkali amides are contained in the starter composition.
  • the starter composition according to the invention contains an organic aluminum compound (component B)).
  • component B organic aluminum compound
  • Aluminum alkyl compounds are preferred.
  • the alkyl radicals on the aluminum can be the same or different and generally contain from 1 to 10, preferably 1 to 6, carbon atoms. They can be linear or branched, but can also be cyclic.
  • aluminum compounds trimethyl aluminum, triethyl aluminum, tri-i-propyl aluminum, triisobutyl aluminum, tri (neopentyl) aluminum or tri (norbornyl) aluminum can be mentioned as examples.
  • the starter composition contains an additive C) complexing alkali cations.
  • This includes at ⁇ play, salts of alkali and alkaline earth metals.
  • the cesium cation, the potassium and the sodium cation are preferably used, with the cesium cation being particularly preferred.
  • Suitable alkaline earth metal cations are based on magnesium, calcium, strontium and barium. Calcium or magnesium are preferred among the alkaline earth metal cations.
  • the cations mentioned are usually in the form of their salts of inorganic acids, for example as halides, pseudohalides, chlorates, perchlorates, nitrates, sulfonates, trifluoromethanesulfonates, tetrafluoroborates, tetraphenylborates, hexafluorophosphates, hexafluoroantimonates, hexafluorostilates or organic acids with a smaller p or organic acid 20, for example used as alcoholates, acetates or benzoates.
  • They are particularly preferably used as halides, in particular fluorides, chlorides, bromides or iodides or in the form of the cyanides or rhodanides.
  • the fluorides, chlorides or bromides of potassium or cesium are preferably used. Cesium fluoride is particularly preferred and cesium chloride. Any mixtures of the alkali metal and alkaline earth metal salts listed can also be used as component C). In general, the salts of cesium are particularly preferred.
  • the composition of the starter can vary within wide limits.
  • the starter composition contains the aluminum alkyl compound to compound A) in a molar ratio of 0.5: 1 to 50: 1, preferably from 1: 1 to 30: 1, the additive C) to compound A) in a molar ratio of 0.5: 1 to 1000: 1, preferably from 1: 1 to 200: 1, particularly preferably from 1: 1 to 20: 1.
  • the molar ratio of monomer to compound A) is selected in the range from 5: 1 to 10000: 1.
  • Preferred molar ratios of monomer to compound A) are in the range from 10: 1 to 5000: 1, in particular from 50: 1 to 3000: 1.
  • the polymerization can be carried out either in the absence or in the presence of a solvent.
  • the polymerization is carried out in a solvent.
  • Non-polar solvents are preferably used. These include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, xylene or ethylbenzene. However, substances, mixtures of different non-polar solvents such as mixtures of toluene with ethylbenzene, or mixtures of aromatic and aliphatic hydrocarbon ⁇ such as cyclohexane, hexane or pentane may be used.
  • the preferred solvent is toluene or ethylbenzene. Solvents are preferably used which have the high purity required for the process.
  • the reaction of the monomers can be carried out at different degrees of dilution.
  • the proportion by weight of the monomers in the total batch can be in the range from 0.5 to 80%, preferably from 1 to 50%.
  • the components of the starter composition, the solvent and the monomers can be mixed with one another in the most varied of orders.
  • all of the starter components can be introduced and the solvent and monomer can then be added.
  • some of the starter components can also be used initially and some other starter components can be added later. It is also possible to add further amounts during the polymerization reaction
  • Add starter composition For example, a suitable embodiment is presented according to the solvent and next to ⁇ with the aluminum compound is added. The mixture, for example the alkali metal isolate or the alkali metal alcoholate, which was prepared separately, can then be added to this mixture.
  • an alkyl or alkylarylalkali compound can be added to the alkali enolate and then converted into the alkali enolate in situ by reaction with a stoichiometric amount of an alkyl methacrylate, preferably the monomer used in the polymerization.
  • an alkyl methacrylate preferably the monomer used in the polymerization.
  • the alkali ion complexing additive and then the monomer are added.
  • the alkali or alkaline earth metal salt for example a cesium halide, is introduced and the solvent and the aluminum compound are added, the order in which the latter two components are added is not critical.
  • the separately prepared component A) can then be added to this mixture before the monomer is added.
  • be ⁇ vorzugten aluminum compound and solvent are initially introduced medium and then an alkali metal or alkaline earth metal salt added.
  • component A prepared separately, for example an alkali metal alkoxide, alcoholate or amide, is added to the initiator composition and, in the last step, the monomers to be used in the polymerization are added.
  • the individual components of the starter composition can be used as such. It is also possible to use the components of the starter composition dissolved or dispersed in one of the solvents or solvent mixtures mentioned.
  • the components are preferably used dissolved in pentane, hexane, toluene, ethylbenzene or cyclohexane. It is possible to add the total amount of monomers at once, in stages or continuously.
  • the reaction can be carried out, for example, at a temperature in the range from -78 to + 50.degree. A temperature range from -30 to + 30 ° C., in particular from -20 to 0 ° C., is preferred. If acrylates are used as monomers, a reaction temperature of -78 to -20 ° C has proven to be advantageous. During the reaction, the temperature can either be kept almost constant or the reaction can be subjected to a temperature program.
  • the polymerization reaction is generally terminated by adding a protic substance, such as, for example, an alcohol such as methanol or ethanol or acetic acid, formic acid, hydrochloric acid or water or a mixture of these compounds.
  • a protic substance such as, for example, an alcohol such as methanol or ethanol or acetic acid, formic acid, hydrochloric acid or water or a mixture of these compounds.
  • the reaction mixture can then be worked up, for example, by methods known per se.
  • the poly (meth) acrylate obtained can be precipitated using a lower alcohol or water or the solvent can be removed from the reaction mixture.
  • Polymethacrylates and in particular also acrylates can be easily produced by the process according to the invention.
  • the poly (meth) acrylates obtainable by the process according to the invention generally have molecular weights (number average values M n ) in the range from 500 to 1,000,000, preferably in the range from 5,000 to 300,000 g / mol. Since gel formation does not occur or only occurs to a minor extent in the process according to the invention, they have a narrow molecular weight distribution, given as the ratio of weight average to number average M w / M n .
  • M w / M n is generally in the range from 1.05 to 1.6, preferably in the range from 1.05 to 1.4.
  • poly (meth) acrylates of high syndiotacticity are obtained by the process according to the invention.
  • the proportion of the syndiotactic triads rr is generally from 50 to 85%, preferably from 60 to 80%.
  • the process according to the invention is distinguished on the one hand by the fact that the process parameters such as reaction rate and temperature can be controlled well. On the other hand, complete or almost complete sales can be achieved.
  • the "living" polymer chain ends are characterized by increased stability.
  • the process is much less sensitive to contaminants present in the technical grade solvents and monomers than known processes.
  • block copolymers can be produced using the process according to the invention.
  • the polymerization reaction is not terminated with protic substances after the molecular weight has been reduced, but rather other monomers or monomer mixtures different from the first addition are added. In this way, several blocks can be attached.
  • the number and weight average molecular weights Mn and Mw were determined by gel permeation chromatography, unless stated otherwise, using poly-n-butyl acrylate and polymethyl methacrylate standards.
  • the tacticity of the The poly (meth) acrylates obtained were determined by means of i H-MR spectroscopy.
  • Ethyl- ⁇ -lithioisobutyrate (EiBLi) was prepared from ethyl isobutyrate and lithium isopropylamide in hexane and recrystallized from diethyl ether.
  • Potassium tert. -Butoxide was prepared by stirring potassium in t-butanol under a protective gas and was isolated in the form of a powder by filtration and removal of excess alcohol in vacuo.
  • Triisobutylaluminum (AÜBU 3 ) was as 25 wt. % solution in toluene obtained from Aldrich.
  • Cesium fluoride (99.9%) was obtained from Aldrich and used without further purification.
  • Triethylaluminum (AlEt 3 ) was obtained from Aldrich as a 1.9 M solution in toluene.
  • the toluene used was stirred over Na / K alloy and distilled.
  • the monomeric (meth) acrylates were cleaned using a nitrogen purge, aluminum oxide and calcium hydride and then distilled in vacuo.
  • Cesium chloride (0.69 mmol) was dissolved with triethyl aluminum (1.5 mmol) in 10 ml of toluene at room temperature while stirring and 65 ml of toluene were added.
  • ethyl ⁇ -lithioisobutyrate (0.344 mmol) was dissolved in 10 ml of toluene at room temperature and added to the cesium chloride / triethyl aluminum mixture. This mixture was heated to -20 ° C. and methyl methacrylate (69 mmol) in 10 ml of toluene was added with stirring. After 2 hours, the reaction was stopped and worked up analogously to Examples 1 and 2.

