WO2015135948A1 - Method for producing polyacetal-polyesters from cyclic anhydrides and aldehydes - Google Patents

Method for producing polyacetal-polyesters from cyclic anhydrides and aldehydes Download PDF

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WO2015135948A1
WO2015135948A1 PCT/EP2015/054974 EP2015054974W WO2015135948A1 WO 2015135948 A1 WO2015135948 A1 WO 2015135948A1 EP 2015054974 W EP2015054974 W EP 2015054974W WO 2015135948 A1 WO2015135948 A1 WO 2015135948A1
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anhydride
ppm
polyacetal
chain
different
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PCT/EP2015/054974
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Walter Leitner
Henning Vogt
Matthias Hoffmann
Thomas Ernst Müller
Christoph Gürtler
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Bayer Materialscience Ag
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    • C08G63/66Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/672Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of polyacetal polyesters by reaction of cyclic anhydrides with aldehydes, characterized in that the reaction of aldehydes with cyclic anhydrides in the presence of a catalyst and an open-chain monoanhydride is carried out as a chain regulator.
  • the present invention also relates to polyacetal polyesters, which are obtainable by a process according to the invention, and their use as thermoplastics or polymer additives, and for the production of elastomers and duromers.
  • Polyacetal polyesters are interesting for applications in the polyoxymethylene (POM) and polyester sectors. The incorporation of ester units leads to increased chemical and thermal stability of the polymer chains compared to polyoxymethylene (POM) homopolymers.
  • melt viscosity can be specifically adjusted by the choice of the cyclic anhydride and the aldehyde and via the monomer ratio of aldehyde and cyclic anhydride.
  • Angew. Chem. 1962 (74), 248 discloses the reaction of open-chain monoanhydrides, especially acetic anhydride, with trioxane as a formaldehyde trimer in the presence of a catalyst to give low molecular weight oligooxymethylene diacetates having 1 to 3 oxymethylene units.
  • the resulting products contain oxymethylene ester groups exclusively as oxy methylene acetate end groups and have no internal ester linkages along the polymer chain.
  • the use of cyclic anhydrides as comonomer is not described.
  • US 3378527 discloses a process for the preparation of ester-ether-acetal random copolymers which are obtained by reaction of epoxides or oxetanes with cyclic carboxylic acid anhydrides and aldehydes and optionally a polymerization initiator.
  • the disclosed process can be carried out without a catalyst according to the disclosure text.
  • Copolymers containing as comonomers exclusively aldehydes and carboxylic acid anhydrides ie obtained in the absence of epoxides or oxetanes
  • open-chain monocarboxylic acid anhydrides are not used in the context of the disclosure.
  • US 3232906 discloses a process for the preparation of polyoxymethylene polymers.
  • formaldehyde is polymerized in the presence of a stannous (II) carboxylate.
  • a carboxylic acid anhydride is provided as an acylating reagent, and acetic anhydride is mentioned as an open-chain monoanhydride.
  • cyclic anhydrides maleic anhydride and succinic anhydride are mentioned.
  • the combination of an open-chain monoaldehyde and a cyclic anhydride is not disclosed.
  • US 3687898 discloses end capping of polyoxymethylene polymers by anhydrides in the presence of Lewis acid catalysts. In this case, no units based on anhydrides are contained in the polymer chain. Furthermore, no cyclic anhydrides are disclosed.
  • US 3719637 relates to the polymerization of tetraoxane in the presence of a carboxylic acid anhydride and a polymerization initiator.
  • the application discloses a list of anhydrides, among which cyclic and open chain monoanhydrides occur. However, a combination of cyclic and open-chain anhydrides is not disclosed.
  • US 3900411 discloses lubricant compositions with alkenyl succinic acid polyol acetals or ketals wherein the alkenyl group contains at least 30 carbon atoms. In this application, no open-chain monoanhydrides are described.
  • polyester polyesters which consist of a random or regular sequence of one or more acetal units with diester units. Furthermore, according to the prior art, no method is known by which said polyacetal polyesters having a defined molecular weight can be obtained.
  • the present invention has set itself the task of providing such a method.
  • suitable catalysts e.g. Bronsted acids or Lewis acids
  • an open-chain monoanhydride thermally stable polyacetal polyester having a decomposition temperature> 130 ° C can be obtained.
  • the open-chain monoanhydride acts as a chain regulator and thus the molecular weight of the polyacetal polyesters can be controlled via the relative mole fraction of the open-chain monoanhydride in the reaction mixture.
  • the invention therefore provides a process for the preparation of polyacetal polyesters by reaction of cyclic anhydrides with aldehydes in the presence of a catalyst, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an open-chain monoanhydride.
  • polyacetal polyesters are obtained, which were previously not accessible by known methods.
  • the obtained polyacetal polyester offer compared to pure polyacetals such as polyoxymethylene (POM) or paraformaldehyde the advantage that the physical properties, such as glass transition temperature, melting point, viscosity on the choice of cyclic anhydrides and aldehydes, on the incorporation ratio of cyclic anhydrides and aldehydes, as well as the Molecular weight can be adjusted specifically.
  • POM polyoxymethylene
  • paraformaldehyde paraformaldehyde the advantage that the physical properties, such as glass transition temperature, melting point, viscosity on the choice of cyclic anhydrides and aldehydes, on the incorporation ratio of cyclic anhydrides and aldehydes, as well as the Molecular weight can be adjusted specifically.
  • the polyacetal polyesters according to the invention are prepared by copolymerization of aldehydes and cyclic anhydrides in the presence of a catalyst, wherein the copolymerization is carried out at least temporarily in the presence of an open-chain monoanhydride.
  • the role of the open-chain monoanhydride is to limit, as a chain regulator, the chain length of the polyacetal polyester chains formed during the copolymerization reaction, and thus to achieve control of the number average molecular weight. Without wishing to be bound by theory, it is believed that this occurs by the introduction of carboxylate terminal groups -OC (O) R 3 which are unreactive under the present reaction conditions.
  • the theoretical number-average molecular weight MWth can be determined in this case as the ratio of the total mass of monomers used (aldehyde and cyclic anhydride) and chain regulator (open-chain monoanhydride) to the molar amount of open-chain monoanhydride used.
  • the actual number average molecular weight may vary within certain limits from the theoretical number average molecular weight MW th and depends on the reaction conditions and the type of monomers used, the chain regulator used and the catalyst used.
  • Polyacetal polyesters according to the invention include compounds of the general formula (I), which contain an alternating sequence of mono- or polyacetal sections -O- (CHR 1 -O) m - and carbonic acid diester units -O-C (O) -R 2 -C (O) -O-, where the mono- or polyacetal sections or polyacetal ⁇
  • Sections and the die-ester units are each directly linked via a common oxygen atom, m and x are integers, m is an integer> 1 and different m in different sections - (CHR'-C m- different values x can be an integer> 1 and different x in different compounds of the general formula (I) can assume different values,
  • R 1 is hydrogen or a saturated or unsaturated, linear or branched C 1 - to C 20 -alkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl radical which optionally contains further heteroatoms such as oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, silicon, fluorine, chlorine, bromine, Contains iodine, and different R 1 may differ in different units -CHR'-O- within a compound of general formula (I),
  • R 2 is a chain of 2, 3 or 4 carbon atoms, wherein the carbon atoms in the chain R 2 are linked to each other via single or double bonds or a bridging oxygen or sulfur atom, or R 2 part an aromatic or cycloaliphatic mono-, bi- or polycyclic ring system, and the carbon atoms in R 2 or in the R 2 -containing aromatic or cycloaliphatic ring system independently of one another can carry one or more substituents which are selected from the group
  • R 3 has the analogous meaning as R 1 , wherein R 3 may be identical to R 1 or different from R 1 and different R 3 may differ within a compound of general formula (I).
  • Polyacetal polyesters according to the invention also include mixtures of two or more compounds of general formula (I) in any composition.
  • polyacetal-polyester compounds according to the invention include compounds or mixtures of two or more compounds of the general formula (II)
  • R 1 and R 2 have the abovementioned meaning
  • R 3 has the analogous meaning as R 1 , wherein R 3 may be R 1 or different from R 1 and different R 3 may differ within a compound of general formula (I), and R 'has an analogous meaning as R 1 where R 'may be R 1 or different from R 1 and different R' within a repeating unit ((CR'2) o-0) and in different repeating units ((CR'2) o-0) b within a compound of Formula (II) may be different and R 'is preferably hydrogen or a methyl group.
  • Polyacetal polyesters according to the invention also include mixtures of one or more polyacetal polyesters of the general formula (I) with one or more polyoxyalkylene polyacetal polyesters of the general formula (II) and / or with other compounds.
  • Other compounds which may be present in the polyacetal polyesters according to the invention in admixture with compounds of the general formula (I) and / or compounds of the general formula (II) are, for example, mono-, di-, tri- or oligooxymethylene-dicarboxylates R 3 C (0) -O- (CHR 1 -O) k -C (O) R 3 , where k is an integer from 1 to 100 and R 1 and R 3 have the abovementioned meaning.
  • These compounds may arise, for example, from the reaction of aldehydes with open-chain monoanhydrides without the participation of a cyclic anhydride.
  • the polyacetal polyesters of the invention usually contain end groups ester groups -O-C (O) R 3 , wherein the ester end groups via a common oxygen atom directly with a mono- or polyacetal Section -0- (CHR 1 - 0) m - or a polyoxyalkylene-polyacetal section -0 [(CHR 1 0) a ((CR ' 2) oO) b] i-linked.
  • the polyacetal polyesters of the invention generally have a number average molecular weight> 232 g / mol.
  • Number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) or by average molecular weight by 'H NMR spectroscopy, as explained in the description of the methods.
  • Cyclic anhydrides in the context of the invention are compounds of the general formula (III) wherein R has the meaning given above.
  • Examples of compounds of formula (III) are succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, 1, 2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, diphenic anhydride, phthalic anhydride tetrahydrophthalic, methyltetrahydrophthalic, Norbomendiklareanhydrid and their chlorination products, glutaric anhydride, diglycolic anhydride, 1,8-naphthalic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, tetradecenylsuccinic anhydride, hexadecenyl succinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, 3- and 4-nitrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, itaconic anhydride, dimethylmaleic anhydride, allylnorbornendioic anhydride, 3-methyl
  • Acetoxysuccinic anhydride 3-methylglutaric anhydride, 2,2-dimethylglutaric anhydride, 3,3-dimethylglutaric anhydride, hexafluoroglutaric anhydride, 3-butyldihydrofuran-2,5-dione, 3- (2-methyl-2-propenyl) -dihydro-2,5-butanedione, Thiodiglycolic anhydride, nonenyldihydrofuran-2,5-dione, d-aconitic anhydride, 1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride, 2,3-
  • Benzophenonetetracarboxylic dianhydride 1, 2,4-benzoyltricarboxylic anhydride chloride.
  • Preferred compounds of the general formula (III) are succinic anhydride, glutaric anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride and itaconic anhydride.
  • Cyclic anhydrides according to the invention also comprise mixtures of two or more cyclic anhydrides of the general formula (III) in any desired composition.
  • aldehyde-equivalent compounds of the general formula (V) are 1,3,5-trioxane, 1,3,5,7-tetraoxane, paraldehyde (acetaldehyde trimer).
  • Preferred compounds of the general formula (V) are 1,3,5-trioxane and 1,3,5,7-tetraoxane, more preferably 1,3,5-trioxane.
  • Aldehyde-equivalent compounds of the general formula (V) are cyclic trimers or tetamers of compounds of the general formula (IV).
  • a preferred compound of general formula (VI) is paraformaldehyde.
  • Aldehyde-equivalent compounds of the formula (VI) are hydrates, oligomers or polymers of compounds of the formula IV. A compound of the formula (VI) having an average number of repeating units is therefore considered as a y-fold aldehyde (ie corresponding to monomeric aldehyde units) ,
  • aldehydes in the context of the invention also include aldehyde-equivalent compounds of the general formula (VII), wherein R 1 and R 'have the abovementioned meaning, different R' can differ within a compound of formula (VII) and d is an integer from 1 to 3.
  • Examples of compounds of formula (VII) are 1,3-dioxolane, 4-methyl-l, 3-dioxolane, 4,5-dimethyl-l, 3-dioxolane, 1,3-dioxane, 5-methyl-l, 3 Dioxane, 5,5-dimethyl-1,3-dioxane, 4,6-dimethyl-1,3-dioxane, 1,3-dioxepane.
  • Preferred compounds of formula (VII) are 1,3-dioxolane and 1,3-dioxepane.
  • Compounds of formula (VII) contain a monomeric aldehyde moiety CHR'-O adjacent to an alkylene oxide equivalent (CR'2) d + 10 and are referred to as oxyalkylene-acetal group - [(CR'2) d + iO] CHR 1 0- built into the polyacetal polyesters of the invention.
  • Monomeric aldehydes or their aldehyde equivalents within the meaning of the invention also comprise mixtures of two or more aldehydes and / or their aldehyde equivalents of the general formulas (IV), (V), (VI) and / or (VII) in any desired composition, mixtures of aldehydes and / or their aldehyde equivalents of the general formula (IV), (V) and / or (VI) are preferred.
  • the term "aldehyde” is used in summary both for monomeric aldehydes and for their aldehyde equivalents.
  • Open-chain monoanhydrides in the context of the invention are compounds of the general formula
  • R '(VIII) where R has the meaning given above and different R within a compound of formula (VIII) may differ and different R 3 are not directly linked within a compound of formula (VIII).
  • Examples of open-chain monoanhydrides of the general formula (VIII) are acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, isovalerinic anhydride and their branched and / or higher homologs, anhydrides of saturated or mono- or polyunsaturated C 8 to C 20 fatty acids, such as pelargonic anhydride, capric anhydride , Lauric anhydride, myristic anhydride, palmitic anhydride, margaric anhydride, Stearic anhydride, Arachinklareanhydrid, UndecylenLitereanhydrid, Palmitoleinklareanhydrid, Petroselinklareanhydrid, oleic anhydride, Elaidinklareanhydrid, VaccenLitereanhydrid, Cadoleinklareanhydrid, Icosenklareanhydrid, linoleic, a-Linolen
  • Preferred open-chain monoanhydrides of the formula (VIII) are acetic anhydride, benzoic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride, crotonic anhydride, particular preference is given to acetic anhydride, benzoic anhydride and methacrylic anhydride.
  • R 2 and R 3 have the meaning given above, k is an integer> 1, and different R 3 can differ within a compound of formula IX and different R 3 within a compound of formula IX are not directly with each other are linked.
  • Compounds of the general formula IX can be obtained from the reaction of open-chain monoanhydrides of the formula (VIII) with cyclic anhydrides of the formula (II) and be formed proportionally in the reaction mixture or prepared separately and used in the copolymerization with aldehydes and cyclic anhydrides.
  • Open-chain monoanhydrides according to the invention also comprise mixtures of two or more open-chain monoanhydrides of the general formulas VIII and / or IX in any desired composition.
  • the process according to the invention can also be carried out in the presence of a further comonomer.
  • further comonomers for example, all oxygen-containing cyclic compounds, in particular cyclic ethers, such as e.g. Epoxies, oxetane, THF, dioxane are used.
  • a catalyst in the context of the invention is a compound or a combination of two or more compounds which are not identical to the aldehydes / or anhydrides used, and whose presence in the reaction mixture results in that from the reaction between aldehyde and cyclic anhydride in the presence of an open-chain monoanhydride according to the invention polyacetal polyesters emerge.
  • Examples of catalysts in the context of the invention are Bronsted acids, such as trifluoromethanesulfonic acid or perchloric acid and / or Lewis acids, such as metal triflates.