Abstract

The invention relates to a method for producing homopolymers, copolymers or block copolymers by anionic polymerization of acrylates and/or methacrylates in the presence of an initiator composition containing A) an alkali organic compound, an alkali alkoxide or an alkali amide, B) an organic aluminium compound and C) an alkali or an alkaline earth salt as an alkali cation complexing additive.

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyalkyl (meth) acrylatenProcess for the preparation of polyalkyl (meth) acrylates
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Homo-, Co- oder Blockcopolymeren durch anionische Polymeri¬ sation von Acrylaten und/oder Methacrylaten in Gegenwart einer InitiatorZusammensetzung enthaltendThe present invention relates to a process for the preparation of homopolymers, copolymers or block copolymers by anionic Polymeri ¬ sation of acrylates and / or methacrylates in the presence of an initiator composition comprising
A) eine alkaliorganische Verbindung, ein Alkalialkoxid oder ein Alkaliamid,A) an alkali organic compound, an alkali alkoxide or an alkali amide,
B) eine organische Aluminiumverbindung undB) an organic aluminum compound and
C) als einen das Alkalikation komplexierenden Zusatz ein Alkali- oder Erdalkalisalz.C) an alkali or alkaline earth metal salt as an additive complexing the alkali application.
Darüberhinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Initiator - Zusammensetzung sowie ein Verfahren zur Herstellung der Initiatorzusammensetzung und deren Verwendung.Furthermore, the present invention relates to the initiator composition and a method for producing the initiator composition and its use.
Die anionische und koordinative Polymerisation von (Meth)acryl- säureestern gestaltet sich aufgrund der mit der Carbonylgruppe verbundenen Nebenreaktionen, wie Übertragungs- und Ketten - abbruchsreaktionen, schwierig, insbesondere hinsichtlich der Kontrolle von Molekulargewicht, Molekulargewichtsverteilung und Stereoregularität . Verschiedene Möglichkeiten zur kontrollierten Polymerisation von (Meth) acrylsäureestern wurden in J.M.S. - Rev. Makromol. Chem. Phys . C34(2), 243 - 324 (1994) mit ihren Vor- und Nachteilen zusammenfassend diskutiert.The anionic and coordinative polymerization of (meth) acrylic acid esters is difficult due to the side reactions associated with the carbonyl group, such as transfer and chain termination reactions, in particular with regard to the control of molecular weight, molecular weight distribution and stereoregularity. Various possibilities for the controlled polymerization of (meth) acrylic acid esters have been described in J.M.S. - Rev. Makromol. Chem. Phys. C34 (2), 243 - 324 (1994) with their advantages and disadvantages discussed in summary.
So wird beispielsweise in EP-B-0 274 318 die anionische Polymeri¬ sation von Acrylatmonomeren mit einem Alkali- oder Erdalkalialkyl als Initiator in Gegenwart von makrozyklischen Komplexbildnern beschrieben. Das Verfahren wird in Tetrahydrofuran bei Tempera - turen von -78°C durchgeführt. Des weiteren wurden auch LiClFor example, EP-B-0274318, the anionic Polymeri zation ¬ described of acrylate monomers with an alkali or Erdalkalialkyl as an initiator in the presence of macrocyclic complexing agents. The process is carried out in tetrahydrofuran at temperatures of -78 ° C. Furthermore, LiCl
(EP-A-0 408 420) bzw. Lithiumalkoholate als komplexierende Zusätze eingesetzt. Eine enge Molekulargewichtsverteilung wird aber nur bei tiefen Temperaturen erreicht, was lange Polymerisations - zeiten und technisch aufwendige und teure Apparaturen verursacht. Außerdem müssen bei der Verwendung von Tetrahydrofuran als(EP-A-0 408 420) or lithium alcoholates are used as complexing additives. However, a narrow molecular weight distribution is only achieved at low temperatures, which causes long polymerization times and technically complex and expensive equipment. In addition, when using tetrahydrofuran as
Lösungsmittel aufgrund der Peroxidbildung weitere Sicherheits- vorkehrungen getroffen werden.Due to the formation of peroxides, further safety precautions must be taken.
Aus der EP-A-0 434 316 ist die Polymerisation von Methacrylaten durch Alkalimetallalkyle in Gegenwart von organischen Aluminiumverbindungen mit sterisch anspruchsvollen Resten bekannt. Die Reaktionszeiten sind aber selbst bei höheren Temperaturen noch im Bereich von mehreren Stunden.EP-A-0 434 316 discloses the polymerization of methacrylates by alkali metal alkyls in the presence of organic aluminum compounds with sterically demanding radicals. The However, reaction times are still in the range of several hours, even at higher temperatures.
Ein weit verbreitetes Problem bei der anionischen Polymerisation von Acrylaten in Gegenwart von Alkyllithium und Aluminiumalkyl - Verbindungen ist die Gelbildung, insbesondere in unpolaren Lösungsmitteln. Sie entsteht vermutlich dadurch, daß mehrere Moleküle (Monomere oder schon gebildete Polymerketten) an das Metallzentrum koordinieren. Dieses Phänomen führt dazu, daß sich zum einen die Reaktionsmischung schlecht handhaben läßt, zum anderen die Molekulargewichtsverteilung der Polyalkylacrylate breit ist und häufig kein vollständiger Monomerenumsatz erreicht wird.A widespread problem in the anionic polymerization of acrylates in the presence of alkyl lithium and aluminum alkyl compounds is gel formation, especially in nonpolar solvents. It probably arises from the fact that several molecules (monomers or already formed polymer chains) coordinate to the metal center. This phenomenon means that on the one hand the reaction mixture is difficult to handle, on the other hand the molecular weight distribution of the polyalkylacrylates is broad and frequently complete conversion of the monomers is not achieved.
Eine metallfreie Initiierung durch Ammoniumsalze von resonanz- stabiliεierten Carbanionen ist aus EP-A-0 306 714 bekannt. Tetr - alkylammoniumsalze neigen aber in Gegenwart von starken Basen, wie beispielsweise unkomplexierten Carbanionen zur Hoffmann- Eliminierung, was zu Kettenabbrüchen führt.A metal-free initiation by ammonium salts of resonance-stabilized carbanions is known from EP-A-0 306 714. Tetr - alkylammonium salts tend to Hoffmann elimination in the presence of strong bases, such as uncomplexed carbanions, which leads to chain termination.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, eine neue Starterzusammensetzung zu entwickeln, die eine gute Kontrolle der Polymerisationsreaktion erlaubt. Insbesondere sollte ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, das auch bei höheren Tempe- raturen zu Produkten mit enger Molekulargewichtsverteilung führt. Es ist somit eine Aufgabe, zu "lebenden" anionischen Polymerketten mit erhöhter Stabilität zu gelangen. Ferner sollten möglichst quantitative Umsätze erreicht und Blockcopolymere hergestellt werden können. Außerdem sollte die Reaktionsgeschwindig- keit für technische Zwecke geeignet sein. Darüber hinaus war es die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, das weitgehend unempfindlich gegen die in Monomeren und Lösungsmitteln technischer Qualität vorhandenen Verunreinigungen ist. Des weiteren sollte ein Verfahren entwickelt werden, bei dem die Gelbildung vermieden wird.The object of the present invention was therefore to develop a new starter composition which allows good control of the polymerization reaction. In particular, a process should be made available which leads to products with a narrow molecular weight distribution even at higher temperatures. It is therefore an object to arrive at "living" anionic polymer chains with increased stability. In addition, sales should be as quantitative as possible and block copolymers should be able to be produced. In addition, the reaction rate should be suitable for technical purposes. In addition, the task was to find a process which is largely insensitive to the impurities present in monomers and technical-grade solvents. Furthermore, a method should be developed in which gel formation is avoided.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Homo-, Co- oder Blockcopolymeren durch anionische Polymerisation von Acrylaten und/oder Methacrylaten in Gegenwart einer Initiatorzusammen- setzung enthaltendAccordingly, a process for the preparation of homo-, co- or block copolymers by anionic polymerization of acrylates and / or methacrylates in the presence of an initiator composition was obtained
A) eine alkaliorganische Verbindung, ein Alkalialkoxid oder ein Alkaliamid,A) an alkali organic compound, an alkali alkoxide or an alkali amide,
B) eine organische Aluminiumverbindung und C) als einen das Alkalikation komplexierenden Zusatz ein Alkali- oder Erdalkalisalz gefunden. Als Polyalkyl (meth) acrylate kommen sowohl Homopolymere als auch Copolymere oder Blockcopolymere in Betracht. Beispielsweise können aus Mischungen unterschiedlicher Alkylacrylate oder unterschiedlicher Alkylmethacrylate oder Mischungen aus Alkylacrylaten mit Alkylmethacrylaten Copolymere hergestellt werden. Blockcopolymere können z.B. aus unterschiedlichen Alkylacrylaten oder unterschiedlichen Alkylmethacrylaten oder aus Alkylacrylaten und Alkylmethacrylaten erhalten werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl Zweiblockcopoly ere als auch Mehrblock- copolymere hergestellt werden. Dabei kann die Gewichtszusammen¬ setzung der Blöcke in weiten Grenzen variieren.B) an organic aluminum compound and C) an alkali or alkaline earth salt found as an additive complexing the alkali application. Both homopolymers and copolymers or block copolymers come into consideration as polyalkyl (meth) acrylates. For example, copolymers can be prepared from mixtures of different alkyl acrylates or different alkyl methacrylates or mixtures of alkyl acrylates with alkyl methacrylates. Block copolymers can be obtained, for example, from different alkyl acrylates or different alkyl methacrylates or from alkyl acrylates and alkyl methacrylates. Both two-block copolymers and multi-block copolymers can be prepared by the process according to the invention. Here, the weight reduction of the blocks together ¬ varied within wide limits.
Unter geeignete Methacrylatmonomerbausteine fallen u. a. Alkyl¬ methacrylate mit 1 bis 20 C-Atomen, bevorzugt 1 bis 10, ins - besondere 1 bis 6 C-Atomen im Esterrest. Der Esterrest kann sowohl linear als auch verzweigt sein. Ebenso kann der Esterrest ein Cycloalkylrest sein. Bevorzugt ist er linear. Die Alkylmethacrylate können auch mit einem oder mehreren Halogenatomen sub¬ stituiert sein. Als Beispiele werden genannt: Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, 2 , 2 , 2 , -Trifluorethylmethacrylat, n-Propylmeth- acrylat, i-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, s-Butylmeth- acrylat, t-Butylmethacrylat, n-Pentylmethacrylat, i-Pentylmeth- acrylat, n-Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Cyclohexyl - methacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Decylmethacrylat. Ebenso können Methacrylate mit einer olefinisch ungesättigten Estereinheit eingesetzt werden, wie Dihydrodicyclopentadienylmeth- acrylat, Allylmethacrylat oder solche mit aromatischen Ester - resten, wie Phenyl oder 2 - Phenoxyethyl oder mit vinylaromatischen Esterresten, wie 4-Vinylphenyl . Bevorzugt sind Methylmethacrylat, 2 -Ethylhexylmethacrylat und Allylmethacrylat. Besonders bevorzugt wird Methylmethacrylat verwendet. Des weiteren kommen auch Meth- acrylamide in Betracht. Geeignet sind zum Beispiel N,N-Dimethyl- methacrylamid, N,N-Diethylmethacrylamid, N,N-Diisopropylmeth- acrylamid und N,N-Di-n-butylmethacrylamid.Under suitable Methacrylatmonomerbausteine fall include alkyl ¬ methacrylates having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10, in the - particular 1 to 6 carbon atoms in the Esterrest. The ester residue can be either linear or branched. The ester radical can also be a cycloalkyl radical. It is preferably linear. The methacrylates may be stituiert sub ¬ with one or more halogen atoms. Examples are: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2, 2, 2, -trifluoroethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, s-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, i-pentyl methacrylate acrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl methacrylate. It is also possible to use methacrylates with an olefinically unsaturated ester unit, such as dihydrodicyclopentadienyl methacrylate, allyl methacrylate or those with aromatic ester residues, such as phenyl or 2-phenoxyethyl, or with vinylaromatic ester residues, such as 4-vinylphenyl. Methyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and allyl methacrylate are preferred. Methyl methacrylate is particularly preferably used. Methacrylamides are also suitable. For example, N, N-dimethyl methacrylamide, N, N-diethyl methacrylamide, N, N-diisopropyl methacrylamide and N, N-di-n-butyl methacrylamide are suitable.
Geeignete Acrylatmonomerbausteine sind zum Beispiel Cι~ bis C2o_Alkylacrylate. Besonders bevorzugt werden Cι~ bis Cι_-, insbesondere Cι~ bis Cs-Alkylacrylate. Die Alkylreste können sowohl linear als auch verzweigt sein oder einen Ring bilden. Beispiels - weise können Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, i-Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, t-Butylacrylat , n-Pentylacrylat, i-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, 2-Ethylhexyl- acrylat, Cyclohexylacrylat, n-Octylacrylat, n-Decylacrylat eingesetzt werden. Des weiteren kommen Acrylate mit einer olefinisch ungesättigten Estereinheit in Frage, wie Dihydrodicyclopenta- dienylacrylat, Allylacrylat oder solche mit aromatischen Gruppen, wie Phenylacrylat oder 2 -Phenoxyethylacrylat oder vinylaroma- tischen Gruppen, wie 4 -Vinylphenyl . Des weiteren kommen auch Acrylamide in Betracht. Geeignet sind zum Beispiel N,N-Dimethyl - acrylamid, N, N-Diethylacrylamid, N,N-Di - 1-propylacrylamid und N,N-Di-n-butylacrylamid.Suitable Acrylatmonomerbausteine are, for example, Cι ~ to C 2 o _ alkyl acrylates. C 1 to C 1, in particular C 1 to C 3 alkyl acrylates are particularly preferred. The alkyl radicals can be linear, branched or form a ring. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, n-pentyl acrylate, i-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, Octyl acrylate, n-decyl acrylate can be used. Also suitable are acrylates with an olefinically unsaturated ester unit, such as dihydrodicyclopentadienyl acrylate, allyl acrylate or those with aromatic groups, such as phenyl acrylate or 2-phenoxyethyl acrylate or vinyl aroma. table groups, such as 4-vinylphenyl. Acrylamides are also suitable. For example, N, N-dimethyl-acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-di-1-propylacrylamide and N, N-di-n-butylacrylamide are suitable.
Grundsätzlich können alle genannten Monomeren für die Herstellung von Blockcopolymeren eingesetzt werden. Unter den Blockcopolymerisaten sind solche bevorzugt, die aus Methylmethacrylat- und n-Butylacrylatblöcken, t-Butylacrylatblöcken, t-Butylmethacrylat oder 2 -Ethylhexylacrylatblöcken insbesondere aus Methylmethacrylat und t-Butylmethacrylat aufgebaut sind.In principle, all of the monomers mentioned can be used for the production of block copolymers. Preferred block copolymers are those which are composed of methyl methacrylate and n-butyl acrylate blocks, t-butyl acrylate blocks, t-butyl methacrylate or 2-ethylhexyl acrylate blocks, in particular of methyl methacrylate and t-butyl methacrylate.
Die Initiatorzusammensetzung kann z.B. eine alkaliorganische Verbindung oder eine Mischung unterschiedlicher derartiger alkaliorganischer Verbindungen enthalten. Als Alkalimetall sind Lithium, Natrium oder Kalium bevorzugt. Die Wahl des Alkali - metalls beeinflußt unter anderem die Reaktionsgeschwindigkeit der Polymerisationsreaktion, sodaß sich die Wahl des Metalls nach den umzusetzenden Monomeren und der gewünschten Reaktions- geschwindigkeit richtet. Im allgemeinen werden lithiumorganische Verbindungen bevorzugt.The initiator composition can e.g. contain an alkali organic compound or a mixture of different such alkali organic compounds. Lithium, sodium or potassium are preferred as the alkali metal. The choice of the alkali metal influences, inter alia, the reaction rate of the polymerization reaction, so that the choice of the metal depends on the monomers to be reacted and the desired reaction rate. Organolithium compounds are generally preferred.