  • the copolymerization can be carried out in the presence or absence of a solvent.
  • Suitable solvents are aprotic organic solvents such as, for example, linear or branched alkanes or alkane mixtures, toluene, the various xylene isomers or mixtures thereof, mesitylene, one or more halogenated aromatics or alkanes such as chlorobenzene, the various dichlorobenzene isomers, dichloromethane, Chloroform or the various di-, tri- and tetrachloroethane isomers, open-chain or cyclic ethers such as
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • sulfolane tetramethylurea, N, N'-dimethylethyleneurea or mixtures thereof with each other in any composition.
  • liquid or supercritical carbon dioxide as a solvent in pure substance or as a mixture with one of the abovementioned solvents is also possible.
  • Preferred solvents are linear or branched alkanes or alkane mixtures, toluene, the various xylene isomers or mixtures thereof, mesitylene, mono- or polychlorinated aromatics or alkanes, e.g. Chlorobenzene, the various dichlorobenzene isomers, dichloromethane, chloroform or the various di-, tri- and tetrachloroethane isomers, open-chain esters such as e.g.
  • cyclic carbonates e.g. Ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone ( ⁇ ), sulfolane, tetramethylurea, N, N'-dimethylethyleneurea or mixtures thereof with each other and / or with other solvents, as well as liquid or supercritical carbon dioxide.
  • reaction in the absence of solvents Particularly preferred are dichloromethane and the absence of solvents.
  • the copolymerization can be carried out in a batch process, in a semi-batch process or in a continuous process.
  • the copolymerization takes place when the components aldehyde, cyclic anhydride and catalyst, optionally in the presence of a solvent, are in contact with each other at a temperature sufficient to initiate the copolymerization.
  • the copolymerization reaction is carried out at least temporarily in the presence of an open-chain monoanhydride.
  • aldehyde homopolymers may be formed, which may need to be separated from the polyacetal polyesters, and that the aldehyde so reacted is no longer available for copolymerization with cyclic anhydrides in the presence of an open-chain monoanhydride. Furthermore, it is advisable that aldehyde, catalyst and open chain monoanhydride are not contacted in the absence of a cyclic anhydride at a temperature sufficient to initiate a reaction of the open chain monoanhydride with aldehyde.
  • Suitable reaction temperatures for the preparation of the polyacetal polyesters according to the invention are typically in a range from -78 to 250 ° C, preferably from -20 to 120 ° C and more preferably from 0 to 100 ° C.
  • the reaction temperature When choosing the reaction temperature, the type and boiling point of the solvent, the aldehyde, the cyclic anhydride, the open-chain monoanhydride and the catalyst must be taken into account. At a reaction temperature above the boiling point of one or more of these components, it is advisable to carry out the copolymerization under reflux or in a closed system (for example an autoclave) in order to avoid the partial or complete loss of one or more of these components by evaporation. Furthermore, the type of catalyst to be considered in the choice of the reaction temperature. The temperature must be chosen so that the catalyst has sufficient activity for the copolymerization reaction. The copolymerization should continue to be carried out at temperatures which are below the decomposition temperature of the polyacetal polyester to be produced. The decomposition temperature can be determined by means of thermogravimetric analysis (TGA), as explained in the description of the methods. Embodiments of the method according to the invention are described below. They can be combined with each other as long as the opposite does not result from the context.
  • the catalyst is a Bronsted acid or a Lewis acid.
  • Bronsted acids in the sense of the invention are protic acids which are able to reversibly cleave off one or more protons and to transfer them intermediately or in the long term to reaction partners with lone pairs of electrons.
  • Bronsted acid catalysts are Bronsted inorganic acids such as perchloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrogen fluoride or hydrofluoric acid, hydrogen chloride or hydrochloric acid, hydrobromic or hydrobromic acid, hydrogen iodide or hydriodic acid, hexafluoroantimonic acid, tetrafluoroboric acid, or organic Bronsted acids, such as for example, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or higher homologs, trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, or sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid.
  • inorganic acids such as perchloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrogen fluoride or hydrofluoric acid, hydrogen chloride or hydrochloric acid, hydrobromic or hydrobromic acid, hydrogen iodide or hydr
  • the Bronsted acids are preferably used in pure form or as a concentrated aqueous solution. However, depending on the available forms of administration of the respective Bronsted acid, use in admixture with other solvents or in other dilution stages, as well as the presence of further substances mixed with the Bronsted acid, are not excluded. Bronsted acids within the meaning of the invention also refer to mixtures of two or more Bronsted acids in any desired composition.
  • Preferred Bronsted acids are strong Bronsted acids with a pK a ⁇ 2.8.
  • Preferred strong Bronsted acids are trifluoromethanesulfonic acid and perchloric acid.
  • the strong Bronsted acid is not a strongly oxidizing or decomposing Bronsted acid, such as nitric acid.
  • Lewis acids within the meaning of the invention are characterized in that they contain at least one metal atom coordinatively unsaturated under reaction conditions selected from the group of scandium, yttrium, lanthanum, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, rhenium , Iron, ruthenium, osmium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, zinc, boron, aluminum, gallium, indium, tallium, tin, lead, antimony, bismuth or the series of lanthanides ,
  • the Lewis acidic catalyst can be a free or a complexed metal ion.
  • Nucleophilic binding partners can bind to the coordinatively unsaturated Lewis acid center.
  • the coordinatively unsaturated Lewis acidic center may already be present in the compound used as a catalyst or forms in the reaction mixture, for example by cleavage of a weakly bound nucleophilic binding partner, after cleavage from the ⁇
  • Lewis acidic catalyst can form a stable electronically neutral or negatively charged compound.
  • weakly bound nucleophilic binding partners which can form a stable electronically neutral or negative charged compound after cleavage from the Lewis acid catalyst are halides such as fluoride, chloride, bromide or iodide, cyanide, cyanate, isocyanate, azide, carbon monoxide, Carbon dioxide, nitrogen, or organic compounds containing either nitrogen, oxygen, phosphorus or sulfur atoms and / or isolated or conjugated double bond systems with which they can form bonds to the metal atom.
  • organic nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran or diethyl ether, thioethers such as dimethyl sulfide, alkenes such as ethene, cyclooctaene or cyclooctadiene, linear or branched saturated or mono- or polyunsaturated Cl to C20 -Alcoholates, linear or branched saturated or mono- or polyunsaturated, optionally fluorinated C 1 - to C 20 -carboxylates, linear or branched saturated or mono- or polyunsaturated, optionally fluorinated C 1 - to C 20 -sulfonates, primary, secondary or tertiary Cl- to C 20 -amines, N-alkyl- or N-arylalkylideneamines, N-alkyl- or N-arylbenzylideneamines, trialkylphosphines, tri
  • Bonding partners which can form a stable electronically neutral or negatively charged compound after cleavage from the Lewis acidic catalyst are also binding partners which have additional nitrogen, oxygen, phosphorus and / or sulfur atoms and / or double bonds. with which they are bound to the metal atom, and remain bound to the metal atom after removal of a bond to the metal atom via at least one further bond.
  • binding partners which have additional nitrogen, oxygen, phosphorus and / or sulfur atoms and / or double bonds. with which they are bound to the metal atom, and remain bound to the metal atom after removal of a bond to the metal atom via at least one further bond.
  • bisphosphines such as 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1, 3-bis (diphenylphosphino) propane, 1, 4-
  • Bis (diphenylphosphino) butane diols such as 1, 2-ethanediol, 1,2- or 1,3-propanediol, 2,3-butanediol, diamines such as 1,2-ethylenediamine, 1,2-cyclohexylenediamine, 1 , 2-diaminobenzene or toluene, or salen compounds derived by reaction with aldehydes of diamines such as 1,2-ethylenediamine, 1,2-cyclohexylenediamine or 1,2-diaminobenzene, 1,5-cyclooctadiene or 1,3, 5.7-cyclooctatetraene.
  • diols such as 1, 2-ethanediol, 1,2- or 1,3-propanediol, 2,3-butanediol
  • diamines such as 1,2-ethylenediamine, 1,2-cyclohexylenediamine, 1 , 2-diaminobenzene or
  • Lewis acids can be used in pure form or dissolved in a suitable solvent.
  • Lewis acids within the meaning of the invention also refer to mixtures of two or more Lewis acids in any composition.
  • soft Lewis acids which contain at least one metal atom selected from the series scandium, yttrium, lanthanum, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, rhenium, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, copper, silver , Gold, zinc, gallium, indium, tallium, tin, antimony, bismuth or the group of lanthanides.
  • Preferred soft Lewis acids are compounds containing at least one metal atom selected from the group consisting of scandium, yttrium, lanthanum, zinc, gallium, tin, antimony, bismuth or an element of the lanthanide series.
  • Particularly preferred soft Lewis acids are scandium triflate, yttrium triflate, lanthanum triflate, tin triflate, tin trifluoroacetate, bismuth triflate, bismuth trifluoroacetate.
  • the catalyst is a mixture of one or more Bronsted acids and one or more Lewis acids.
  • the molar amount of catalyst used based on the total amount of the anhydrides used from 0.001 mol% to 100 mol%, preferably 0.01 mol% to 10 mol%, particularly preferably 0.1 mol % to 10 mol% and most preferably 0.5 mol% to 2 mol%.
  • Formaldehyde can be used in the solid, liquid or gaseous state, optionally as a mixture with inert gases such as nitrogen or argon or as a mixture with gaseous, supercritical or liquid carbon dioxide, or as a solution.
  • Formaldehyde solutions may be aqueous formaldehyde solutions having a formaldehyde content between 1% by weight and 37% by weight, which may optionally contain up to 15% by weight of methanol as stabilizer.
  • solutions of formaldehyde in polar organic solvents such as methanol or higher monohydric or polyhydric alcohols, 1,4-dioxane, acetonitrile, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide (DMSO), cyclic carbo - Naten, for example, ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone ( ⁇ ), sulfolane, tetramethylurea, N, N'-dimethylethyleneurea, in mono- or polychlorinated aromatics or alkanes, such as chlorobenzene, the various dichlorobenzene isomers, dichloromethane, chloroform or the various di-, tri- and tetrachloroethane isomers or in another of the solvents listed above as suitable for the copolymerization reaction, and in 1 r
  • solutions of formaldehyde in aprotic polar organic solvents e.g. 1,4-dioxane, acetonitrile, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), cyclic carbonates, e.g. Ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone ( ⁇ ), sulfolane, tetramethylurea, ⁇ , ⁇ '-dimethylethyleneurea or mixtures thereof with one another, and / or other solvents.
  • aprotic polar organic solvents e.g. 1,4-dioxane, acetonitrile, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), cyclic carbonates, e.g. Ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone (
  • Monomeric formaldehyde can also be generated in situ from a suitable source of formaldehyde.
  • a source of formaldehyde substances may be used which contain chemically bound formaldehyde, usually in the form of oxymethylene groups, and which are capable, under suitable conditions, of releasing formaldehyde.
  • Suitable conditions for the release may be e.g. elevated temperatures and / or the use of catalysts and / or the presence of acids, bases or other reagents that lead to the release of monomeric formaldehyde include.
  • Preferred formaldehyde sources are 1,3,5-trioxane, paraformaldehyde, high molecular weight polyoxymethylene (POM), dimethylacetal, 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane and / or 1,3-dioxepane, more preferably 1,3, 5-trioxane and paraformaldehyde.
  • POM high molecular weight polyoxymethylene
  • the copolymerization of aldehydes with cyclic anhydrides in the presence of a catalyst and an open-chain monoanhydride is further carried out in the presence of a further comonomer.
  • Suitable further comonomers are in principle all oxygen-containing cyclic compounds, in particular cyclic ethers.
  • cyclic ethers are epoxides such as e.g. Ethylene oxide, propylene oxide or styrene oxide, oxetanes, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane.
  • Preferred further comonomers are epoxides and oxetanes, particularly preferred other comonomers are ethylene oxide and propylene oxide.
  • the other comonomers are incorporated with ring opening in the polyacetal polyesters according to the invention.
  • polyacetal polyesters of the general formula (II) can be obtained.
  • formaldehyde is used in the form of cyclic or open-chain oligomers or polymers of the general formula (V) or (VI), where R 1 is hydrogen.
  • Preferred cyclic formaldehyde oligomers of the general formula (V) are 1,3,5-trioxane and 1,3,5,7-tetraoxane, preferred open-chain oligomers or polymers of the general formula Paraformaldehyde and polyoxymethylene are particularly preferred in my formula (VI); 1,3,5-trioxane and 1,3,5,7-tetraoxane are particularly preferred.
  • the cyclic or open-chain formaldehyde oligomers or polymers of the general formula (V) or (VI) can be used in pure form or dissolved or suspended in a suitable solvent of the abovementioned choice.
  • the aldehyde comprises compounds of the general formula (VII) where R 1 is hydrogen.
  • the compounds of general formula (VII) thus contain oxymethylene groups and are to be regarded as formaldehyde equivalents.
  • Preferred compounds of the general formula (VII) are 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane and 1,3-dioxepane.
  • the aldehyde is a mixture of one or more compounds of general formula (V) and one or more compounds of general formula (VII).
  • the mixtures preferably contain compounds of the general formula (V) and the general formula (VII) in which R 1 is hydrogen.
  • the mixtures particularly preferably contain 1,3,5-trioxane and / or 1,3,5,7-tetraoxane and also 1,3-dioxolane and / or 1,3-dioxane and / or 1,3-dioxepane.
  • the mixtures of compounds of the general formulas (V) and (VII) can be used in any desired composition.
  • the mixtures preferably contain compounds of the general formula (V) and compounds of the general formula (VI) in a molar ratio of from 1:10 to 10: 1, more preferably from 1: 3 to 5: 1, very particularly preferably from 1 : 1 to 3: 1.
  • At least one unsaturated cyclic anhydride is used.
  • unsaturated cyclic anhydrides are maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, norbornene diacetic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, tetradecenylsuccinic anhydride, hexadecenylsuccinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, itaconic anhydride, dimethylmaleic anhydride, allylnorbornendioic anhydride, 3-methylfuran-2,5-dione,
  • Nonenyldihydrofuran-2,5-dione, d-acetic acid anhydride Preferred unsaturated cyclic anhydrides are maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic acid anhydride, norbornene diacetic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, tetradecenylsuccinic anhydride, hexadecenylsuccinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, itaconic anhydride, dimethylmaleic anhydride, allylnorbornendioic anhydride, particularly preferred are maleic anhydride and itaconic anhydride.
  • the cyclic anhydride is a mixture of at least one unsaturated cyclic anhydride and at least one further cyclic anhydride, which is not an unsaturated cyclic anhydride and therefore a saturated cyclic anhydride.
  • the unsaturated cyclic anhydride is selected from the group hydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, Methyltetra-, Norbornendiklareanhydrid, Dodecenylbemsteinklareanhydrid, tetra- decenylsuccinic anhydride, hexadecenylsuccinic, Octadecenylbernstein- anhydride is selected itaconic anhydride, dimethyl maleic anhydride, and the saturated cyclic anhydride Allylnorbornendiklareanhydrid from the group of succinic anhydride, glutaric anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, diglycolic anhydride.
  • the products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets.
  • anhydrides are freely selectable. However, it is preferred if the quantitative ratio between unsaturated cyclic anhydride and saturated cyclic anhydride is chosen such that in the resulting polyacetal polyester a double bond content of 0.5 to 15 wt .-%, preferably 1 to 10 wt .-%, particularly preferably from 2 to 5 wt .-%.
  • At least one unsaturated open-chain monoanhydride is used.