Bevorzugt verwendet man Alkyl- oder Alkylarylalkaliverbindungen. Deren Alkylrest weist in der Regel 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 6 C-Atome auf und kann linear, verzweigt oder cyclisch sein. Der Alkylarylrest hat im allgemeinen 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 6 C-Atome in der Alkylgruppe. Die Alkylgruppe ist auch durch einen oder mehrere Arylreste substituiert. Als Arylrest kommen sowohl monocyclische als auch polycyclische Arylreste in Betracht, die in der Regel 6 bis 18 C-Atome haben. Bevorzugter Arylrest ist ggf. substituiertes Phenyl . Alkylarylalkaliverbindungen sind beispielsweise durch Umsetzen von Styrol oder substituierten Styrolen wie α-Methylstyrol oder 1, 1-Diphenylethen oder kernalkylierten Styrolen mit einer Alkylalkaliverbindung, beispielsweise n-Butyllithium, s-Butyllithium oder t-Butyllithium zugänglich. Anstelle von Styrol oder dessen Derivaten können auch Oligomere oder Polymere dieser Verbindungen verwendet werden. Vertreter der Alkyl- oder Alkylarylalkaliverbindungen sind beispielsweise n-Butyllithium, s-Butyllithium, t-Butyllithium, Diphenylmethyllithium, Diphenylmethylnatrium, Diphenylmethyl - kalium, 1, 1, 4, 4-Tetraphenylbutan-l, 4-dilithium, 1, 1, 4, 4-Tetra- phenylbutan-1, 4-dinatrium 1,1,4, 4-Tetraphenylbutan-l, 4-dikalium, 1-Phenylhexyllithium, 1, 1-Diphenylhexyllithium, 3-Methyl-l- phenylpentyllithium, 1, 3 -Dimethyl-1-phenylpentyllithium oder 3 -Methyl -1, 1 -diphenylpentyllithium. Als spezielle alkaliorganische Verbindung kann die Initiator - Zusammensetzung Alkaliesterenolat oder eine Mischung unterschiedlicher derartiger Enolate enthalten.Alkyl or alkylarylalkali compounds are preferably used. Their alkyl radical generally has 1 to 10, preferably 1 to 6, carbon atoms and can be linear, branched or cyclic. The alkylaryl radical generally has 1 to 10, preferably 1 to 6, carbon atoms in the alkyl group. The alkyl group is also substituted by one or more aryl groups. Both monocyclic and polycyclic aryl radicals, which generally have 6 to 18 carbon atoms, are suitable as aryl radicals. The preferred aryl radical is optionally substituted phenyl. Alkylarylalkali compounds are accessible, for example, by reacting styrene or substituted styrenes such as α-methylstyrene or 1,1-diphenylethene or ring-alkylated styrenes with an alkylalkali compound, for example n-butyllithium, s-butyllithium or t-butyllithium. Instead of styrene or its derivatives, oligomers or polymers of these compounds can also be used. Representatives of the alkyl or alkylarylalkali compounds are, for example, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, diphenylmethyllithium, diphenylmethyl sodium, diphenylmethyl potassium, 1, 1, 4, 4-tetraphenylbutane-l, 4-dilithium, 1, 1, 4, 4-tetraphenylbutane-1, 4-disodium 1,1,4, 4-tetraphenylbutane-l, 4-dipotassium, 1-phenylhexyllithium, 1, 1-diphenylhexyllithium, 3-methyl-l-phenylpentyllithium, 1, 3-dimethyl -1-phenylpentyllithium or 3-methyl -1, 1 -diphenylpentyllithium. As a special organic alkali compound, the initiator composition can contain alkali ester enolate or a mixture of different such enolates.
Die Alkalienolate können getrennt hergestellt und als solche eingesetzt werden.The alkali metal isolates can be prepared separately and used as such.
Die Herstellung von Alkalienolaten ist an sich bekannt. Sie lassen sich beispielsweise dadurch herstellen, daß ein Alkali - salz, eine Alkylalkaliverbindung oder ein Alkalimetall mit einem Ester, der mindestens ein acides Proton am α-Kohlenstoffatom aufweist, umgesetzt wird. Selbstverständlich können auch Diester zu den erfindungsgemäß enthaltenen Alkaliesterenolaten umgesetzt werden. Anschließend können die so erhaltenen Alkalienolate isoliert und gereinigt werden.The production of alkali enolates is known per se. They can be prepared, for example, by reacting an alkali salt, an alkylalkali compound or an alkali metal with an ester which has at least one acidic proton on the α-carbon atom. It goes without saying that diesters can also be converted into the alkali ester enolates contained according to the invention. The alkali metal isolates thus obtained can then be isolated and purified.
Zur Herstellung der Alkalienolate sind Ester der allgemeinen Formeln II oder III bevorzugt:Esters of the general formulas II or III are preferred for the preparation of the alkali metal isolates:
H OH O
R1 C C OR3 (II)R 1 CC OR 3 (II)
R2 R 2
O H OO H O
R40 C C C OR6 (III) R 4 0 CCC OR 6 (III)
II.
R5 worin die Reste R1 bis R6 gleich oder verschieden voneinander sein können und unabhängig voneinander einen Ci- bis Cio -Alkyl oder C6- bis Ciβ -Arylrest bedeuten. Die Reste R1, R2 und R5 können ferner auch für Wasserstoff stehen. Die Alkylreste können sowohl linear als auch verzweigt sein. Bevorzugte Ester II oder III enthalten als Reste R3, R4 und R6 Ci- bis C -Alkylreste wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i - Propyl , n-Butyl, i-Butyl oder t-Butyl, worunter Methyl oder t-Butyl besonders bevorzugt sind. Die Reste R1, R2 und R5 sind bevorzugt Ci- bis Cs -Alkylreste, worunter Methyl, Ethyl, i-Butyl und 2 , 2 -Dirnethylpentyl besonders bevorzugt sind.R5 in which the radicals R 1 to R 6 can be identical or different from one another and independently of one another denote a C 1 -C 10 -alkyl or C 6 - C 1 -C aryl radical. The radicals R 1 , R 2 and R 5 can also be hydrogen. The alkyl radicals can be either linear or branched. Preferred esters II or III contain as radicals R 3 , R 4 and R 6 Ci to C alkyl radicals such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl or t-butyl, including methyl or t-butyl are particularly preferred. The radicals R 1 , R 2 and R 5 are preferably Ci to Cs alkyl radicals, of which methyl, ethyl, i-butyl and 2, 2-dimethylpentyl are particularly preferred.
Aus Estern der allgemeinen Formel II ist beispielsweise Lithiummethylisobutyrat, Ethyl -α-Lithio-isobutyrat oder Lithium- t-butyl - isobutyrat zugänglich. Aus den Estern der allgemeinen Formel II läßt sich auch z.B. 2 -Lithium- 2, 4 , 4 - trimethylpentansäuremethyl - esterenolat herstellen. Lithiumalkylmalonate wie 2 -Lithium- 2 - (Ci- bis Cs-alkyl) -1, 3 -propandicarbonsäuredialkylesterenolate, ins¬ besondere 2 -Lithium-2 -ethyl -1, 3 -propandicarbonsäuredimethylester- enolat, können aus dem Ester der allgemeinen Formel (III) hergestellt werden.For example, lithium methyl isobutyrate, ethyl-α-lithio-isobutyrate or lithium t-butyl-isobutyrate can be obtained from esters of the general formula II. From the esters of the general formula II can also be prepared, for example, 2-lithium, 2, 4, 4-trimethylpentanoic acid methyl ester enolate. Lithium alkylmalonates such as 2 -Lithium- 2 - (Ci- to Cs-alkyl) -1, 3-propanedicarboxylic acid dialkyl ester enolates, in particular ¬ 2 -Lithium-2-ethyl -1, 3-propanedicarboxylic acid dimethyl ester enolate, can be obtained from the ester of the general formula ( III) are produced.