  • unsaturated open-chain monoanhydrides of the general formula (VIII) are anhydrides of mono- or polyunsaturated C 8 to C 20 fatty acids, such as e.g. Undecylenic anhydride, palmitoleic anhydride, petroselinic anhydride, oleic anhydride, elaidic anhydride, vaccenic anhydride, cadolinic anhydride, icosenoic anhydride, linoleic anhydride, ⁇ -linolenic anhydride, calendic anhydride, arachidonic anhydride, ⁇ , ⁇ -unsaturated anhydrides, e.g.
  • Preferred unsaturated open-chain monoanhydrides are acrylic anhydride, methacrylic anhydride, crotonic anhydride or 2-ethyl-3-propylacrylic anhydride, particularly preferred are acrylic anhydride, crotonic anhydride and methacrylic anhydride.
  • the open-chain monoanhydride is an unsaturated open-chain monoanhydride or a mixture of two or more unsaturated open-chain monoanhydrides.
  • this is carried out in a batch process.
  • all components ie aldehyde, cyclic anhydride, open-chain monoanhydride, catalyst and optionally solvent, are brought into contact with each other at the beginning of the reaction.
  • This can be done by presenting a mixture of cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst (optionally in the presence of a solvent) and then adding the aldehyde (optionally dissolved in a solvent).
  • a mixture of cyclic anhydride, open chain monoanhydride and aldehyde may be charged and then the catalyst (optionally dissolved or suspended in a solvent) may be added.
  • cyclic anhydride and aldehyde are introduced and then a mixture of open-chain 2Q
  • Monoanhydride and catalyst (optionally dissolved or suspended in a solvent) are added.
  • the reaction is initiated when at least one anhydride (open chain monoanhydride or cyclic anhydride), aldehyde and catalyst are contacted.
  • anhydride open chain monoanhydride or cyclic anhydride
  • aldehyde and catalyst are brought into contact only in the presence of an anhydride.
  • the aldehyde, catalyst and open-chain monoanhydride are brought into contact only in the presence of the cyclic anhydride in order to suppress as far as possible the formation of low molecular weight products which result from open-chain monoanhydride and aldehyde without incorporation of cyclic anhydride.
  • this is carried out in a semi-batch process.
  • one or more of the components aldehyde, cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst, if appropriate in the presence of a solvent are introduced into the reactor, and the remaining components are metered in during the reaction. It is also possible for one or more components initially to introduce a subset and then to meter in the remaining amount together with the remaining components during the reaction.
  • catalyst if appropriate dissolved in a suitable solvent, is introduced into the reactor and the reactor is brought to the desired reaction temperature. Then aldehyde, cyclic anhydride and open-chain monoanhydride are added.
  • aldehyde, cyclic anhydride and open-chain monoanhydride are added.
  • the metered addition of the components can be carried out in a mixture, together with a suitable solvent, or as a separate metered addition of the individual components, if appropriate dissolved in a suitable solvent, it being possible to choose the metering rate independently for each component.
  • a partial amount of the respective individual components can be introduced analogously to a batch process in the reactor and the reaction can be initiated by adding the catalyst. The residual amounts of the respective individual components can then be metered in during the course of the reaction.
  • cyclic anhydride and catalyst if appropriate dissolved in a suitable solvent, are introduced into the reactor and aldehyde and open-chain monoanhydride are metered in as a mixture or as individual components, if appropriate dissolved in a suitable solvent. It is in principle also possible to initially introduce only a partial amount of the catalyst at the beginning of the reaction and to meter in the remainder of the catalyst during the reaction, it being advisable not to use the catalyst in the reaction _
  • a mixture of cyclic anhydride and open-chain monoanhydride, optionally dissolved in a suitable solvent and optionally in admixture with catalyst, is introduced into the reactor and aldehyde, optionally dissolved in a suitable solvent, is metered in during the reaction , It is also possible initially to introduce a partial amount of cyclic anhydride and open-chain monohydric anhydride and meter in the respective residual amount during the reaction, either mixed with one another and / or aldehyde, or as individual components.
  • aldehyde optionally dissolved in a suitable solvent
  • cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst in mixture or as individual components, optionally dissolved in a suitable solvent are added to the reaction.
  • this is carried out in a continuous process.
  • a polyacetal polyester is first prepared by a batch or semi-batch process. Subsequently, the reaction is continuously metered in the components aldehyde, cyclic anhydride and open-chain monoanhydride and optionally catalyst and solvent. When the maximum fill level of the reactor is reached, a partial amount of the reaction mixture is withdrawn continuously, while the components aldehyde, cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst and, if appropriate, solvent are metered in continuously.
  • the components can be metered in as a mixture of two or more components and / or as individual components, it being advisable for the catalyst and aldehyde to come into contact with each other only in the reactor.
  • the ratio of the amount of aldehyde used to the total amount of anhydrides is between 1: 1 and 10: 1, preferably between 1: 1 and 6: 1, more preferably between 1: 1 and 3: 1. This ratio determines the average theoretical ""
  • vc is in a range of 40% to 150% of mt h, preferably in a range of 50%> to 125% of mth and more preferably in a range of 60%) to 105% of mt h and all more preferably in a range of 70% to 100% of mth, where vc can be determined, for example, by 'H-NMR spectroscopy, as described in the experimental part.
  • vc The precise setting of vc can be determined experimentally for a given polyacetal polyester (ie the combination of certain aldehydes with certain cyclic and open chain monoanhydrides) by systematic adjustment of the reaction parameters, the type and amount of catalyst and the molar ratio of the monomers (cyclic anhydride and aldehyde ) to one another and to the open-chain monoanhydride used.
  • the molar ratio of the amounts of cyclic anhydride used to open-chain monoanhydride is between 1: 1 and 15,500: 1, preferably between 2: 1 and 1550: 1 and more preferably between 10: 1 and 100
  • the ratio of cyclic anhydride to open-chain monoanhydride can be used to set the theoretical number-average molecular weight MWth for a given ratio of the amount of aldehyde used to the total amount of anhydride used (open-chain monoanhydride and cyclic anhydride).
  • the theoretical number-average molecular weight MWth denotes the ratio of the total mass of monomers used (aldehyde and cyclic anhydride) and chain regulator (open-chain monoanhydride) to the molar amount of open-chain monoanhydride used.
  • the actual number average molecular weight may differ from the theoretical number average molecular weight MW th and depends on the reaction conditions and the type of monomers used, the chain regulator used and the catalyst used.
  • the theoretical number average molecular weight MWth is in a range from> 232 g / mol to ⁇ 2,000,000 g / mol, preferably from> 260 g / mol to ⁇ 200,000 g / mol, particularly preferably> 1,000 g / mol to ⁇ 25,000 g / mol.
  • the number average molecular weight actually achieved ranges from 50 to 150% of the theoretical number average molecular weight MWth, preferably from 70% to 130% and more preferably from 80% to 110%) of the theoretical MW, the actual number average molecular weight being determined by gel permeation chromatography (GPC) or as average molecular weight by 'H-NMR spectroscopy, as described in the methods.
  • GPC gel permeation chromatography
  • Accurate adjustment of the number average molecular weight actually achieved for a particular polyacetal polyester can be achieved experimentally by systematic adjustment of the reaction parameters, the type and amount of catalyst and the molar ratio of the monomers (Cyclic anhydride and aldehyde) to each other and to the open-chain monoanhydride used.
  • the invention further relates to a process according to the invention obtainable polyacetal polyester.
  • the polyacetal polyester polyacetal polyester polyacetal sections contain -0- (CHR 1 -0) m oO) b] i-, where R 1 is hydrogen and R ', a, b, 1, m and o have the abovementioned meaning.
  • R 1 is -0- in all contained polyacetal portions (CHR 1 -0) m - and / or polyoxyalkylene polyacetal portions -0 [(CHR 1 0) a (( CR ' 2) oO) b] i- hydrogen.
  • the polyacetal polyesters therefore include oxymethylene units-O- (CH 2 -O) m - as polyacetal sections.
  • the polyacetal polyesters of the invention contain polyacetal moieties -O- (CHR 1 -O) m - where R 1 is hydrogen and no polyoxyalkylene polyacetal moieties -0 [(CHR 1 0) a ((CR ' 2 ) oO) b ] i-.
  • the average number n of acetal units -CHR'-O- in polyacetal sections present between two ester units is -0- (CHR 1 -0) m -1 to 6, preferably 1.2 to 4, more preferably 1.8 to 3.
  • the average number of nuvo of acetal units present between two ester units can be determined, for example, by 'H-NMR spectroscopic analysis of the incorporation ratio of aldehyde: anhydride in the product, as described in the experimental part. " ⁇
  • polyacetal polyesters In a further embodiment of the polyacetal polyesters according to the invention, these have a number-average molecular weight of> 232 g / mol to ⁇ 2,000,000 g / mol, preferably from> 260 g / mol to ⁇ 200,000 g / mol and particularly preferably> 388 g / mol to ⁇ 25 000 g / mol.
  • the number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) or by the average molecular weight by 'H-NMR spectroscopy, as explained in the description of the methods.
  • these have a decomposition temperature Td> 130 ° C., preferably> 140 ° C. and particularly preferably> 180 ° C.
  • TGA thermogravimetric analysis
  • the polyacetal polyesters are unsaturated polyacetal polyesters.
  • the products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets.
  • Unsaturated polyacetal polyesters can be obtained by a process according to the invention by using unsaturated cyclic anhydrides and / or unsaturated open-chain monoanhydrides and / or unsaturated aldehydes.
  • these have a double bond content of from 0.5 to 15% by weight, preferably from 1 to 10% by weight, particularly preferably from 2 to 5% by weight.
  • Polyacetal polyesters are of interest for applications as thermoplastics or polymer additives, for example in the polyoxymethylene (POM) or polyester sector. Furthermore, polyacetal polyesters are of interest for applications such as plasticizers, detergent and cleaner formulations, emulsion paints, drilling fluids, fuel additives, ionic and nonionic surfactants, lubricants, process chemicals for the paper or textile production or cosmetic formulations.
  • plasticizers such as plasticizers, detergent and cleaner formulations, emulsion paints, drilling fluids, fuel additives, ionic and nonionic surfactants, lubricants, process chemicals for the paper or textile production or cosmetic formulations.
  • the invention further relates to the use of polyacetal polyesters as thermoplastics or polymer additives, in particular as a plasticizer, in washing and ⁇
  • Detergent formulations emulsion paints, drilling fluids, as fuel additives, in ionic and nonionic surfactants, lubricants, as process chemicals for paper or textile production or in cosmetic formulations.
  • Unsaturated polyacetal polyesters can be connected to three-dimensional networks after reaction with thiols or under the influence of ultraviolet radiation or free-radical initiators such as organic peroxides, optionally with the addition of other unsaturated compounds such as styrene, acrylic acid or acrylic acid esters.
  • the products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets.
  • the invention further relates to the use of unsaturated polyacetal polyesters as feedstocks for elastomers and duromers.
  • Aldehydes used 1,3,5-trioxane [110-88-3]: Aldrich, catalog no. T81108,> 99%
  • Cyclic anhydrides used succinic anhydride [108-30-5]: Aldrich, catalog no. 239690,> 99%
  • Trifluoromethanesulfonic acid [1493-13-6]: Aldrich, catalog no. 347817, 99% bismuth (III) triflate [88189-03-1]: Aldrich, cat. No. 633305 Solvents used: dichloromethane [75-09-2]:
  • reaction solvent Aldrich, catalog no. 270997,> 99.8% (contains 50 - 150 ppm amylene, ⁇ 8 ppm water)
  • Chloroform [67-66-2]: Aldrich, catalog no. 3485,> 99.8% (HPLC grade)
  • Reactor 1 Double-walled glass reactor with an internal reactor volume of 100 mL.
  • the interior of the reactor had the following connections: a neck of NS29 glass, fitted with a reflux condenser connected via the top opening to an argon line and a bubble counter for pressure equalization, a neck with GL18 fitting fitted with a PTFE-coated thermocouple (Pt100 external probe 8981016) was inserted into the reactor interior so as to reach the reaction mixture, a neck with GL18 fitting for the addition and withdrawal of reagents and a Schlenk connection with stopcock connected to an argon line.
  • the outer jacket had two connections with a GL 14 screw connection, via which the heat transfer medium was supplied and removed.
  • the reactor was heated via the outer jacket with a mixture of 30 vol.% Ethylene glycol in water as bathachme- dium.
  • the temperature of the heat transfer medium was carried out with a thermostat CF41 Julabo.
  • the temperature control was carried out via the internal temperature of the reactor with the help of there extending into the thermocouple.
  • the mixing of the reaction mixture was carried out with a PTFE-coated magnetic stirrer.
  • Reactor 2 Autoclave made of stainless steel with an internal volume of 200 mL.
  • the reactor was equipped with a thermocouple, a manometer, a Premex stirrer with gas inlet stirrer, a rupture disk (maximum pressure 293 bar at 20 ° C), a gas inlet with shut-off valve and an additional hole in the reactor head with blanking plug (access 1) for addition and removal of Reagents equipped.
  • the connection of the thermocouple, the manometer, the bursting disc and the supply lines to the reactor was made via swagelock screw connections.
  • the reactor was heated by a heating jacket.
  • the temperature was controlled by means of the thermocouple via the internal reactor temperature, the thermocouple was mounted so that it reached into the reaction mixture.
  • the control of the temperature and the stirring speed was carried out with control units from Horst. Description of the methods:
  • the theoretical number-average molecular weight MWth was determined according to the following formula: m Aid + m oA + m zA
  • mAid denotes the total mass of aldehydes used
  • nioA denotes the total mass of open-chain monoanhydrides used
  • m Z A denotes the total mass of cyclic anhydrides used
  • rioA denotes the total amount of open-chain monoanhydrides used.
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • n vc average number of acetal units between two ester units
  • IR Infrared
  • TGA thermogravimetric analyzes
  • the determination of the glass transition temperature was carried out by DSC (differential scanning calorimetry) on a DSC 1 STARe from Mettler Toledo. The sample was measured at a heating rate of 10 K / min over four heating cycles from -80 ° C to + 100 ° C. The glass transition temperature T g was given for the second heating rate. Carrying out the experiments
  • Protocol 1 Preparation of Polyacetal Polyesters in Reactor 1 (Open System with Pressure Equilibrium)
  • Reactor 2 was charged with cyclic anhydride and optionally with catalyst. The reactor was closed and exposed to 3 bar argon four times and relaxed against atmospheric pressure. In a heated Schlenk tube was under argon atmosphere aldehyde in 20 mL dissolved dry dichloromethane. The resulting solution was transferred to Reactor 2 via a syringe via Access 1 against an argon stream. Subsequently, the Schlenk tube was rinsed with 20 mL of dry dichloromethane and the rinse solution was also transferred via a syringe via access 1 against an argon stream in reactor 2.
  • open-chain monoanhydride was dissolved in 20 mL of dry dichloromethane. If no catalyst was initially charged in reactor 2, then catalyst was added to the solution of the open-chain monoanhydride. The resulting solution was transferred to Reactor 2 via a syringe via Access 1 against an argon stream. Subsequently, the Schlenk tube was rinsed with 20 mL of dry dichloromethane and the rinse solution was also transferred via a syringe via access 1 against an argon stream in reactor 2. In the next step, access 1 was shut off, the reactor charged with 3 bar argon and the gas inlet valve closed.
  • the reaction mixture was heated with stirring at 800 U / min to 100 ° C and stirred after reaching the temperature for a further 18 h at this temperature. Then the heater was turned off. After the internal temperature had dropped to 30 ° C, the reactor was depressurized. After opening the reactor, the reactor contents were filtered through a paper filter into a round bottom flask containing sodium acetate and a magnetic stir bar. Reactor 2 was rinsed twice with 20 ml of dichloromethane, the filter residue was washed with the respective rinse solution, and the washings were combined with the filtrate. Subsequently, the resulting mixture was stirred at 300 rpm for 45 minutes. Subsequently, the mixture was filtered through a paper filter.
  • the round bottom flask was rinsed twice with 20 mL dichloromethane, the filter residue washed with the respective rinse solution and the washings combined with the filtrate. After removal of the volatiles under reduced pressure, the distillation residue was dried for 1 hour at 2 ⁇ 10 -3 bar.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • the product is soluble in chloroform.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • Table 1 Molecular weight control by adjusting the ratio of open-chain monoanhydride: cyclic anhydride in the preparation of polyacetal polyesters.
  • Examples 1 and 2 according to the invention show that polyacetal polyesters of the invention are obtainable by a process according to the invention by reacting an aldehyde (trioxane) with a cyclic anhydride (succinic anhydride) in the presence of a catalyst (trifluoromethanesulfonic acid) and an open-chain monoanhydride (acetic anhydride) as a chain regulator are.
  • an aldehyde trioxane
  • a cyclic anhydride succinic anhydride
  • a catalyst trifluoromethanesulfonic acid
  • acetic anhydride acetic anhydride
  • Comparison of Examples 1 and 2 of the present invention shows that by changing the molar ratio of open-chain monoanhydride to cyclic anhydride while maintaining the molar ratio of aldehyde to total anhydride under otherwise similar reaction conditions, products having different average molecular weight MWAVG, the average molecular weight obtained MWAVG is in the range of 50% to 150% of the theoretical number average molecular weight.
  • the function of the open-chain monoanhydride as a chain regulator is thus proved beyond doubt.
  • Example 3 Formaldehyde / B-type anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as a chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst
  • the product is soluble in chloroform.
  • a glass transition temperature T g -39.5 ° C was determined by differential scanning calorimetry (DSC).
  • thermogravimetric analysis TGA
  • n vc 2.11.
  • EXAMPLE 5 (Comparative Example): Formaldehyde / B ernstoic acid ester copolymer obtained according to procedure 2 in the absence of an open-chain monoanhydride as a chain regulator using trifluoromethanesulfonic acid as catalyst
  • thermogravimetric analysis TGA
  • Table 2 Preparation of polyacetal polyesters a in the presence or absence of cyclic anhydrides and open-chain monoanhydrides.
  • Example 3 demonstrates that polyacetal polyesters according to the invention are obtained by reacting an aldehyde (trioxane) with a cyclic anhydride (succinic anhydride) in the presence of a catalyst (trifluoromethanesulfonic acid) and an open-chain monoanhydride (acetic anhydride).
  • an aldehyde trioxane
  • a cyclic anhydride succinic anhydride
  • a catalyst trifluoromethanesulfonic acid
  • acetic anhydride open-chain monoanhydride
  • Example 5 Comparative with Example 3 of this invention shows that the reaction of trioxane as aldehyde with succinic anhydride as the open chain monoanhydride in the presence of trifluoromethanesulfonic acid as a catalyst but in the absence of an open chain monoanhydride under otherwise similar conditions greatly enhances products insoluble solid fraction, which is presumably due to the formation of high molecular weight products and / or polyacetal polyester-deviating structure (eg polyoxymethylene). Further, in the absence of open-chain monoanhydrides, a thermally unstable product having a decomposition temperature of 95 ° C was obtained. It was thus shown that, in the absence of open-chain monoanhydrides, no thermally stable polyacetal polyesters according to the invention with a defined molecular weight distribution are obtained.
  • Table 3 Thermal stability of polyacetal polyesters compared to polyoxymethylene homopolymers.
  • Example 1 shows that polyacetal polyesters according to the invention in which the acetal units are derived from formaldehyde have increased thermal stability over formaldehyde homopolymers.
  • Example 7 Formaldehyde / B A-type (polyacetal-polyester) copolymer obtained according to procedure 1 using bismuth (III) triflate as a catalyst
  • the product is soluble in chloroform.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • a aldehyde trioxane
  • cyclic anhydride succinic anhydride
  • open chain monoanhydride acetic anhydride
  • aldehyde molar ratio: total anhydride 3: 1
  • molar ratio open-chain monoanhydride: cyclic anhydride 1: 10.
  • Examples 1, 7 and 3 according to the invention show that both Bronsted acids (trifluoromethanesulfonic acid, CF 3 SO 3 H) and Lewis acids (bismuth (III) triflate, Bi in (OTf) 3) serve as catalysts for the preparation of polyacetal polyesters are suitable.
  • Example 8 Comparative
  • Example 3 shows that under otherwise similar conditions no polyacetal polyesters are obtained when no catalyst is present in the reaction mixture.
  • a catalyst for the preparation of polyacetal polyester of the invention has been proven beyond doubt.
  • the product is soluble in chloroform.
  • a glass transition temperature T g -48.5 ° C was determined by differential scanning calorimetry (DSC).
  • Example 1 0 Formaldehyde / Itaconic Acid Anhydride Copolymer (polyacetal polyester obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III triflate as catalyst) In accordance with procedure 2, 6.05 g (54 mmol) were added to reactor 2. Itaconic anhydride and 0.354 g
  • thermogravimetric analysis TGA
  • EXAMPLE 1 formaldehyde / B-type acid anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using benzoic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst
  • the product is soluble in chloroform.
  • Example 12 Formaldehyde / B-type tartaric anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using methacrylic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst
  • the product is soluble in chloroform.
  • Comparison Table 5 Preparation of polyacetal polyesters 21 using various cyclic and open chain monoanhydrides.
  • cyclic anhydrides can be used for the preparation of polyacetal polyesters according to the invention. These include cyclic anhydrides with a 5-ring structure (succinic anhydride, example 3 and itaconic anhydride, example 10) as well as cyclic anhydrides with a 6-ring structure (glutaric anhydride, example 9).
  • Example 10 further demonstrates that by using cyclic anhydrides with unsaturated double bond systems, unsaturated polyacetal polyesters are obtained.
  • Examples 3, 11 and 12 according to the invention show that various open-chain monoanhydrides can be used as chain regulators for the preparation of polyacetal polyesters according to the invention. These include aliphatic (acetic anhydride, Example 3), aromatic (benzoic anhydride, Example 11) and unsaturated open-chain monoanhydrides (methacrylic anhydride, Example 12).
  • Example 12 further shows that unsaturated polyacetal polyesters are obtained by using unsaturated open-chain monoanhydrides. 5Q
  • Terpolymer (polyacetal-polyester) obtained according to procedure 2 using methacrylic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst
  • procedure 2 in reactor 2 was 3.03 g (27 mmol) succinic anhydride, 2.71 g (27 mmol) itaconic anhydride and 0.358 g (0.55 mmol) of bismuth (III) triflate and successively added 5.32 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and 0.88 g (5.7 mmol) of methacrylic anhydride. After drying in vacuo, 11.14 g of an amber-colored oil were obtained. The product is soluble in chloroform.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • aldehyde trioxane
  • molar ratio of aldehyde: total amount of anhydride 3: 1
  • catalyst trifluoromethanesulfonic acid (Ex. 3) or bismuth (III) triflate (Ex. 13).
  • Example 13 shows that mixtures of cyclic anhydrides can be used for the preparation of polyacetal polyesters according to the invention, while terpolymers are obtained. Furthermore, it was shown in Example 13 that cyclic and open-chain unsaturated anhydrides can be used to obtain their double bonds.
  • Polyester obtained according to protocol 2 using acetic anhydride as Kettenre gulator and trifluoromethanesulfonic acid as a catalyst
  • n vo 3.20.
  • EXAMPLE 1 5 Formaldehyde / B 8-C 8-tri-anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 1 using acetic anhydride as chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst In accordance with procedure 1, 30 ⁇ trifluoromethanesulfonic acid, 8.29 g (92 mmol) of trioxane ( corresponding to 276 mmol of formaldehyde), 2.71 g (27 mmol) of succinic anhydride and 0.56 g (5.4 mmol) of acetic anhydride. Upon contact with water, a colorless precipitate formed, which was filtered off. After drying in vacuo, 5.01 g of a colorless solid were obtained. "
  • the product is insoluble in chloroform, acetone, dichloromethane, dimethylformate, dimethyl sulphoxide, water, methanol, tetrahydrofuran and hexafluoroisopropanol.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • Table 7 Control of the average polyacetal segment length by adjusting the ratio of aldehydes: sum of all anhydrides used in the preparation of polyacetal polyesters.
  • EXAMPLE 1 6 Formaldehyde / methacrolein / succinic anhydride terpolymer (polyacetal polyester obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III triflate as catalyst.
  • This signal shows in the HSQC spectrum a coupling to two Dupplets at 3.42 and 3.82 ppm, which, with their J couplings of 11.2 Hz each, as' H-NMR signals of two electronically non-equivalent protons of a CH2- Group were identified. Furthermore, in the HMBC spectrum, remote coupling of ⁇ -NMR signals at 0.83 and 4.91 ppm, respectively, to a 13 C NMR signal at 72.8 ppm was observed, using 13 C-APT and NMR spectroscopy HSQC-NMR spectroscopy as methyl group or
  • Oxymethylene group were identified. This shows that in addition to incorporation via its aldehyde function, methacrolein can also undergo an addition reaction via the double bond into the poly r
  • thermogravimetric analysis TGA
  • Example 1 7 Formaldehyde / furfural / B serious anhydride terpolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst.
  • procedure 2 5.40 g (54 mmol) of succinic anhydride and 0.354 g (0.54 mmol) of bismuth (III) triflate were initially charged in reactor 2 and successively 2.66 g (30 mmol) of trioxane (corresponding to 90 mmol of formaldehyde) and 2 , 85 g (30 mmol) of furfural, and 0.55 g (5.4 mol) of acetic anhydride added. The product was separated as a solid by filtration.
  • the IR spectrum confirms the incorporation of furfural into the terpolymer obtained from trioxane, succinic anhydride and furfural.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • Example 8 Formaldehyde / acetaldehyde / B-type tartaric acid terpolymers (polyacetal polyesters) are obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst.
  • the product is insoluble in chloroform, acetone, dichloromethane, dimethylformate, dimethyl sulphoxide, water, methanol, tetrahydrofuran and hexafluoroisopropanol.
  • the IR spectrum confirms the incorporation of acetaldehyde into the terpolymer obtained from trioxane, succinic anhydride and paraldehyde.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • Example 16 to 18 according to the invention shows that mixtures of different aldehydes can be used. Furthermore, the comparison of the decomposition temperatures of the products obtained shows that the use of an additional aldehyde leads to an increase in the decomposition temperature of the polyacetal polyesters.

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Abstract

The invention relates to a method for producing polyacetal-polyesters by reacting cyclic anhydrides with aldehydes, characterised in that the reaction of aldehydes with cyclic anhydrides is carried out in the presence of a catalyst and an open-chained monoanhydride as a chain regulator. The invention also relates to polyacetal-polyester which can be obtained according to the claimed method, and to the use thereof as thermoplasts or polymer additives, and for producing elastomers and duromers.

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyacetal-Polyestern aus zyklischen Anhydriden und Aldehyden  Process for the preparation of polyacetal polyesters from cyclic anhydrides and aldehydes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyacetal-Polyestern durch Reaktion von zyklischen Anhydriden mit Aldehyden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion von Aldehyden mit zyklischen Anhydriden in Anwesenheit eines Katalysators und eines offenket- tigen Monoanhydrids als Kettenregulator durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls Polyacetal-Polyester, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältlich sind, sowie deren Anwendung als Thermoplasten oder Polymeradditive, sowie zur Herstellung von Elastomeren und Duromeren. Polyacetal-Polyester sind interessant für Anwendungen im Polyoxymethylen (POM)- und im Polyester-Sektor. Der Einbau von Estereinheiten führt gegenüber Polyoxymethylen (POM)- Homopolymeren zu einer erhöhten chemischen und thermischen Stabilität der Polymerketten. Weiterhin können durch die Wahl des zyklischen Anhydrids und des Aldehyds sowie über das Monomerverhältnis von Aldehyd und zyklischem Anhydrid physikalische Eigenschaften wie Schmelzpunkt, Glasübergangstemperatur, Schmelzviskosität etc. gezielt eingestellt werden. The present invention relates to a process for the preparation of polyacetal polyesters by reaction of cyclic anhydrides with aldehydes, characterized in that the reaction of aldehydes with cyclic anhydrides in the presence of a catalyst and an open-chain monoanhydride is carried out as a chain regulator. The present invention also relates to polyacetal polyesters, which are obtainable by a process according to the invention, and their use as thermoplastics or polymer additives, and for the production of elastomers and duromers. Polyacetal polyesters are interesting for applications in the polyoxymethylene (POM) and polyester sectors. The incorporation of ester units leads to increased chemical and thermal stability of the polymer chains compared to polyoxymethylene (POM) homopolymers. Furthermore, physical properties such as melting point, glass transition temperature, melt viscosity, etc., can be specifically adjusted by the choice of the cyclic anhydride and the aldehyde and via the monomer ratio of aldehyde and cyclic anhydride.
Angew. Chem. 1962(74), 248 offenbart die Reaktion von offenkettigen Monoanhydriden, insbesondere Essigsäureanhydrid, mit Trioxan als Formaldehyd-Trimer in Anwesenheit eines Katalysators zu niedermolekularen Oligooxymethylendiacetaten mit 1 bis 3 Oxymethylen- Einheiten. Die erhaltenen Produkte enthalten Oxymethylen-Estergruppen ausschließlich als Oxy- methylenacetat-Endgruppen und weisen keine internen Esterbindungen entlang der Polymerkette auf. Der Einsatz von zyklischen Anhydriden als Comonomer wird nicht beschrieben. Angew. Chem. 1962 (74), 248 discloses the reaction of open-chain monoanhydrides, especially acetic anhydride, with trioxane as a formaldehyde trimer in the presence of a catalyst to give low molecular weight oligooxymethylene diacetates having 1 to 3 oxymethylene units. The resulting products contain oxymethylene ester groups exclusively as oxy methylene acetate end groups and have no internal ester linkages along the polymer chain. The use of cyclic anhydrides as comonomer is not described.
US 3378527 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von statistischen Ester-Ether-Acetal- Copolymeren, welche durch Reaktion von Epoxiden oder Oxetanen mit zyklischen Carbonsäureanhydriden und Aldehyden sowie ggf. einem Polymerisationsstarter erhalten werden. Das offenbarte Verfahren kann laut Offenbarungstext ohne Katalysator durchgeführt werden. Copoly- mere, welche als Comonomere ausschließlich Aldehyde und Carbonsäureanhydride enthalten (also in Abwesenheit von Epoxiden oder Oxetanen erhalten wurden), werden nicht offenbart. Weiterhin finden offenkettige Monocarbonsäure- Anhydride im Kontext der Offenbarung keine Anwendung. US 3378527 discloses a process for the preparation of ester-ether-acetal random copolymers which are obtained by reaction of epoxides or oxetanes with cyclic carboxylic acid anhydrides and aldehydes and optionally a polymerization initiator. The disclosed process can be carried out without a catalyst according to the disclosure text. Copolymers containing as comonomers exclusively aldehydes and carboxylic acid anhydrides (ie obtained in the absence of epoxides or oxetanes) are not disclosed. Furthermore, open-chain monocarboxylic acid anhydrides are not used in the context of the disclosure.