Ebenfalls bevorzugt sind Alkalialkoholate als Komponente A) . Als zugrunde liegende Alkohole kommen solche mit linearem oder ver- zweigtem aliphatischen Rest, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, n-Butanol, s-Butanol oder t-Butanol in Frage. Cyclo- aliphatische Alkohole wie Cyclohexanol oder 1-Methylcyclohexanol sind gleichfalls möglich. Bevorzugt sind sterisch anspruchsvolle Alkoxidreste wie tert. -Butoxid oder i-Propoxid. Als Alkalimetall - gegenionen sind Lithium, Natrium oder Kalium bevorzugt. Über die Wahl des Alkalimetalls kann u.a. die Reaktionsgeschwindigkeit der Polymerisationsreaktionen beeinflußt werden. In der Regel werden Lithium- oder Kaliumalkoxide bevorzugt. Besonders bevorzugt wird auf Lithium- oder Kalium- tert . -Butoxid zurückgegriffen. Die Her- Stellung dieser Verbindungen findet sich z.B. in J. Organometal . Chem. 1973, 50, S. 9 beschrieben. Für die Herstellung von Kalium- tert. -Butoxid kann auch nach einer Vorschrift von Johnson und Schneider, Org. Synth., 1963, Coll. Vol. 4, S. 132 gearbeitet werden. Unter Alkalialkoholate A) fallen auch Verbindungen, die von Diolen, insbesondere vicinalen Diolen, sowie Polyolen abgeleitet sind. Beispielhaft seien genannt Glykol, Glycerin, 2, 3 -Dimethylbutan-2, 3 -diol oder 3 , 4 -Diethyl -hexan-3 , 4 -diol . Vicinale Diole werden zum Beispiel durch reduktive Kupplung von Ketonen (s.a. Vogel' s Textbook of Practical Organic Chemistry, 5. Aufl., 1989, Longman Scientific & Technical) oder durchAlkaline alcoholates are also preferred as component A). The underlying alcohols are those with a linear or branched aliphatic radical, such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, s-butanol or t-butanol. Cycloaliphatic alcohols such as cyclohexanol or 1-methylcyclohexanol are also possible. Sterically demanding alkoxide radicals such as tert are preferred. -Butoxide or i-propoxide. Lithium, sodium or potassium are preferred as alkali metal counterions. The choice of alkali metal can include the reaction rate of the polymerization reactions can be influenced. As a rule, lithium or potassium alkoxides are preferred. It is particularly preferred to use lithium or potassium tert. -Butoxide used. The production of these connections can be found e.g. in J. Organometal. Chem. 1973, 50, p. 9. For the production of potassium tert. -Butoxide can also be prepared according to a specification by Johnson and Schneider, Org. Synth., 1963, Coll. Vol. 4, p. 132. Alkaline alcoholates A) also include compounds which are derived from diols, in particular vicinal diols, and also from polyols. Glycol, glycerol, 2,3-dimethylbutane-2,3-diol or 3,4-diethyl-hexane-3,4-diol may be mentioned as examples. Vicinal diols are, for example, by reductive coupling of ketones (see also Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th ed., 1989, Longman Scientific & Technical) or by
Dihydroxylierung von Alkenen erhalten (s.a. Chem. Rev. 1980, 80, S. 187). Für die Herstellung entsprechender Bisalkalialkoholate kann auf die vorhergehend geschilderte Darstellung von Mono- alkoholaten zurückgegriffen werden.Dihydroxylation of alkenes obtained (see also Chem. Rev. 1980, 80, p. 187). The preparation of monoalcoholates described above can be used to produce corresponding bisalkali alcoholates.
Weiterhin bevorzugt als Komponente A) sind Alkaliamide. Geeignete Alkaliamide lassen sich von aliphatischen oder aromatischen Aminen oder von solchen mit aliphatischem und aromatischem Rest ableiten. Aliphatische wie auch aromatische Amine können sowohl identische als auch unterschiedliche Substituenten aufweisen. Als aliphatische Amine kommen Dimethylamin, Diethylamin, Di-i-propyl- amin, Di-n-butylamin und Di- t-butylamin in Frage. Bevorzugt werden Amine mit sterisch anspruchsvollen Gruppen wie Di-i- propylamin eingesetzt. Als Alkalimetallgegenionen sind Lithium, Natrium oder Kalium bevorzugt. Besonders geeignet sind Lithium- amide wie Lithiumdi-i-propylamid. Alkaliamide können zum Teil, z.B. Lithiumdi-i-propylamid, kommerziell erworben oder aber gemäß den Vorschriften von z.B. House et al . (J. Org. Chem., 1978, 43, S. 700) oder Reetz et al . (Liebigs Ann. Chem., 1980, S. 1471) hergestellt werden.Also preferred as component A) are alkali amides. Suitable alkali amides can be derived from aliphatic or aromatic amines or from those with an aliphatic and aromatic radical. Aliphatic as well as aromatic amines can have both identical and different substituents. Dimethylamine, diethylamine, di-i-propylamine, di-n-butylamine and di-t-butylamine are suitable as aliphatic amines. Amines with bulky groups such as di-i-propylamine are preferably used. Lithium, sodium or potassium are preferred as alkali metal counterions. Lithium amides such as lithium di-i-propylamide are particularly suitable. Some alkali amides, for example lithium di-i-propylamide, can be purchased commercially or in accordance with the regulations of, for example, House et al. (J. Org. Chem., 1978, 43, p. 700) or Reetz et al. (Liebigs Ann. Chem., 1980, p. 1471).
Es können auch unterschiedliche Alkaliesterenolate, Alkalialkoholate oder Alkaliamide eingesetzt werden, sodaß in der Starterzusammensetzung unterschiedliche Alkaliesterenolate, Alkalialkoholate bzw. Alkaliamide enthalten sind.Different alkali ester enates, alkali alcoholates or alkali amides can also be used, so that different starter enolates, alkali alcoholates or alkali amides are contained in the starter composition.
Neben einem Alkaliesterenolat, einem Alkalialkoholat oder Alkali¬ amid enthält die erfindungsgemäße Starterzusammensetzung eine organische Aluminiumverbindung (Komponente B) ) . Daneben ist es erfindungsgemäß auch möglich unterschiedliche Aluminium¬ verbindungen einzusetzen. Bevorzugt werden Aluminiumalkyl- Verbindungen. Die Alkylreste am Aluminium können gleich oder verschieden sein und enthalten im allgemeinen von 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 6 C-Atome. Sie können linear oder verzweigt aber auch cyclisch sein. Beispielhaft können als Aluminiumverbindungen Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Tri-i-propyl - aluminium, Triisobutylaluminium, Tri (neopentyl) aluminium oder Tri (norbornyl) aluminium genannt werden. Des weiteren kommen auch Aluminiumalkylalkoholate und gegebenenfalls am Phenylring alkyl - oder alkoxy- substituierte Aluminiumalkylphenolate in Betracht, wie beispielsweise Diisobutylaluminium-2 , 6 -di- tert . -butyl-4 - methyl-phenolat.In addition to an alkali ester enolate, an alkali alcoholate or alkali amide, the starter composition according to the invention contains an organic aluminum compound (component B)). Besides, it is also possible according to the invention different aluminum compounds ¬ use. Aluminum alkyl compounds are preferred. The alkyl radicals on the aluminum can be the same or different and generally contain from 1 to 10, preferably 1 to 6, carbon atoms. They can be linear or branched, but can also be cyclic. As aluminum compounds, trimethyl aluminum, triethyl aluminum, tri-i-propyl aluminum, triisobutyl aluminum, tri (neopentyl) aluminum or tri (norbornyl) aluminum can be mentioned as examples. Aluminum alkyl alcoholates and optionally alkyl- or alkoxy-substituted aluminum alkylphenolates on the phenyl ring, such as, for example, diisobutylaluminum-2, 6 -ditert, are also suitable. -butyl-4-methylphenolate.
Gemäß der Erfindung enthält die Starterzusammensetzung einen Alkalikationen komplexierenden Zusatz C) . Hierunter fallen bei¬ spielsweise Salze der Alkali- und Erdalkalimetalle. Unter den Kationen der Alkalimetalle werden das Cäsiumkation, das Kalium- sowie das Natriumkation bevorzugt eingesetzt, wobei das Cäsiumkation besonders bevorzugt ist. Geeignete Erdalkalimetallkationen gehen zurück auf Magnesium, Calcium, Strontium und Barium. Bevorzugt unter den Erdalkalikationen werden Calcium oder Magnesium eingesetzt.According to the invention, the starter composition contains an additive C) complexing alkali cations. This includes at ¬ play, salts of alkali and alkaline earth metals. Among the cations of the alkali metals, the cesium cation, the potassium and the sodium cation are preferably used, with the cesium cation being particularly preferred. Suitable alkaline earth metal cations are based on magnesium, calcium, strontium and barium. Calcium or magnesium are preferred among the alkaline earth metal cations.
Die genannten Kationen werden üblicherweise in Form ihrer Salze anorganischer Säuren z.B. als Halogenide, Pseudohalogenide, Chlorate, Perchlorate, Nitrate, Sulfonate, Trifluormethan- sulfonate, Tetrafluoroborate, Tetraphenylborate, Hexafluor- phosphate, Hexafluorantimonate, Hexafluorstilbate oder organischen Säuren mit einem pKs-Wert kleiner 20, z.B. als Alkoholate, Acetate oder Benzoate eingesetzt. Besonders bevorzugt werden sie als Halogenide, insbesondere Fluoride, Chloride, Bromide oder Jodide oder in Form der Cyanide oder Rhodanide verwendet. Vorzugsweise werden die Fluoride, Chloride oder Bromide des Kaliums oder Cäsiums eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Cäsiumfluorid und Cäsiumchlorid. Es können auch beliebige Gemische der aufgeführten Alkali- und Erdalkalisalze als Komponente C) verwendet werden. Im allgemeinen sind die Salze des Cäsiums besonders bevorzugt.The cations mentioned are usually in the form of their salts of inorganic acids, for example as halides, pseudohalides, chlorates, perchlorates, nitrates, sulfonates, trifluoromethanesulfonates, tetrafluoroborates, tetraphenylborates, hexafluorophosphates, hexafluoroantimonates, hexafluorostilates or organic acids with a smaller p or organic acid 20, for example used as alcoholates, acetates or benzoates. They are particularly preferably used as halides, in particular fluorides, chlorides, bromides or iodides or in the form of the cyanides or rhodanides. The fluorides, chlorides or bromides of potassium or cesium are preferably used. Cesium fluoride is particularly preferred and cesium chloride. Any mixtures of the alkali metal and alkaline earth metal salts listed can also be used as component C). In general, the salts of cesium are particularly preferred.