US 3232906 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Polyoxymethylen-Polymeren. Hierbei wird Formaldehyd in Gegenwart eines Zinn(II)-Carboxylats polymerisiert. Weiterhin ist ein Carbonsäureanhydrid als Acylierungsreagenz vorgesehen und Essigsäureanhydrid wird als offenkettiges Monoanhydrid erwähnt. Als zyklische Anhydride werden Maleinsäureanhydrid und Bernsteinsäureanhydrid erwähnt. Allerdings wird nicht die Kombination eines offenkettigen Mo- noaldehyds und eines zyklischen Anhydrids offenbart. „ US 3232906 discloses a process for the preparation of polyoxymethylene polymers. Here, formaldehyde is polymerized in the presence of a stannous (II) carboxylate. Further, a carboxylic acid anhydride is provided as an acylating reagent, and acetic anhydride is mentioned as an open-chain monoanhydride. As cyclic anhydrides maleic anhydride and succinic anhydride are mentioned. However, the combination of an open-chain monoaldehyde and a cyclic anhydride is not disclosed. "
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US 3687898 offenbart ein End-Capping von Polyoxymethylen-Polymeren durch Anhydride in Gegenwart von Lewis-Säure-Katalysatoren. Dabei sind keine auf Anhydriden basierenden Einheiten in der Polymerkette enthalten. Weiterhin werden keine zyklischen Anhydride offenbart. US 3687898 discloses end capping of polyoxymethylene polymers by anhydrides in the presence of Lewis acid catalysts. In this case, no units based on anhydrides are contained in the polymer chain. Furthermore, no cyclic anhydrides are disclosed.
US 3428590 offenbart die Herstellung von Trioxan-Copolymeren, wobei als Reaktionsbeschleuni- ger zyklische Anhydride eingesetzt werden können. Für offenkettige Anhydride, wie biepsielsweise Essigsäureanhydrid, wird dieser technische Effekt entsprechend der Anmeldung nicht erzielt. US Pat. No. 3,428,590 discloses the preparation of trioxane copolymers, it being possible to use cyclic anhydrides as reaction accelerators. For open-chain anhydrides, such as biepsielsweise acetic anhydride, this technical effect according to the application is not achieved.
US 3719637 betrifft die Polymerisation von Tetraoxan in Gegenwart eines Carbonsäureanhydrids und eines Polymerisationsinitiators. In der Anmeldung wird eine Liste von Anhydriden, unter denen zyklische und offenkettige Monoanhydride vorkommen, offenbart. Eine Kombination von zyklischen und offenkettigen Anhydriden wird jedoch nicht offenbart. US 3719637 relates to the polymerization of tetraoxane in the presence of a carboxylic acid anhydride and a polymerization initiator. The application discloses a list of anhydrides, among which cyclic and open chain monoanhydrides occur. However, a combination of cyclic and open-chain anhydrides is not disclosed.
US 3900411 offenbart Schmierstoffzusammensetzungen mit Alkenylbernsteinsäure-Polyolacetalen oder -ketalen, wobei die Alkenylgruppe wenigstens 30 C-Atome enthält. In dieser Anmeldung werden keine offenkettigen Monoanhydride beschrieben. US 3900411 discloses lubricant compositions with alkenyl succinic acid polyol acetals or ketals wherein the alkenyl group contains at least 30 carbon atoms. In this application, no open-chain monoanhydrides are described.
Aus dem Stand der Technik geht hervor, dass kein Verfahren bekannt ist, nach welchem Polyace- tal-Polyester erhalten werden, die aus einer statistischen oder regelmäßigen Abfolge von einer oder mehreren Acetal-Einheiten mit Diester-Einheiten bestehen. Ferner ist nach dem Stand der Technik kein Verfahren bekannt, nach dem besagte Polyacetal-Polyester mit einem definierten Molekulargewicht erhalten werden können. It is apparent from the prior art that no process is known, according to which polyester polyesters are obtained, which consist of a random or regular sequence of one or more acetal units with diester units. Furthermore, according to the prior art, no method is known by which said polyacetal polyesters having a defined molecular weight can be obtained.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein solches Verfahren bereitzustellen. Überraschend wurde gefunden, dass durch Reaktion von zyklischen Anhydriden und Aldehyden in Gegenwart von geeigneten Katalysatoren, wie z.B. Bronsted-Säuren oder Lewis-Säuren, und eines offenkettigen Monoanhydrids thermisch stabile Polyacetal-Polyester mit einer Zersetzungstemperatur > 130 °C erhalten werden. Es wurde weiterhin gefunden, dass das offenkettige Monoanhydrid als Kettenregulator fungiert und damit über den relativen Stoffmengenanteil des offenkettigen Mo- noanhydrids im Reaktionsgemisch das Molekulargewicht der Polyacetal-Polyester gesteuert werden kann. The present invention has set itself the task of providing such a method. Surprisingly, it has been found that by reaction of cyclic anhydrides and aldehydes in the presence of suitable catalysts, e.g. Bronsted acids or Lewis acids, and an open-chain monoanhydride thermally stable polyacetal polyester having a decomposition temperature> 130 ° C can be obtained. It has furthermore been found that the open-chain monoanhydride acts as a chain regulator and thus the molecular weight of the polyacetal polyesters can be controlled via the relative mole fraction of the open-chain monoanhydride in the reaction mixture.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Polyacetal-Polyestern durch Reaktion von zyklischen Anhydriden mit Aldehyden in Anwesenheit eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in Gegenwart eines offenkettigen Monoanhydrids durchgeführt wird. The invention therefore provides a process for the preparation of polyacetal polyesters by reaction of cyclic anhydrides with aldehydes in the presence of a catalyst, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an open-chain monoanhydride.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Polyacetal-Polyester erhalten, welche durch bekannte Verfahren bisher nicht zugänglich waren. Die erhaltenen Polyacetal-Polyester bieten gegenüber reinen Polyacetalen wie z.B. Polyoxymethylen (POM) oder Paraformaldehyd den Vorteil, dass die physikalischen Eigenschaften, wie z.B. Glasübergangstemperatur, Schmelzpunkt, Viskosität über die Wahl der zyklischen Anhydride und der Aldehyde, über das Einbau- Verhältnis von zyklischen Anhydriden und Aldehyden, sowie über das Molekulargewicht gezielt eingestellt werden können. By the method according to the invention polyacetal polyesters are obtained, which were previously not accessible by known methods. The obtained polyacetal polyester offer compared to pure polyacetals such as polyoxymethylene (POM) or paraformaldehyde the advantage that the physical properties, such as glass transition temperature, melting point, viscosity on the choice of cyclic anhydrides and aldehydes, on the incorporation ratio of cyclic anhydrides and aldehydes, as well as the Molecular weight can be adjusted specifically.
Die erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester werden durch Copolymerisation von Aldehyden und zyklischen Anhydriden in Gegenwart eines Katalysators hergestellt, wobei die Copolymerisation zumindest zeitweise in Gegenwart eines offenkettigen Monoanhydrids durchgeführt wird. Die Rolle des offenkettigen Monoanhydrids besteht darin, als Kettenregulator die Kettenlänge der während der Copolymerisationsreaktion gebildeten Polyacetal-Polyester-Ketten zu begrenzen und somit eine Kontrolle des zahlenmittleren Molekulargewichts zu erreichen. Ohne sich auf die Theorie festlegen zu wollen, wird angenommen, dass dies durch Einführung von unter den vorliegenden Reaktionsbedingungen unreaktiven Carboxylat-Endgruppen -OC(0)R3 geschieht. Durch ein geeignetes Stoffmengenverhältnis von offenkettigem Monoanhydrid zu zyklischem Anhydrid und Aldehyd kann so ein theoretisches zahlenmittleres Zielmolekulargewicht MWth eingestellt werden, so dass sich hierüber Polyacetal-Polyester mit einem definierten Molekulargewicht erhalten lassen. The polyacetal polyesters according to the invention are prepared by copolymerization of aldehydes and cyclic anhydrides in the presence of a catalyst, wherein the copolymerization is carried out at least temporarily in the presence of an open-chain monoanhydride. The role of the open-chain monoanhydride is to limit, as a chain regulator, the chain length of the polyacetal polyester chains formed during the copolymerization reaction, and thus to achieve control of the number average molecular weight. Without wishing to be bound by theory, it is believed that this occurs by the introduction of carboxylate terminal groups -OC (O) R 3 which are unreactive under the present reaction conditions. By means of a suitable molar ratio of open-chain monoanhydride to cyclic anhydride and aldehyde, it is thus possible to set a theoretical number-average target molecular weight MWth such that polyacetal polyesters having a defined molecular weight can be obtained.
Das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht MWth lässt sich in diesem Fall bestimmen als das Verhältnis der Gesamtmasse an eingesetzten Monomeren (Aldehyd und zyklisches Anhydrid) und Kettenregulator (offenkettiges Monoanhydrid) zu der molaren Menge an eingesetztem offenkettigem Monoanhydrid. Das tatsächlich erzielte zahlenmittlere Molekulargewicht kann innerhalb bestimmter Grenzen vom theoretischen zahlenmittleren Zielmolekulargewicht MWth abweichen und hängt von den Reaktionsbedingungen und der Art der eingesetzten Monomere, des eingesetzten Kettenregulators und des eingesetzten Katalysators ab. The theoretical number-average molecular weight MWth can be determined in this case as the ratio of the total mass of monomers used (aldehyde and cyclic anhydride) and chain regulator (open-chain monoanhydride) to the molar amount of open-chain monoanhydride used. The actual number average molecular weight may vary within certain limits from the theoretical number average molecular weight MW th and depends on the reaction conditions and the type of monomers used, the chain regulator used and the catalyst used.
Die Verknüpfung von einzelnen oder mehreren zusammenhängenden Acetal-Einheiten über aus den zyklischen Anhydriden hervorgehende Diester-Einheiten, sowie der Einbau des offenkettigen Monoanhydrids in Form einer Ester-Endgruppe führt weiterhin zu einer Stabilisierung der Polymerstruktur relativ zu Polyacetal-Homopolymeren. The linking of one or more contiguous acetal units via diester units resulting from the cyclic anhydrides, as well as the incorporation of the open-chain monoanhydride in the form of an ester end group, further leads to a stabilization of the polymer structure relative to polyacetal homopolymers.
Polyacetal-Polyester im Sinne der Erfindung umfassen Verbindungen der allgemeinen Formel (I),
Figure imgf000004_0001
welche eine alternierende Abfolge aus Mono- oder Polyacetal-Abschnitten -0-(CHR1-0)m- und Carbonsäurediester-Einheiten -0-C(0)-R2-C(0)-0- enthalten, wobei die Mono- oder Polyacetal- Λ
Polyacetal polyesters according to the invention include compounds of the general formula (I),
Figure imgf000004_0001
which contain an alternating sequence of mono- or polyacetal sections -O- (CHR 1 -O) m - and carbonic acid diester units -O-C (O) -R 2 -C (O) -O-, where the mono- or polyacetal sections or polyacetal Λ
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Abschnitte und die Dieester-Einheiten jeweils über ein gemeinsames Sauerstoff- Atom direkt miteinander verknüpft sind, m und x für ganze Zahlen stehen, m für eine ganze Zahl > 1 steht und unterschiedliche m in verschiedenen Abschnitten -(CHR'-C m- unterschiedliche Werte annehmen können, x für eine ganze Zahl > 1 steht und unterschiedliche x in unterschiedlichen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) unterschiedliche Werte annehmen können, Sections and the die-ester units are each directly linked via a common oxygen atom, m and x are integers, m is an integer> 1 and different m in different sections - (CHR'-C m- different values x can be an integer> 1 and different x in different compounds of the general formula (I) can assume different values,
R1 für Wasserstoff oder einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Cl- bis C20-Alkyl, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylrest steht, der gegebenenfalls weitere Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Silizium, Fluor, Chlor, Brom, Iod enthält, und verschiedene R1 sich in verschiedenen Einheiten -CHR'-O- innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) unterscheiden können, R 1 is hydrogen or a saturated or unsaturated, linear or branched C 1 - to C 20 -alkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl radical which optionally contains further heteroatoms such as oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, silicon, fluorine, chlorine, bromine, Contains iodine, and different R 1 may differ in different units -CHR'-O- within a compound of general formula (I),
R2 für ein Kette aus 2, 3 oder 4 Kohlenstoff-Atomen steht, wobei die Kohlenstoff-Atome in der Kette R2 jeweils über Einfach- oder Doppelbindungen bzw. ein verbrückendes Sauerstoff- oder Schwefel- Atom miteinander verknüpft sind, oder R2 Teil eines aromatischen oder cycloaliphati- schen mono-, bi- oder polyzyklischen Ringsystems ist, und die Kohlenstoff- Atome in R2 oder im R2 enthaltenden aromatischen oder cycloaliphatischen Ringsystem unabhängig voneinander einen oder mehrere Substituenten tragen können, welche ausgewählt sind aus der Gruppe R 2 is a chain of 2, 3 or 4 carbon atoms, wherein the carbon atoms in the chain R 2 are linked to each other via single or double bonds or a bridging oxygen or sulfur atom, or R 2 part an aromatic or cycloaliphatic mono-, bi- or polycyclic ring system, and the carbon atoms in R 2 or in the R 2 -containing aromatic or cycloaliphatic ring system independently of one another can carry one or more substituents which are selected from the group
R4, Alkenyl =CR4 2, Ether -OR4, Thioether -SR4, Amino -NR4 2, Phosphino -PR4 2, Silyl -SiR4 3, Carboxyl -C02H, Carboxylat -C02\ Ester -C02R4, Sulfonsäure -S03H, Sulfonat -S03 ", Sul- fonsäureester -SO3R4, Fluor, Chlor, Brom, Iod, Nitril -CN, Nitro -NO2, wobei R4 in allen Fällen die analoge Bedeutung besitzt wie R1, sich von R1 unterscheiden kann, und verschiedene Substituenten R4 sich innerhalb einer Kette R2 unterscheiden können und/oder so miteinander verknüpft sein können, dass sie untereinander und/oder mit R2 ein mono-, bi- oder polycyclisches Ringsystem bilden, und verschiedene R2 sich in verschiedenen Diester-Einheiten -0-C(0)-R2-C(0)-0- innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) unterscheiden können, R 4 , alkenyl = CR 4 2 , ether -OR 4 , thioether -SR 4 , amino -NR 4 2 , phosphino-PR 4 2 , silyl -SiR 4 3 , carboxyl -C0 2 H, carboxylate -C0 2 \ ester - C0 2 R 4, -S0 3 H sulfonic acid, sulfonate -S0 3 ", sulfonic fonsäureester -SO3R 4, fluorine, chlorine, bromine, iodine, nitrile -CN, nitro -NO 2, wherein R 4 in all cases, the analogous meaning has as R 1 , may differ from R 1 , and different substituents R 4 may differ within a chain R 2 and / or may be linked together such that they each other and / or with R 2 is a mono-, bi- or polycyclic Ring system, and different R 2 may differ in different diester units -O-C (O) -R 2 -C (O) -O- within a compound of general formula (I),
R3 die analoge Bedeutung besitzt wie R1, wobei R3 gleich R1 oder verschieden von R1 sein kann und verschiedene R3 sich innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) unterscheiden können. Polyacetal-Polyester im Sinne der Erfindung schließen ebenfalls Gemische aus zwei oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in beliebiger Zusammensetzung ein. R 3 has the analogous meaning as R 1 , wherein R 3 may be identical to R 1 or different from R 1 and different R 3 may differ within a compound of general formula (I). Polyacetal polyesters according to the invention also include mixtures of two or more compounds of general formula (I) in any composition.
Neben Verbindungen der Formel (I) schließen die erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester Verbindungen oder Gemische aus zwei oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel (II) In addition to compounds of the formula (I), the polyacetal-polyester compounds according to the invention include compounds or mixtures of two or more compounds of the general formula (II)
Figure imgf000006_0001
mit ein, in denen im Vergleich zu Verbindungen der allgemeinen Formel (I) neben oder anstelle von Polyacetal-Abschnitten -0-(CHR1-0)m- auch Polyoxyalkylen-Polyacetal- Abschnitte -0[(CHR10)a((CR' 2)oO)b]i- vorliegen, wobei a und b unabhängig voneinander jeweils für eine ganze Zahl > 0 stehen und innerhalb einer Wie- derholungseinheit [(CHR10)a((CR' 2)oO)b] die Summe von a + b > 1 ist,
Figure imgf000006_0001
with a, in which in comparison to compounds of general formula (I) in addition to or in place of polyacetal portions -0- (CHR 1 -0) m - also polyoxyalkylene polyacetal portions -0 [(CHR 1 0) a (( CR '2) oO) b] i- are present, where a and b are each an integer independently of one another> 0 and within a How-derholungseinheit [(CHR 1 0) a ((CR' 2) oO) b], the Sum of a + b> 1,
1 und x unabhängig voneinander für eine ganze Zahl > 1 stehen, o = 2, 3 oder 4 ist, unterschiedliche a, b, 1 und o in unterschiedlichen Wiederholungseinheiten [(CHR10)a((CR 2)oO)b]i innerhalb einer Verbindung der Formel (II) verschiedene Werte annehmen können, x in unterschiedlichen Verbindungen der allgemeinen Formel (II) verschiedene Werte annehmen kann, 1 and x are independently an integer> 1, o = 2, 3 or 4, different a, b, 1 and o in different repeat units [(CHR 1 0) a ((CR 2) oO) b] i can assume different values within a compound of the formula (II), x can assume different values in different compounds of the general formula (II),
R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen, R 1 and R 2 have the abovementioned meaning,
R3 die analoge Bedeutung besitzt wie R1, wobei R3 gleich R1 oder verschieden von R1 sein kann und verschiedene R3 sich innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) unterscheiden können, und R' eine analoge Bedeutung besitzt wie R1, wobei R' gleich R1 oder verschieden von R1 sein kann und unterschiedliche R' innerhalb einer Wiederholungseinheit ((CR'2)o-0) und in verschiedenen Wiederholungseinheiten ((CR'2)o-0)b innerhalb einer Verbindung der Formel (II) verschieden sein können und R' bevorzugt für Wasserstoff oder eine Methyl-Gruppe steht. R 3 has the analogous meaning as R 1 , wherein R 3 may be R 1 or different from R 1 and different R 3 may differ within a compound of general formula (I), and R 'has an analogous meaning as R 1 where R 'may be R 1 or different from R 1 and different R' within a repeating unit ((CR'2) o-0) and in different repeating units ((CR'2) o-0) b within a compound of Formula (II) may be different and R 'is preferably hydrogen or a methyl group.
Polyacetal-Polyester im Sinne der Erfindung schließen ebenfalls Gemische von einem oder mehreren Polyacetal-Polyestern der allgemeinen Formel (I) mit einem oder mehreren Polyoxyalkylen- Polyacetal-Polyestern der allgemeinen Formel (II) und/oder mit anderen Verbindungen mit ein. r Polyacetal polyesters according to the invention also include mixtures of one or more polyacetal polyesters of the general formula (I) with one or more polyoxyalkylene polyacetal polyesters of the general formula (II) and / or with other compounds. r
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Andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyestern im Gemisch mit Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder Verbindungen der allgemeinen Formel (II) vorliegen können, sind beispielsweise Mono-, Di-, Tri- oder Oligooxymethylen-Dicarboxylate R3C(0)-0-(CHR1-0)k-C(0)R3, wobei k für eine ganze Zahl von 1 bis 100 steht und R1 und R3 die oben genannte Bedeutung besitzen. Diese Verbindungen können beispielsweise aus der Reaktion von Aldehyden mit offenkettigen Monoanhydriden ohne Beteiligung eines zyklischen Anhydrids hervorgehen. Other compounds which may be present in the polyacetal polyesters according to the invention in admixture with compounds of the general formula (I) and / or compounds of the general formula (II) are, for example, mono-, di-, tri- or oligooxymethylene-dicarboxylates R 3 C (0) -O- (CHR 1 -O) k -C (O) R 3 , where k is an integer from 1 to 100 and R 1 and R 3 have the abovementioned meaning. These compounds may arise, for example, from the reaction of aldehydes with open-chain monoanhydrides without the participation of a cyclic anhydride.
Die erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester enthalten entsprechend der allgemeinen Formeln (I) und (II) in der Regel als Endgruppen Estergruppen -0-C(0)R3, wobei die Ester-Endgruppen über ein gemeinsames Sauerstoffatom direkt mit einem Mono- oder Polyacetal- Abschnitt -0-(CHR1- 0)m- bzw. einem Polyoxyalkylen-Polyacetal-Abschnitt -0[(CHR10)a((CR'2)oO)b]i- verknüpft sind. Die Anwesenheit von Verbindungen, in denen gegenüber Verbindungen der Formel (I) und/oder Verbindungen der Formel (II) einzelne Ester-Endgruppen -0-C(0)R3 gegen andere Endgruppen wie z.B. Carbonsäure-Gruppen -0-C(0)-R2-C(0)-OH, Halbacetal-Gruppen -O-CHR'-OH (wobei R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben), Formyl-Gruppen -CH=0 oder Methoxy- Gruppen -OCH3 ausgetauscht sind, wobei die jeweilige Endgruppe über ein gemeinsames Sauerstoff-Atom mit einem Mono- oder Polyacetal-Abschnitt -0-(CHR1-0)m-, einem Polyoxyalkylen- Polyacetal-Abschnitt -0[(CHR10)a((CR' 2)oO)b]i- oder einer Diester-Einheit -0-C(0)-R2-C(0)-0- verknüpft ist und die Aufzählung der Endgruppen nicht als vollständig zu betrachten ist, ist nicht ausgeschlossen. The polyacetal polyesters of the invention according to the general formulas (I) and (II) usually contain end groups ester groups -O-C (O) R 3 , wherein the ester end groups via a common oxygen atom directly with a mono- or polyacetal Section -0- (CHR 1 - 0) m - or a polyoxyalkylene-polyacetal section -0 [(CHR 1 0) a ((CR ' 2) oO) b] i-linked. The presence of compounds in which with respect to compounds of formula (I) and / or compounds of formula (II) individual ester end groups -0-C (O) R 3 against other end groups such as carboxylic acid groups -0-C (0 ) -R 2 -C (O) -OH, hemiacetal groups -O-CHR'-OH (wherein R 1 and R 2 have the meaning given above), formyl groups -CH = 0 or methoxy groups -OCH 3 exchanged are, wherein the respective end group via a common oxygen atom with a mono or polyacetal section -0- (CHR 1 -0) m -, a polyoxyalkylene polyacetal section -0 [(CHR 1 0) a ((CR ' 2 ) oO) b ] i or a diester unit -O-C (0) -R 2 -C (O) -O- is linked and the enumeration of the end groups is not considered complete, is not excluded.
Deshalb zählen zu den anderen Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Polyacetal- Polyestern im Gemisch mit Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder Verbindungen der allgemeinen Formel (II) vorliegen können, ebenfalls Verbindungen, in denen gegenüber Verbindungen der Formel (I) und/oder Verbindungen der Formel (II) einzelne Ester- Endgruppen -0-C(0)R3 gegen andere Endgruppen wie z.B. Carbonsäure-Gruppen -0-C(0)-R2- C(0)-OH, Halbacetal-Gruppen -O-CHR'-OH (wobei R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben), Formyl-Gruppen -CH=0 oder Methoxy-Gruppen -OCH3 ausgetauscht sind, wobei diese Aufzählung nicht als vollständig zu betrachten ist. Therefore, the other compounds which may be present in the polyacetal polyesters according to the invention in admixture with compounds of general formula (I) and / or compounds of general formula (II) also include compounds in which compared to compounds of formula (I) and / or compounds of the formula (II) individual ester end groups -O-C (O) R 3 against other end groups such as carboxylic acid groups -0-C (0) -R 2 - C (0) -OH, hemiacetal groups -O-CHR'-OH (wherein R 1 and R 2 have the meaning given above), formyl groups -CH = 0 or methoxy groups -OCH 3 are exchanged, this list is not to be considered as complete.
Die erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester weisen generell ein zahlenmittleres Molekularge- wicht > 232 g/mol auf. Das zahlenmittlere Molekulargewicht kann per Gel-Permeations- Chromatographie (GPC) oder als durchschnittliches Molekulargewicht per 'H-NMR-Spektroskopie bestimmt werden, wie in der Beschreibung der Methoden erläutert wird. The polyacetal polyesters of the invention generally have a number average molecular weight> 232 g / mol. Number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) or by average molecular weight by 'H NMR spectroscopy, as explained in the description of the methods.
Zyklische Anhydride im Sinne der Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel (III),
Figure imgf000008_0001
wobei R die oben angegebene Bedeutung besitzt.
Cyclic anhydrides in the context of the invention are compounds of the general formula (III)
Figure imgf000008_0001
wherein R has the meaning given above.
Beispiele für Verbindungen der Formel (III) sind Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, 1 ,2-Cyclohexandicarbonsäureanhydrid, Diphensäureanhydrid, Tetrahydro- phthalsäureanhydrid, Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid, Norbomendisäureanhydrid und ihre Chlorierungsprodukte, Glutarsäureanhydrid, Diglykolsäureanhydrid, 1,8-Naphthalsäureanhydrid, Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Tetradecenylbernsteinsäureanhydrid, Hexadecenyl- bernsteinsäureanhydrid, Octadecenylbernsteinsäureanhydrid, 3- und 4-Nitrophthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Tetrabromphthalsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Dimethyl- maleinsäureanhydrid, Allylnorbornendisäureanhydrid, 3-Methylfüran-2,5-dion, 3- Methyldihydrofuran-2,5-dion, Dihydro-2H-pyran-2,6(3H)-dion, l,4-Dioxane-2,6-dion, 2H-Pyran- 2,4,6(3H,5H)-trion, 3-Ethyldihydrofüran-2,5-dion, 3-Methoxydihydrofüran-2,5-dion, 3-(Prop-2-en- 1 -yl)dihydrofüran-2,5-dion, N-(2,5-Dioxotetrahydrofuran-3-yl)formamid, 3 [(2E)-But-2-en- 1 - yl]dihydrofüran-2,5-dion, Phenylbernsteinsäureanhydrid, 2-Phenylbernsteinsäureanhydrid, (+)- Diacetyl-L-Weinsäureanhydrid, Dibenzoyl-L- Weinsäureanhydrid, 2-Examples of compounds of formula (III) are succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, 1, 2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, diphenic anhydride, phthalic anhydride tetrahydrophthalic, methyltetrahydrophthalic, Norbomendisäureanhydrid and their chlorination products, glutaric anhydride, diglycolic anhydride, 1,8-naphthalic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, tetradecenylsuccinic anhydride, hexadecenyl succinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, 3- and 4-nitrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, itaconic anhydride, dimethylmaleic anhydride, allylnorbornendioic anhydride, 3-methylfuran-2,5-dione, 3-methyldihydrofuran-2,5-dione, dihydro-2H-pyran-2 , 6 (3H) -dione, 1,4-dioxane-2,6-dione, 2H-pyran-2,4,6 (3H, 5H) -trione, 3-ethyl-dihydrofuran-2,5-dione, 3-methoxy-dihydrofuran -2,5-dione, 3- (prop-2-en-1-yl) dihydrofuran-2,5-dione, N- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) formamide d, 3 [(2E) -but-2-en-1-yl] dihydrofuran-2,5-dione, phenylsuccinic anhydride, 2-phenylsuccinic anhydride, (+) - diacetyl-L-tartaric anhydride, dibenzoyl-L-tartaric anhydride, 2-
Acetoxybernsteinsäureanhydrid, 3 -Methylglutarsäureanhydrid, 2,2-Dimethylglutarsäureanhydrid, 3,3-Dimethylglutarsäureanhydrid, Hexafluorglutarsäureanhydrid, 3-Butyldihydrofüran-2,5-dion, 3- (2-Methyl-2-propenyl)-dihydro-2,5-fürandion, Thiodiglykolsäureanhydrid, Nonenyldihydrofuran- 2,5-dion, d -Aconitsäureanhydrid, 1,8-Naphthalindicarbonsäureanhydrid, 2,3-Acetoxysuccinic anhydride, 3-methylglutaric anhydride, 2,2-dimethylglutaric anhydride, 3,3-dimethylglutaric anhydride, hexafluoroglutaric anhydride, 3-butyldihydrofuran-2,5-dione, 3- (2-methyl-2-propenyl) -dihydro-2,5-butanedione, Thiodiglycolic anhydride, nonenyldihydrofuran-2,5-dione, d-aconitic anhydride, 1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride, 2,3-
Pyridindicarbonsäure-anhydrid, Camphersäureanhydrid, 3,3 ',4,4'-Pyridinedicarboxylic acid anhydride, camphorsanhydride, 3,3 ', 4,4'-
Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, 1 ,2,4-Benzoyltricarbonsäureanhydridchlorid. Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (III) sind Bernsteinsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid. Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 1, 2,4-benzoyltricarboxylic anhydride chloride. Preferred compounds of the general formula (III) are succinic anhydride, glutaric anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride and itaconic anhydride.
Zyklische Anhydride im Sinne der Erfindung umfassen ebenfalls Gemische von zwei oder mehreren zyklischen Anhydride der allgemeinen Formel (III) in beliebiger Zusammensetzung. Cyclic anhydrides according to the invention also comprise mixtures of two or more cyclic anhydrides of the general formula (III) in any desired composition.
Erfindungsgemäß einsetzbar sind monomere Aldehyde der allgemeinen Formel (IV) und/oder deren Aldehydäquivalente der allgemeinen Formel (V) und (VI), Use can be made according to the invention of monomeric aldehydes of the general formula (IV) and / or their aldehyde equivalents of the general formula (V) and (VI)
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(IV) (V) (VI) wobei R1 die oben angegebene Bedeutung besitzt, c für 1 oder 2 steht, y für eine ganze Zahl > 1 steht und Z für Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Cl- bis C20-Alkyl- oder -Acyl-Rest steht. Im Zusammenhang mit Verbindungen der allgemeinen Formel (IV) dient das Adjektiv„monomer" lediglich zur Unterscheidung von zyklisierten oder polymeri- sierten Aldehyden (allgemeine Formeln (V) und (VII)) und trifft keine Aussage über die Konstitution des Restes R1. Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (IV) sind die monomeren Aldehyde Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd sowie deren höhere Homologe, Acrolein, Crotonaldehyd sowie deren höhere Homologe, Methacrolein, Furfural, Tri- fluoracetaldehyd, Trichloracetaldehyd. Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel IV sind Formaldehyd, Acetaldehyd, Acrolein, Crotonaldehyd, Methacrolein, Furfural, besonders bevorzugt ist Formaldehyd. (IV) (V) (VI) wherein R 1 has the meaning given above, c is 1 or 2, y is an integer> 1 and Z is hydrogen, a linear or branched, saturated or unsaturated C 1 to C 20 alkyl or acyl radical , In connection with compounds of the general formula (IV), the adjective "monomeric" merely serves to distinguish between cyclized or polymerized aldehydes (general formulas (V) and (VII)) and makes no statement about the constitution of the radical R 1 for compounds of the general formula (IV), the monomeric aldehydes are formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde and their higher homologs, acrolein, crotonaldehyde and their higher homologs, methacrolein, furfural, trifluoroacetaldehyde, trichloroacetaldehyde Preferred compounds of the general formula IV are formaldehyde , Acetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, methacrolein, furfural, particularly preferred is formaldehyde.