Je nach gewünschtem Polymerisationsergebnis oder gewünschten Polymerisationsparametern wie Geschwindigkeit der Reaktion kann die Zusammensetzung des Starters in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen enthält die Starterzusammensetzung die Aluminium- alkylverbindung zur Verbindung A) im Molverhältnis 0,5 : 1 bis 50 : 1, bevorzugt von 1:1 bis 30:1, den Zusatz C) zur Verbindung A) im Molverhältnis 0,5:1 bis 1000:1, bevorzugt von 1:1 bis 200:1, besonders bevorzugt von 1:1 bis 20:1.Depending on the desired polymerization result or desired polymerization parameters such as the speed of the reaction, the composition of the starter can vary within wide limits. In general, the starter composition contains the aluminum alkyl compound to compound A) in a molar ratio of 0.5: 1 to 50: 1, preferably from 1: 1 to 30: 1, the additive C) to compound A) in a molar ratio of 0.5: 1 to 1000: 1, preferably from 1: 1 to 200: 1, particularly preferably from 1: 1 to 20: 1.
In der Regel wird das molare Verhältnis von Monomer zu Verbindung A) im Bereich von 5 : 1 bis 10000 : 1 gewählt. Bevorzugte molare Verhältnisse von Monomer zu Verbindung A) liegen im Bereich von 10 : 1 bis 5000 : 1, insbesondere von 50 : 1 bis 3000 : 1.As a rule, the molar ratio of monomer to compound A) is selected in the range from 5: 1 to 10000: 1. Preferred molar ratios of monomer to compound A) are in the range from 10: 1 to 5000: 1, in particular from 50: 1 to 3000: 1.
Die Polymerisation kann sowohl in Abwesenheit als auch in Gegenwart eines Lösungsmittels ausgeführt werden. Im allgemeinen wird die Polymerisation in einem Lösungsmittel ausgeführt. Bevorzugt werden unpolare Lösungsmittel verwendet. Hierzu zählen aromati- sehe Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Benzol, Xylol oder Ethylbenzol. Es können aber auch Mischungen unterschiedlicher unpolarer Lösungsmittel wie Mischungen aus Toluol mit Ethylbenzol oder Mischungen aromatischer und aliphatischer Kohlenwasser¬ stoffe, z.B. Cyclohexan, Hexan oder Pentan verwendet werden. Bevorzugtes Lösungsmittel ist Toluol oder Ethylbenzol. Vorzugsweise werden Lösungsmittel eingesetzt, die die verfahrenstypisch erforderliche hohe Reinheit aufweisen.The polymerization can be carried out either in the absence or in the presence of a solvent. In general, the polymerization is carried out in a solvent. Non-polar solvents are preferably used. These include aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, xylene or ethylbenzene. However, substances, mixtures of different non-polar solvents such as mixtures of toluene with ethylbenzene, or mixtures of aromatic and aliphatic hydrocarbon ¬ such as cyclohexane, hexane or pentane may be used. The preferred solvent is toluene or ethylbenzene. Solvents are preferably used which have the high purity required for the process.
Wenn in Gegenwart eines Lösungsmittels polymerisiert wird, kann die Umsetzung der Monomeren bei unterschiedlichen Verdünnungs - graden durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Gewichts - anteil der Monomeren im Gesamtansatz im Bereich von 0,5 bis 80 %, bevorzugt von 1 bis 50 % betragen.If polymerization is carried out in the presence of a solvent, the reaction of the monomers can be carried out at different degrees of dilution. For example, the proportion by weight of the monomers in the total batch can be in the range from 0.5 to 80%, preferably from 1 to 50%.
Prinzipiell können die Komponenten der Starterzusammensetzung, das Lösungsmittel und die Monomeren in unterschiedlichster Reihenfolge miteinander gemischt werden. Beispielsweise können alle Starterkomponenten vorgelegt werden und Lösungsmittel und Monomerzugabe anschließend erfolgen. Es können aber auch einige der Starterkomponenten zunächst eingesetzt werden und einige andere Starterkomponenten später zugegeben werden. Auch ist es möglich, während der Polymerisationsreaktion weitere Mengen an Starterzusammensetzung zuzugeben. Beispielsweise wird gemäß einer geeigneten Ausführungsform das Lösungsmittel vorgelegt und zu¬ nächst mit der Aluminiumverbindung versetzt. Zu dieser Mischung kann dann z.B. das Alkalienolat oder das Alkalialkoholat, das getrennt hergestellt wurde, gegeben werden. Alternativ kann für das Alkalienolat, wie bereits oben beschrieben, eine Alkyl- oder Alkylarylalkaliverbindung zugesetzt und anschließend durch Umsetzten mit einer stöchiometrisehen Menge eines Alkylmeth- acrylates, vorzugsweise des bei der Polymerisation verwendeten Monomeren, in situ in das Alkalienolat überführt werden. Im allgemeinen wird danach der Alkaliionen komplexierende Zusatz und dann das Monomer zugegeben. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Alkali- oder Erdalkalisalz, z.B. ein Cäsiumhalogenid, vorgelegt und mit dem Lösungsmittel und der Aluminiumverbindung versetzt, wobei es auf die Reihenfolge der Zugabe der beiden letztgenannten Komponenten nicht entscheidend ankommt. Zu dieser Mischung kann dann die separat hergestellte Komponente A) gegeben werden, bevor das Monomer zugesetzt wird. In einer weiteren be¬ vorzugten Ausführungsform werden Aluminiumverbindung und Lösungs- mittel vorgelegt und sodann ein Alkali- oder Erdalkalisalz zugegeben. Anschließend gibt man die separat hergestellte Komponente A) , also zum Beispiel ein Alkalienolat, -alkoholat oder -amid, zur Initiatorzusammensetzung und fügt im letzten Schritt die bei der Polymerisation zu verwendenden Monomeren hinzu. Die einzelnen Komponenten der Starterzusammensetzung können dabei als solche eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich, die Komponenten der Starterzusammensetzung gelöst oder dispergiert in einem der genannten Lösungsmittel oder Lösungsmittelmischungen einzusetzen. Bevorzugt werden die Komponenten jeweils gelöst in Pentan, Hexan, Toluol, Ethylbenzol oder Cyclohexan verwendet. Es kommt in Betracht, die gesamte Monomerenmenge auf einmal, stufenweise oder kontinuierlich zuzugeben.In principle, the components of the starter composition, the solvent and the monomers can be mixed with one another in the most varied of orders. For example, all of the starter components can be introduced and the solvent and monomer can then be added. However, some of the starter components can also be used initially and some other starter components can be added later. It is also possible to add further amounts during the polymerization reaction Add starter composition. For example, a suitable embodiment is presented according to the solvent and next to ¬ with the aluminum compound is added. The mixture, for example the alkali metal isolate or the alkali metal alcoholate, which was prepared separately, can then be added to this mixture. Alternatively, as already described above, an alkyl or alkylarylalkali compound can be added to the alkali enolate and then converted into the alkali enolate in situ by reaction with a stoichiometric amount of an alkyl methacrylate, preferably the monomer used in the polymerization. Generally, the alkali ion complexing additive and then the monomer are added. In a preferred embodiment, the alkali or alkaline earth metal salt, for example a cesium halide, is introduced and the solvent and the aluminum compound are added, the order in which the latter two components are added is not critical. The separately prepared component A) can then be added to this mixture before the monomer is added. In a further embodiment, be ¬ vorzugten aluminum compound and solvent are initially introduced medium and then an alkali metal or alkaline earth metal salt added. Subsequently, component A), prepared separately, for example an alkali metal alkoxide, alcoholate or amide, is added to the initiator composition and, in the last step, the monomers to be used in the polymerization are added. The individual components of the starter composition can be used as such. It is also possible to use the components of the starter composition dissolved or dispersed in one of the solvents or solvent mixtures mentioned. The components are preferably used dissolved in pentane, hexane, toluene, ethylbenzene or cyclohexane. It is possible to add the total amount of monomers at once, in stages or continuously.
Die Umsetzung kann für Methacrylate als Monomere beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von -78 bis +50°C durchgeführt werden. Bevorzugt wird ein Temperaturbereich von -30 bis +30°C, insbesondere von -20 bis 0°C. Wenn Acrylate als Monomere eingesetzt werden, hat sich eine Reaktionstemperatur von -78 bis -20°C als vorteilhaft erwiesen. Während der Umsetzung kann die Temperatur entweder nahezu konstant gehalten werden oder die Umsetzung kann einem Temperaturprogramm unterworfen werden.For methacrylates as monomers, the reaction can be carried out, for example, at a temperature in the range from -78 to + 50.degree. A temperature range from -30 to + 30 ° C., in particular from -20 to 0 ° C., is preferred. If acrylates are used as monomers, a reaction temperature of -78 to -20 ° C has proven to be advantageous. During the reaction, the temperature can either be kept almost constant or the reaction can be subjected to a temperature program.
Nach erfolgtem Molekulargewichtsaufbau wird die Polymerisations - reaktion in der Regel durch Zugabe einer protischen Substanz, wie z.B. einem Alkohol wie Methanol oder Ethanol oder Essigsäure, Ameisensäure, Salzsäure oder Wasser oder einer Mischung dieser Verbindungen abgebrochen. Das Reaktionsgemisch kann dann beispielsweise nach an sich bekannten Methoden aufgearbeitet werden. So kann das erhaltene Poly (meth) acrylat beispielsweise mittels eines niederen Alkohols oder Wasser ausgefällt werden oder das Lösungsmittel aus der Reaktionsmischung entfernt werden.After the molecular weight has been built up, the polymerization reaction is generally terminated by adding a protic substance, such as, for example, an alcohol such as methanol or ethanol or acetic acid, formic acid, hydrochloric acid or water or a mixture of these compounds. The reaction mixture can then be worked up, for example, by methods known per se. For example, the poly (meth) acrylate obtained can be precipitated using a lower alcohol or water or the solvent can be removed from the reaction mixture.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Polymethacrylate und insbesondere auch Acrylate ohne weiteres herstellen. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Poly (meth) acrylate, weisen im allgemeinen Molekulargewichte (Zahlenmittelwerte Mn) im Bereich von 500 bis 1 000 000, bevorzugt im Bereich von 5000 bis 300000 g/mol auf. Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Gelbildung nicht bzw. nur in untergeordnetem Maße auftritt, haben sie eine enge Molekulargewichtsverteilung, angegeben als Verhältnis von Gewichtsmittel zu Zahlenmittel Mw/Mn. In der Regel liegt Mw/Mn im Bereich von 1,05 bis 1,6, bevorzugt im Bereich von 1,05 bis 1,4. Außerdem werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Poly (meth) acrylate hoher Syndiotaktizität erhalten. Der Anteil der syndiotaktischen Triaden rr beträgt im allgemeinen von 50 bis 85, bevorzugt von 60 bis 80 %.Polymethacrylates and in particular also acrylates can be easily produced by the process according to the invention. The poly (meth) acrylates obtainable by the process according to the invention generally have molecular weights (number average values M n ) in the range from 500 to 1,000,000, preferably in the range from 5,000 to 300,000 g / mol. Since gel formation does not occur or only occurs to a minor extent in the process according to the invention, they have a narrow molecular weight distribution, given as the ratio of weight average to number average M w / M n . M w / M n is generally in the range from 1.05 to 1.6, preferably in the range from 1.05 to 1.4. In addition, poly (meth) acrylates of high syndiotacticity are obtained by the process according to the invention. The proportion of the syndiotactic triads rr is generally from 50 to 85%, preferably from 60 to 80%.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich zum einen dadurch aus, daß die Prozeßparameter wie Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur gut kontrolliert werden können. Zum anderen können vollständige oder nahezu vollständige Umsätze erreicht werden. Zudem zeichnen sich die "lebenden" Polymerkettenenden durch eine erhöhte Stabilität aus. Außerdem ist das Verfahren wesentlich weniger empfindlich gegen Verunreinigungen, die in den Lösungsmitteln und Monomeren technischer Qualität vorhanden sind, als bekannte Verfahren.The process according to the invention is distinguished on the one hand by the fact that the process parameters such as reaction rate and temperature can be controlled well. On the other hand, complete or almost complete sales can be achieved. In addition, the "living" polymer chain ends are characterized by increased stability. In addition, the process is much less sensitive to contaminants present in the technical grade solvents and monomers than known processes.
Außerdem lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Block- copolymere herstellen. Hierzu bricht man die Polymerisationsreaktion nach erfolgtem Molekulargewichtsabbau nicht mit protischen Substanzen ab, sondern gibt weitere, von der ersten Zugabe verschiedene Monomere oder Monomermischungen zu. Auf diese Weise lassen sich auch mehrere Blöcke anhängen.In addition, block copolymers can be produced using the process according to the invention. For this purpose, the polymerization reaction is not terminated with protic substances after the molecular weight has been reduced, but rather other monomers or monomer mixtures different from the first addition are added. In this way, several blocks can be attached.
BeispieleExamples
Die Beispiele wurden unter Ausschluß von Sauerstoff und Feuchtigkeit in der üblichen Schutzgastechnik durchgeführt.The examples were carried out with the exclusion of oxygen and moisture in the customary protective gas technology.
Die zahlen- und gewichtsmittleren Molekulargewichte Mn und Mw wurden mittels Gelpermeationschromatographie, sofern nicht anders angegeben, unter Verwendung von Poly-n-butylacrylat- und Polymethylmethacrylatstandards bestimmt. Die Taktizität der erhaltenen Poly (meth) acrylate wurde mittels iH- MR Spektroskopie bestimmt.The number and weight average molecular weights Mn and Mw were determined by gel permeation chromatography, unless stated otherwise, using poly-n-butyl acrylate and polymethyl methacrylate standards. The tacticity of the The poly (meth) acrylates obtained were determined by means of i H-MR spectroscopy.
Herstellung und Reinigung der Ausgangsverbindungen:Preparation and purification of the starting compounds:
Ethyl -α-lithioisobutyrat (EiBLi) wurde aus Isobuttersäureethyl - ester und Lithiumisopropylamid in Hexan hergestellt und aus Diethylether umkristallisiert.Ethyl-α-lithioisobutyrate (EiBLi) was prepared from ethyl isobutyrate and lithium isopropylamide in hexane and recrystallized from diethyl ether.
Kalium- tert . -butoxid wurde durch Rühren von Kalium in t-Butanol unter Schutzgas hergestellt und mittels Filtration und Entfernen überschüssigen Alkohols im Vakuum in Form eines Pulvers isoliert.Potassium tert. -Butoxide was prepared by stirring potassium in t-butanol under a protective gas and was isolated in the form of a powder by filtration and removal of excess alcohol in vacuo.
Triisobutylaluminium (AÜBU3) wurde als 25 gew. -%ige Lösung in Toluol von der Fa. Aldrich bezogen.Triisobutylaluminum (AÜBU 3 ) was as 25 wt. % solution in toluene obtained from Aldrich.
Cäsiumfluorid (99,9%) wurde von der Fa. Aldrich bezogen und ohne weitere Aufreinigung eingesetzt.Cesium fluoride (99.9%) was obtained from Aldrich and used without further purification.
Cäsiumchlorid (99,9 %) der Fa. Aldrich wurde bei 200°C im Hoch¬ vakuum getrocknet.Cesium chloride (99.9%) of the Fa. Aldrich was at 200 ° C in the high ¬ vacuum dried.
Triethylaluminium (AlEt3) wurde als 1,9 M Lösung in Toluol von der Fa. Aldrich bezogen.Triethylaluminum (AlEt 3 ) was obtained from Aldrich as a 1.9 M solution in toluene.
Das verwendete Toluol wurde über Na/K- Legierung gerührt und destilliert.The toluene used was stirred over Na / K alloy and distilled.
Die monomeren (Meth) acrylate wurden mittels StickstoffSpülung, Aluminiumoxid und Calciumhydrid gereinigt und anschließend im Vakuum destilliert.The monomeric (meth) acrylates were cleaned using a nitrogen purge, aluminum oxide and calcium hydride and then distilled in vacuo.