Beispiele für aldehydäquivalente Verbindungen der allgemeinen Formel (V) sind 1,3,5-Trioxan, 1,3,5,7-Tetraoxan, Paraldehyd (Acetaldehyd-Trimer). Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (V) sind 1,3,5-Trioxan und 1,3,5,7-Tetraoxan, besonders bevorzugt ist 1,3,5-Trioxan. Aldehydäquivalente Verbindungen der allgemeinen Formel (V) sind zyklische Trimere oder Tet- ramere von Verbindungen der allgemeinen Formel (IV). Eine Verbindung der Formel (V) mit c = 1 wird daher als dreifacher Aldehyd (also entsprechend drei monomeren Aldehyd-Einheiten), eine Verbindung der Formel (V) mit c = 2 als vierfacher Aldehyd (entsprechend vier monomeren Aldehyd-Einheiten) betrachtet. Beispiele für aldehydäquivalente Verbindungen der allgemeinen Formel (VI) sind Formaldehyd- Hydrat (R1 = H, Z = H, y = 1, z.B. wässrige Formaldehyd-Lösung), Paraformaldehyd (R1 = H, Z = H oder Me, typischerweise y = 8 bis 100) oder Polyoxymethylen (R1 = H, typischerweise Z = - COCH3, H, -C2H4-OH und y > 100). Eine bevorzugte Verbindung der allgemeinen Formel (VI ) ist Paraformaldehyd. Aldehydäquivalente Verbindungen der Formel (VI) sind Hydrate, Oligomere oder Polymere von Verbindungen der Formel IV. Eine Verbindung der Formel (VI) mit einer durchschnittlichen Anzahl von y Wiederholungseinheiten wird daher als y-facher Aldehyd (also entsprechend y monomeren Aldehyd-Einheiten) betrachtet. Examples of aldehyde-equivalent compounds of the general formula (V) are 1,3,5-trioxane, 1,3,5,7-tetraoxane, paraldehyde (acetaldehyde trimer). Preferred compounds of the general formula (V) are 1,3,5-trioxane and 1,3,5,7-tetraoxane, more preferably 1,3,5-trioxane. Aldehyde-equivalent compounds of the general formula (V) are cyclic trimers or tetamers of compounds of the general formula (IV). A compound of formula (V) with c = 1 is therefore considered to be a triple aldehyde (ie corresponding to three monomeric aldehyde units), a compound of formula (V) where c = 2 is a quadruple aldehyde (corresponding to four monomeric aldehyde units). Examples of aldehyde-equivalent compounds of the general formula (VI) are formaldehyde hydrate (R 1 = H, Z = H, y = 1, eg aqueous formaldehyde solution), paraformaldehyde (R 1 = H, Z = H or Me, typically y = 8 to 100) or polyoxymethylene (R 1 = H, typically Z = - COCH 3, H, -C 2 H 4 -OH and y> 100). A preferred compound of general formula (VI) is paraformaldehyde. Aldehyde-equivalent compounds of the formula (VI) are hydrates, oligomers or polymers of compounds of the formula IV. A compound of the formula (VI) having an average number of repeating units is therefore considered as a y-fold aldehyde (ie corresponding to monomeric aldehyde units) ,
Neben monomeren Aldehyden und deren Aldehydäquivalenten der allgemeinen Formel (IV), (V), (VI) umfassen Aldehyde im Sinne der Erfindung ebenfalls aldehydäquivalente Verbindungen der allgemeinen Formel (VII),
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wobei R1 und R' die oben angegebene Bedeutung haben, verschiedene R' sich innerhalb einer Verbindung der Formel (VII) unterscheiden können und d für eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht.
In addition to monomeric aldehydes and their aldehyde equivalents of the general formula (IV), (V), (VI), aldehydes in the context of the invention also include aldehyde-equivalent compounds of the general formula (VII),
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wherein R 1 and R 'have the abovementioned meaning, different R' can differ within a compound of formula (VII) and d is an integer from 1 to 3.
Beispiele für Verbindungen der Formel (VII) sind 1,3-Dioxolan, 4-Methyl-l,3-Dioxolan, 4,5- Dimethyl-l,3-Dioxolan, 1,3-Dioxan, 5-Methyl-l,3-Dioxan, 5,5-Dimethyl-l,3-Dioxan, 4,6- Dimethyl-l,3-Dioxan, 1,3-Dioxepan. Bevorzugte Verbindungen der Formel (VII) sind 1,3- Dioxolan und 1,3-Dioxepan. Examples of compounds of formula (VII) are 1,3-dioxolane, 4-methyl-l, 3-dioxolane, 4,5-dimethyl-l, 3-dioxolane, 1,3-dioxane, 5-methyl-l, 3 Dioxane, 5,5-dimethyl-1,3-dioxane, 4,6-dimethyl-1,3-dioxane, 1,3-dioxepane. Preferred compounds of formula (VII) are 1,3-dioxolane and 1,3-dioxepane.
Verbindungen der Formel (VII) enthalten eine monomere Aldehyd-Einheit CHR'-O neben einem Alkylenoxid-Äquivalent (CR'2)d+iO und werden als Oxyalkylen-Acetal- Gruppe -[(CR'2)d+iO]CHR10- in die erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester eingebaut. Compounds of formula (VII) contain a monomeric aldehyde moiety CHR'-O adjacent to an alkylene oxide equivalent (CR'2) d + 10 and are referred to as oxyalkylene-acetal group - [(CR'2) d + iO] CHR 1 0- built into the polyacetal polyesters of the invention.
Monomere Aldehyde oder deren Aldehydäquivalente im Sinne der Erfindung umfassen ebenfalls Gemische von zwei oder mehreren Aldehyden und/oder deren Aldehydäquivalenten der allgemeinen Formeln (IV), (V), (VI) und/oder (VII) in beliebiger Zusammensetzung, wobei Mischungen von Aldehyden und/oder deren Aldehydäquivalente der allgemeinen Formel (IV), (V) und/oder (VI) bevorzugt sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung der Terminus„Aldehyd" summarisch sowohl für monomere Aldehyde als auch für deren Aldehydäquivalente verwendet. Monomeric aldehydes or their aldehyde equivalents within the meaning of the invention also comprise mixtures of two or more aldehydes and / or their aldehyde equivalents of the general formulas (IV), (V), (VI) and / or (VII) in any desired composition, mixtures of aldehydes and / or their aldehyde equivalents of the general formula (IV), (V) and / or (VI) are preferred. In the context of the present invention, for reasons of linguistic simplification, the term "aldehyde" is used in summary both for monomeric aldehydes and for their aldehyde equivalents.
Offenkettige Monoanhydride im Sinne der Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen FormelOpen-chain monoanhydrides in the context of the invention are compounds of the general formula
(VIII), o o (VIII), o
R' (VIII) wobei R die oben angegebene Bedeutung besitzt und sich verschiedene R innerhalb einer Verbindung der Formel (VIII) unterscheiden können und verschiedene R3 innerhalb einer Verbindung der Formel (VIII) nicht direkt miteinander verknüpft sind. R '(VIII) where R has the meaning given above and different R within a compound of formula (VIII) may differ and different R 3 are not directly linked within a compound of formula (VIII).
Beispiele für offenkettige Monoanhydride der allgemeinen Formel (VIII) sind Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid, Buttersäureanhydrid, Valeriansäureanhydrid, Isovalerinasäureanhydrid sowie deren verzweigte und/oder höhere Homologe, Anhydride von gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten C8 bis C20 Fettsäuren, wie z.B. Pelargonsäureanhydrid, Caprinsäureanhyd- rid, Laurinsäureanhydrid, Myristinsäureanhydrid, Palmitinsäureanhydrid, Margarinsäureanhydrid, Stearinsäureanhydrid, Arachinsäureanhydrid, Undecylensäureanhydrid, Palmitoleinsäureanhydrid, Petroselinsäureanhydrid, Ölsäureanhydrid, Elaidinsäureanhydrid, Vaccensäureanhydrid, Cadoleinsäureanhydrid, Icosensäureanhydrid, Linolsäureanhydrid, a-Linolensäureanhydrid, Calendualsäureanhydrid, Arachidonsäureanhydrid, aromatische Anhydride wie z.B. Benzoesäureanhydrid oder substituierte Benzoesäureanhydride, α,β-ungesättigte Anhydride wie z.B. Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäureanhydrid, Crotonsäureanhydrid oder 2-Ethyl-3- Propylacrylsäureanhydrid und deren höhere linearen oder verzweigten Homologe. Bevorzugte of- fenkettige Monoanhydride der Formel (VIII) sind Essigsäureanhydrid, Benzoesäureanhydrid, Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäureanhydrid, Crotonsäureanhydrid, besonders bevorzugt sind Essigsäureanhydrid, Benzoesäureanhydrid und Methacrylsäureanhydrid. Examples of open-chain monoanhydrides of the general formula (VIII) are acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, isovalerinic anhydride and their branched and / or higher homologs, anhydrides of saturated or mono- or polyunsaturated C 8 to C 20 fatty acids, such as pelargonic anhydride, capric anhydride , Lauric anhydride, myristic anhydride, palmitic anhydride, margaric anhydride, Stearic anhydride, Arachinsäureanhydrid, Undecylensäureanhydrid, Palmitoleinsäureanhydrid, Petroselinsäureanhydrid, oleic anhydride, Elaidinsäureanhydrid, Vaccensäureanhydrid, Cadoleinsäureanhydrid, Icosensäureanhydrid, linoleic, a-Linolensäureanhydrid, Calendualsäureanhydrid, Arachidonsäureanhydrid, aromatic anhydrides such as benzoic, or substituted benzoic anhydrides, α, β-unsaturated anhydrides such as acrylic anhydride, methacrylic , Crotonsäureanhydrid or 2-ethyl-3-propylacrylic anhydride and their higher linear or branched homologues. Preferred open-chain monoanhydrides of the formula (VIII) are acetic anhydride, benzoic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride, crotonic anhydride, particular preference is given to acetic anhydride, benzoic anhydride and methacrylic anhydride.
Zusätzlich zu offenkettigen Monoanhydriden der allgemeinen Formel (VIII) können ebenfalls Verbindungen der allgemeinen Formel IX In addition to open-chain monoanhydrides of the general formula (VIII), compounds of the general formula IX
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eingesetzt werden, wobei R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung besitzen, k für eine ganze Zahl > 1 steht, und sich verschiedene R3 innerhalb einer Verbindung der Formel IX unterscheiden können und verschiedene R3 innerhalb einer Verbindung der Formel IX nicht direkt miteinander verknüpft sind.
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can be used, wherein R 2 and R 3 have the meaning given above, k is an integer> 1, and different R 3 can differ within a compound of formula IX and different R 3 within a compound of formula IX are not directly with each other are linked.
Verbindungen der allgemeinen Formel IX können aus der Reaktion von offenkettigen Monoanhydriden der Formel (VIII) mit zyklischen Anhydriden der Formel (II) hervorgehen und sich anteilig im Reaktionsgemisch bilden oder separat hergestellt und in der Copolymerisation mit Aldehyden und zyklischen Anhydriden eingesetzt werden. Compounds of the general formula IX can be obtained from the reaction of open-chain monoanhydrides of the formula (VIII) with cyclic anhydrides of the formula (II) and be formed proportionally in the reaction mixture or prepared separately and used in the copolymerization with aldehydes and cyclic anhydrides.
Offenkettige Monoanhydride im Sinne der Erfindung umfassen ebenfalls Gemische von zwei oder mehreren offenkettigen Monoanhydriden der allgemeinen Formeln VIII und/oder IX in beliebiger Zusammensetzung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich auch in Gegenwart eines weiteren Comono- mers durchgeführt werden. Als weitere Comonomere können beispielsweise alle sauerstoffhaltigen zyklischen Verbindungen, insbesondere zyklische Ether, wie z.B. Epoxide, Oxetan, THF, Dioxan zum Einsatz kommen. Open-chain monoanhydrides according to the invention also comprise mixtures of two or more open-chain monoanhydrides of the general formulas VIII and / or IX in any desired composition. In principle, the process according to the invention can also be carried out in the presence of a further comonomer. As further comonomers, for example, all oxygen-containing cyclic compounds, in particular cyclic ethers, such as e.g. Epoxies, oxetane, THF, dioxane are used.
Ein Katalysator im Sinne der Erfindung ist eine Verbindung oder eine Kombination aus zwei oder mehreren Verbindungen, die nicht identisch mit den eingesetzten Aldehyden/oder Anhydriden sind, und deren Anwesenheit im Reaktionsgemisch dazu führt, dass aus der Reaktion zwischen Aldehyd und zyklischem Anhydrid in Gegenwart eines offenkettigen Monoanhydrids erfindungsgemäße Polyacetal-Polyestern hervorgehen. Beispiele für Katalysatoren im Sinne der Erfindung sind Bronsted- Säuren, wie z.B. Trifluormethansulfonsäure oder Perchlorsäure und/oder Lewis-Säuren, wie z.B. Metall-Triflate. Die Copolymerisation kann in Gegenwart oder Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Als Lösungsmittel eignen sich aprotische organische Lösungsmittel wie beispielsweise lineare oder verzweigte Alkane oder Alkan-Gemische, Toluol, die verschiedenen Xylol-Isomere oder Gemische derselben, Mesitylen, ein oder mehrfach halogenierte Aromaten oder Alkane wie z.B. Chlorbenzol, die verschiedenen Dichlorbenzol-Isomere, Dichlormethan, Chloroform oder die verschiedenen Di-, Tri- und Tetrachlorethan-Isomere, offenkettige oder zyklische Ether wie z.B.A catalyst in the context of the invention is a compound or a combination of two or more compounds which are not identical to the aldehydes / or anhydrides used, and whose presence in the reaction mixture results in that from the reaction between aldehyde and cyclic anhydride in the presence of an open-chain monoanhydride according to the invention polyacetal polyesters emerge. Examples of catalysts in the context of the invention are Bronsted acids, such as trifluoromethanesulfonic acid or perchloric acid and / or Lewis acids, such as metal triflates. The copolymerization can be carried out in the presence or absence of a solvent. Suitable solvents are aprotic organic solvents such as, for example, linear or branched alkanes or alkane mixtures, toluene, the various xylene isomers or mixtures thereof, mesitylene, one or more halogenated aromatics or alkanes such as chlorobenzene, the various dichlorobenzene isomers, dichloromethane, Chloroform or the various di-, tri- and tetrachloroethane isomers, open-chain or cyclic ethers such as
Tetrahydrofuran (THF) oder Methyl-tert-butylether (MTBE), offenkettige oder zyklische Ester wie z.B. Essigsäureethylester, Essigsäurepropylester oder Essigsäurebutylester, 1,4-Dioxan, Acetonitril, N,N-Dimethylformamid (DMF), N,N-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid (DMSO), zyklische Carbonate, z.B. Ethylencarbonat oder Propylencarbonat, N-Methylpyrrolidon (NMP), Sulfolan, Tetramethylharnstoff, N,N'-Dimethylethylenharnstoff oder Mischungen derselben untereinander in beliebiger Zusammensetzung. Auch der Einsatz von flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid als Lösungsmittel in Reinsubstanz oder als Gemisch mit einem der oben genannten Lösungsmittel ist möglich. Bevorzugte Lösungsmittel sind lineare oder verzweigte Alkane oder Alkan-Gemische, Toluol, die verschiedenen Xylol-Isomere oder Gemische derselben, Mesitylen, ein- oder mehrfach chlorierte Aromaten oder Alkane z.B. Chlorbenzol, die verschiedenen Dichlorbenzol-Isomere, Dichlormethan, Chloroform oder die verschiedenen Di-, Tri- und Tetrachlorethan-Isomere, offenkettige Ester wie z.B. Essigsäureethylester, Essigsäurepropylester oder Essigsäurebutylester, zyklische Carbonate, z.B. Ethylencarbonat oder Propylencarbonat, N-Methylpyrrolidon (ΝΜΡ), Sulfolan, Tetramethylharnstoff, N,N'-Dimethylethylenharnstoff oder Mischungen derselben unter- einander und/oder mit anderen Lösungsmitteln, sowie flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid.Tetrahydrofuran (THF) or methyl tert-butyl ether (MTBE), open-chain or cyclic esters, e.g. Ethyl acetate, propyl acetate or butyl acetate, 1,4-dioxane, acetonitrile, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide (DMSO), cyclic carbonates, e.g. Ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone (NMP), sulfolane, tetramethylurea, N, N'-dimethylethyleneurea or mixtures thereof with each other in any composition. The use of liquid or supercritical carbon dioxide as a solvent in pure substance or as a mixture with one of the abovementioned solvents is also possible. Preferred solvents are linear or branched alkanes or alkane mixtures, toluene, the various xylene isomers or mixtures thereof, mesitylene, mono- or polychlorinated aromatics or alkanes, e.g. Chlorobenzene, the various dichlorobenzene isomers, dichloromethane, chloroform or the various di-, tri- and tetrachloroethane isomers, open-chain esters such as e.g. Ethyl acetate, propyl acetate or butyl acetate, cyclic carbonates, e.g. Ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone (ΝΜΡ), sulfolane, tetramethylurea, N, N'-dimethylethyleneurea or mixtures thereof with each other and / or with other solvents, as well as liquid or supercritical carbon dioxide.