Allgemeine Verfahrensbedingungen:General procedural conditions:
Beispiele 1 und 2Examples 1 and 2
Cäsiumfluorid wurde in Toluol aufgenommen, mit Triisobutylaluminium versetzt und in das auf -78°C gekühlte Reaktorgefäß überführt. Unter Rühren gab man Ethyl -α-lithioisobutyrat (EiBLi) in Toluol sowie n-Butylacrylat in Toluol hinzu. Die Menge an Toluol wurde so berechnet, daß das Gesamtvolumen der Reaktions- lösung 100 ml betrug. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 5 ml und eines Methanol/Eisessig-Gemisches (9:1) abgebrochen und die Lösemittel im Vakuum entfernt. Das entstandene Polymer wurde in Benzol aufgenommen, filtriert und gefriergetrocknet. Eigenschaften der erhaltenen Polymeren sowie Reaktionsparameter sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Beispiel 3Cesium fluoride was taken up in toluene, triisobutylaluminum was added and the mixture was transferred to the reactor vessel cooled to -78 ° C. Ethyl α-lithioisobutyrate (EiBLi) in toluene and n-butyl acrylate in toluene were added with stirring. The amount of toluene was calculated so that the total volume of the reaction solution was 100 ml. The reaction was stopped by adding 5 ml and a methanol / glacial acetic acid mixture (9: 1) and the solvents were removed in vacuo. The resulting polymer was taken up in benzene, filtered and freeze-dried. Properties of the polymers obtained and reaction parameters are summarized in Table 1. Example 3
Anstelle von Ethyl -α- lithioisobutyrat (EiBLi) wurde als Komponente A) Kalium- tert . -butoxid eingesetzt.Instead of ethyl α-lithioisobutyrate (EiBLi), potassium tert was used as component A). -butoxide used.
Vergleichsbeispiel VIComparative Example VI
Abweichend von der Vorschrift der Beispiele 1 und 2 wurde kein Cäsiumfluorid und kein Triisobutylaluminium eingesetzt. Ansonsten wurde analog der Vorschrift der Beispiele 1 und 2 verfahren (s.a. Tabelle 1) .In deviation from the instructions in Examples 1 and 2, no cesium fluoride and no triisobutyl aluminum were used. Otherwise, the procedure was analogous to that of Examples 1 and 2 (see also Table 1).
Vergleichsbeispiel V2Comparative example V2
Abweichend von der Vorschrift der Beispiele 1 und 2 wurde auf die Zugabe von Cäsiumfluorid zum Reaktionsgemisch verzichtet. In deviation from the instructions in Examples 1 and 2, the addition of cesium fluoride to the reaction mixture was dispensed with.
Tabelle 1Table 1
Figure imgf000015_0001
a) bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie unter Verwendung eines Poly-n-butylacrylatstandards b) als Initiatorkomponente A) wurde anstelle von Ethyl-α-lithioisobutyrat Kalium-tert.-butoxid verwendet
Figure imgf000015_0001
a) determined by means of gel permeation chromatography using a poly-n-butyl acrylate standard b) as initiator component A), potassium tert-butoxide was used instead of ethyl α-lithioisobutyrate
Beispiel 4Example 4
Cäsiumchlorid (0,69 mmol) wurde mit Triethylaluminium (1,5 mmol) in 10 ml Toluol bei Raumtemperatur unter Rühren gelöst und mit 65 ml Toluol versetzt.Cesium chloride (0.69 mmol) was dissolved with triethyl aluminum (1.5 mmol) in 10 ml of toluene at room temperature while stirring and 65 ml of toluene were added.
Unter Rühren wurde Ethyl-α-lithioisobutyrat (EiBLi) (0,344 mmol) in 10 ml Toluol bei Raumtemperatur gelöst und zu der Cäsium- chlorid/Triethylaluminium-Mischung gegeben. Diese Mischung wurde auf -20°C temperiert und mit Methylmethacrylat (69 mmol) in 10 ml Toluol unter Rühren versetzt. Nach 2 Stunden wurde die Reaktion analog zu den Beispielen 1 und 2 abgebrochen und aufgearbeitet. With stirring, ethyl α-lithioisobutyrate (EiBLi) (0.344 mmol) was dissolved in 10 ml of toluene at room temperature and added to the cesium chloride / triethyl aluminum mixture. This mixture was heated to -20 ° C. and methyl methacrylate (69 mmol) in 10 ml of toluene was added with stirring. After 2 hours, the reaction was stopped and worked up analogously to Examples 1 and 2.
Tabelle 2Table 2
Figure imgf000017_0001
a> bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie unter Verwendung eines Polymethylmethacrylatstandards
Figure imgf000017_0001
a > determined by gel permeation chromatography using a polymethyl methacrylate standard

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Homo-, Co- oder Block - copolymeren durch anionische Polymerisation von Acrylaten und/oder Methacrylaten in Gegenwart einer Initiatorzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß die Initiatorzusammen¬ setzung enthält1. A process for the preparation of homo-, co- or block copolymers by anionic polymerization of acrylates and / or methacrylates in the presence of an initiator composition, characterized in that the initiator composition contains ¬ composition
A) eine alkaliorganische Verbindung, ein Alkalialkoxid oder ein Alkaliamid,A) an alkali organic compound, an alkali alkoxide or an alkali amide,
B) eine organische Aluminiumverbindung undB) an organic aluminum compound and
C) als einen das Alkalikation komplexierenden Zusatz ein Alkali- oder Erdalkalisalz.C) an alkali or alkaline earth metal salt as an additive complexing the alkali application.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als alkaliorganische Verbindung A) ein Alkaliesterenolat verwendet .2. The method according to claim 1, characterized in that an alkali metal enolate is used as the alkali organic compound A).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als alkaliorganische Verbindung A) eine Lithium- organische Verbindung verwendet.3. The method according to claim 1, characterized in that an organic lithium compound is used as the alkali organic compound A).
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, daß man als Alkalialkoxid A) Lithium- oder Kalium- tert . -4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the alkali metal alkoxide A) is lithium or potassium tert. -
Butoxid oder als Alkaliamid A) Lithiumdiisopropylamid verwendet .Butoxide or used as alkali amide A) lithium diisopropylamide.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, daß man als organische Aluminiumverbindung B) eine5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that one as an organic aluminum compound B)
Alkylaluminiumverbindung verwendet .Alkyl aluminum compound used.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatz C) Salze des Cäsiums verwendet.6. Process according to claims 1 to 5, characterized in that salts of cesium are used as additive C).
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisationsreaktion in einem unpolaren Lösungsmittel durchführt.7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that one carries out the polymerization reaction in a non-polar solvent.
8. Initiatorzusammensetzung, enthaltend die Komponenten A) , B) und C) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6.8. initiator composition containing components A), B) and C) according to claims 1 to 6.
9. Verfahren zur Herstellung einer Initiatorzusammensetzung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem ersten Schritt eine Alkyl- oder Alkylarylalkaliverbindung mit einer AluminiumalkylVerbindung mischt, in einem zweiten Schritt eine zur Alkaliverbindung stöchiometrische Menge eines Alkyl (meth) acrylates zugibt und in einem dritten Schritt den Alkalikationen komplexierenden Zusatz C) gemäß Anspruch 1 zufügt .9. A process for the preparation of an initiator composition according to claim 8, characterized in that in a first step an alkyl or alkylarylalkali compound is mixed with an aluminum alkyl compound, in a second step a stoichiometric amount for the alkali compound of an alkyl (meth) acrylate and in a third step adds the complexing additive C) according to claim 1.
10. Verwendung der Initiatorzusammensetzung gemäß Anspruch 8 zur Homo-, Co- oder Blockcopolymerisation von Acrylaten und/oder Methacrylaten . 10. Use of the initiator composition according to claim 8 for homo-, co- or block copolymerization of acrylates and / or methacrylates.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115703857A (en) * 2021-08-13 2023-02-17 青岛大学 Polyacrylate/polyacrylamide polymer and polymerization process thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0274318A2 (en) * 1986-12-19 1988-07-13 Elf Atochem S.A. Process for the anionic polymerization of acrylic monomers and vinyl comonomers
EP0408420A1 (en) * 1989-07-10 1991-01-16 Elf Atochem S.A. Star copolymers and their manufacture process
EP0686647A1 (en) * 1994-06-06 1995-12-13 Elf Atochem S.A. Process for preparing methyl methacrylate with high level of syndiotactic triads
DE19530398A1 (en) * 1994-08-25 1996-02-29 Atochem Elf Sa New starter composition for the anionic polymerization of alkyl methacrylates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0274318A2 (en) * 1986-12-19 1988-07-13 Elf Atochem S.A. Process for the anionic polymerization of acrylic monomers and vinyl comonomers
EP0408420A1 (en) * 1989-07-10 1991-01-16 Elf Atochem S.A. Star copolymers and their manufacture process
EP0686647A1 (en) * 1994-06-06 1995-12-13 Elf Atochem S.A. Process for preparing methyl methacrylate with high level of syndiotactic triads
DE19530398A1 (en) * 1994-08-25 1996-02-29 Atochem Elf Sa New starter composition for the anionic polymerization of alkyl methacrylates

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115703857A (en) * 2021-08-13 2023-02-17 青岛大学 Polyacrylate/polyacrylamide polymer and polymerization process thereof
CN115703857B (en) * 2021-08-13 2023-11-21 青岛大学 Polyacrylate/polyacrylamide polymer and polymerization process thereof

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