Bevorzugt ist ebenfalls die Reaktion in Abwesenheit von Lösungsmitteln. Besonders bevorzugt sind Dichlormethan sowie die Abwesenheit von Lösungsmitteln. Also preferred is the reaction in the absence of solvents. Particularly preferred are dichloromethane and the absence of solvents.
Die Copolymerisation kann im Batch- Verfahren, im Semi-Batch- Verfahren oder im kontinuierlichen Verfahren durchgeführt werden. Die Copolymerisation findet statt, wenn sich die Komponenten Aldehyd, zyklisches Anhydrid und Katalysator, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels, bei einer Temperatur, die zur Initierung der Copolymerisation ausreicht, miteinander in Kontakt befinden. Die Copolymerisationsreaktion wird zumindest zeitweise in Gegenwart eines offenkettigen Monoanhydrids durchgeführt. The copolymerization can be carried out in a batch process, in a semi-batch process or in a continuous process. The copolymerization takes place when the components aldehyde, cyclic anhydride and catalyst, optionally in the presence of a solvent, are in contact with each other at a temperature sufficient to initiate the copolymerization. The copolymerization reaction is carried out at least temporarily in the presence of an open-chain monoanhydride.
Unabhängig von der Verfahrensweise ist es empfehlenswert, wenn Aldehyd und Katalysator nicht in Abwesenheit eines zyklischen Anhydrids bei einer Temperatur, die ausreicht, um eine Homopo- lymerisation des Aldehyds zu initiieren, miteinander in Kontakt gebracht werden. Andernfalls „ Regardless of the procedure, it is advisable that the aldehyde and catalyst are not contacted in the absence of a cyclic anhydride at a temperature sufficient to initiate homopolymerization of the aldehyde. Otherwise "
- 12 - besteht die Möglichkeit, dass Aldehyd-Homopolymere gebildet werden, die gegebenenfalls von den Polyacetal-Polyestern abgetrennt werden müssen, und dass der so umgesetzte Aldehyd nicht mehr für die Copolymerisation mit zyklischen Anhydriden in Anwesenheit eines offenkettigen Monoanhydrids zur Verfügung steht. Weiterhin ist es empfehlenswert, wenn Aldehyd, Katalysator und offenkettiges Monoanhydrid nicht in Abwesenheit eines zyklischen Anhydrids bei einer Temperatur, die ausreicht, um eine Reaktion des offenkettigen Monoanhydrids mit Aldehyd zu initiieren, miteinander in Kontakt gebracht werden. Andernfalls besteht die Möglichkeit, dass verstärkt Mono-, Di-, Tri-, oder Po- lyoxymethylen-Diacetate gebildet werden, welche keine aus dem zyklischen Anhydrid stammenden Diester-Einheiten enthalten, und somit keine erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester sind. Obwohl die Anwesenheit von Mono-, Di-, Tri-, oder Polyoxymethylen-Diacetaten in den erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyestern nicht explizit ausgeschlossen wird, führt eine verstärkte Bildung dieser Verbindungen zu einer Reduktion des durchschnittlichen Molekulargewichts und zu einer Verschlechterung der Produkteigenschaften. Geeignete Reaktionstemperaturen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester liegen typischerweise in einem Bereich von -78 bis 250 °C, bevorzugt von -20 bis 120 °C und besonders bevorzugt von 0 bis 100 °C. Bei der Wahl der Reaktionstemperatur sind Art und Siedepunkt des Lösungsmittels, des Aldehyds, des zyklischen Anhydrids, des offenkettigen Monoanhydrids und des Katalysators zu berücksichtigen. Bei einer Reaktionstemperatur oberhalb des Siedepunktes einer oder mehrerer dieser Komponenten ist es empfehlenswert, die Copolymerisation unter Rückfluss oder in einem geschlossenen System (beispielsweise einem Autoklaven) durchzuführen, um den anteiligen oder vollständigen Verlust einer oder mehrerer dieser Komponenten durch Verdampfung zu vermeiden. Weiterhin ist bei der Wahl der Reaktionstemperatur die Art des Katalysators zu berücksichtigen. Die Temperatur muss so gewählt werden, dass der Kataly- sator eine ausreichende Aktivität für die Copolymerisationsreaktion aufweist. Die Copolymerisation sollte weiterhin bei Temperaturen durchgeführt werden, die unterhalb der Zersetzungstemperatur der herzustellenden Polyacetal-Polyester liegen. Die Zersetzungstemperatur kann mittels Thermogravimetrischer Analyse (TGA) ermittelt werden, wie in der Beschreibung der Methoden erläutert. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend beschrieben. Sie können beliebig miteinander kombiniert werden, sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.  There is the possibility that aldehyde homopolymers may be formed, which may need to be separated from the polyacetal polyesters, and that the aldehyde so reacted is no longer available for copolymerization with cyclic anhydrides in the presence of an open-chain monoanhydride. Furthermore, it is advisable that aldehyde, catalyst and open chain monoanhydride are not contacted in the absence of a cyclic anhydride at a temperature sufficient to initiate a reaction of the open chain monoanhydride with aldehyde. Otherwise, there is the possibility that reinforced mono-, di-, tri- or polyoxymethylene-diacetates are formed which do not contain any diester units derived from the cyclic anhydride, and thus are not polyacetal polyesters according to the invention. Although the presence of mono-, di-, tri-, or polyoxymethylene diacetates is not explicitly excluded in the polyacetal polyesters of this invention, increased formation of these compounds results in a reduction of the average molecular weight and a deterioration in product properties. Suitable reaction temperatures for the preparation of the polyacetal polyesters according to the invention are typically in a range from -78 to 250 ° C, preferably from -20 to 120 ° C and more preferably from 0 to 100 ° C. When choosing the reaction temperature, the type and boiling point of the solvent, the aldehyde, the cyclic anhydride, the open-chain monoanhydride and the catalyst must be taken into account. At a reaction temperature above the boiling point of one or more of these components, it is advisable to carry out the copolymerization under reflux or in a closed system (for example an autoclave) in order to avoid the partial or complete loss of one or more of these components by evaporation. Furthermore, the type of catalyst to be considered in the choice of the reaction temperature. The temperature must be chosen so that the catalyst has sufficient activity for the copolymerization reaction. The copolymerization should continue to be carried out at temperatures which are below the decomposition temperature of the polyacetal polyester to be produced. The decomposition temperature can be determined by means of thermogravimetric analysis (TGA), as explained in the description of the methods. Embodiments of the method according to the invention are described below. They can be combined with each other as long as the opposite does not result from the context.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Katalysator eine Bronsted- Säure oder eine Lewis-Säure. Bronsted-Säuren im Sinne der Erfindung sind Protonensäuren, die in der Lage sind, ein oder mehrere Protonen reversibel abzuspalten und intermediär oder langfristig an Reaktionspartner mit freien Elektronenpaaren zu übertragen. Beispiele für Bronsted-saure Katalysatoren sind anorganische Bronsted-Säuren wie z.B. Perchlorsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Fluorwasserstoff bzw. Flusssäure, Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure, Bromwasserstoff bzw. Bromwasserstoffsäure, Iodwasserstoff bzw. Iodwasserstoffsäure, Hexafluorantimonsäure, Tetrafluorborsäure, oder organische Bronsted-Säuren, wie z.B. Carbonsäuren wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder höhere Homologe, Trifluoressigsäure, Trichloressigsäure, oder Sulfonsäuren, wie beispielsweise Trifluormethansulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäure. Die Bronsted-Säuren werden bevorzugt in Reinform oder als konzentrierte wässrige Lösung eingesetzt. Abhängig von den verfügbaren Darreichungsformen der jeweiligen Bronsted-Säure ist jedoch auch der Einsatz im Gemisch mit anderen Lösungsmitteln oder in anderen Verdünnungsstufen, sowie die Anwesenheit weiterer Substanzen im Gemisch mit der Bronsted-Säure nicht ausgeschlossen. Bronsted-Säuren im Sinne der Erfindung bezeichnen ebenfalls Gemische aus zwei oder mehreren Bronsted-Säuren in beliebiger Zusammensetzung. In one embodiment of the process according to the invention, the catalyst is a Bronsted acid or a Lewis acid. Bronsted acids in the sense of the invention are protic acids which are able to reversibly cleave off one or more protons and to transfer them intermediately or in the long term to reaction partners with lone pairs of electrons. Examples of Bronsted acid catalysts are Bronsted inorganic acids such as perchloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrogen fluoride or hydrofluoric acid, hydrogen chloride or hydrochloric acid, hydrobromic or hydrobromic acid, hydrogen iodide or hydriodic acid, hexafluoroantimonic acid, tetrafluoroboric acid, or organic Bronsted acids, such as for example, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or higher homologs, trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, or sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid. The Bronsted acids are preferably used in pure form or as a concentrated aqueous solution. However, depending on the available forms of administration of the respective Bronsted acid, use in admixture with other solvents or in other dilution stages, as well as the presence of further substances mixed with the Bronsted acid, are not excluded. Bronsted acids within the meaning of the invention also refer to mixtures of two or more Bronsted acids in any desired composition.
Bevorzugte Bronsted-Säuren sind starke Bronsted-Säuren mit einem pKa < -2,8. Beispiele für starke Bronsted-Säuren sind Trifluormethansulfonsäure (pKa = -12), Iodwasserstoff bzw. Iodwasserstoffsäure (pKa = -9,3), Bromwasserstoff bzw. Bromwasserstoff-Säure (pKa = -8,7), Perchlorsäure (pKa = -8), Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure (pKa = -6,3), Schwefelsäure (pKa = -3 in der ersten Dissoziationsstufe). Bevorzugte starke Bronsted-Säuren sind Trifluormethansulfonsäure und Perchlorsäure. Preferred Bronsted acids are strong Bronsted acids with a pK a <2.8. Examples of strong Bronsted acids are trifluoromethanesulfonic acid (pKa = -12), hydrogen iodide or hydriodic acid (pKa = -9.3), hydrogen bromide or hydrobromic acid (pKa = -8.7), perchloric acid (pKa = -8) , Hydrochloric acid or hydrochloric acid (pKa = -6.3), sulfuric acid (pKa = -3 in the first dissociation stage). Preferred strong Bronsted acids are trifluoromethanesulfonic acid and perchloric acid.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die starke Bronsted-Säure keine stark oxidierende bzw. zersetzende Bronsted- Säure ist, wie beispielsweise Salpetersäure. It is further preferred if the strong Bronsted acid is not a strongly oxidizing or decomposing Bronsted acid, such as nitric acid.
Lewis-Säuren im Sinne der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass sie mindestens ein unter Reaktionsbedingungen zumindest zeitweise koordinativ ungesättigtes Metallatom ausgewählt aus der Gruppe Scandium, Yttrium, Lanthan, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Tallium, Zinn, Blei, Antimon, Bismuth oder der Reihe der Lanthanoide enthalten. Folglich kann der Lewis-saure Katalysator ein freies oder ein komplexiertes Metallion sein. Lewis acids within the meaning of the invention are characterized in that they contain at least one metal atom coordinatively unsaturated under reaction conditions selected from the group of scandium, yttrium, lanthanum, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, rhenium , Iron, ruthenium, osmium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, zinc, boron, aluminum, gallium, indium, tallium, tin, lead, antimony, bismuth or the series of lanthanides , Thus, the Lewis acidic catalyst can be a free or a complexed metal ion.
An das koordinativ ungesättigte Lewis-saure Zentrum können nukleophile Bindungspartner binden. Das koordinativ ungesättigte Lewis-saure Zentrum kann bereits in der als Katalysator eingesetzten Verbindung vorhanden sein oder bildet sich in der Reaktionsmischung, zum Beispiel durch Abspaltung eines schwach gebundenen nukleophilen Bindungspartners, der nach Abspaltung aus dem Λ Nucleophilic binding partners can bind to the coordinatively unsaturated Lewis acid center. The coordinatively unsaturated Lewis acidic center may already be present in the compound used as a catalyst or forms in the reaction mixture, for example by cleavage of a weakly bound nucleophilic binding partner, after cleavage from the Λ
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Lewis-sauren Katalysator eine stabile elektronisch neutrale oder negativ geladene Verbindung ausbilden kann. Beispiele für schwach gebundene nukleophile Bindungspartner, die nach Abspaltung aus dem Lewis-sauren Katalysator eine stabile elektronisch neutrale oder negative geladene Verbindung ausbilden können, sind Halogenide wie zum Beispiel Fluorid, Chlorid, Bromid oder Iodid, Cyanid, Cyanat, Isocyanat, Azid, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff, oder organische Verbindungen, die entweder Stickstoff-, Sauerstoff-, Phosphor- oder Schwefel-Atome und/oder isolierte oder konjugierte Doppelbindungssysteme enthalten, mit denen sie Bindungen zum Metallatom ausbilden können. Beispiele hierfür sind organische Nitrile wie zum Beispiel Acetonitril, Ether wie zum Beispiel Tetrahydrofuran oder Diethylether, Thioether wie zum Beispiel Dimethyl- sulfid, Alkene wie zum Beispiel Ethen, Cyclooctaen oder Cyclooctadien, lineare oder verzweigte gesättigte oder ein- oder mehrfach ungesättigte Cl- bis C20-Alkoholate, lineare oder verzweigte gesättigte oder ein- oder mehrfach ungesättigte, gegebenenfalls fluorierte Cl - bis C20-Carboxylate, lineare oder verzweigte gesättigte oder ein- oder mehrfach ungesättigte, gegebenenfalls fluorierte Cl- bis C20-Sulfonate, primäre, sekundäre oder teriäre Cl- bis C20-Amine, N-Alkyl- oder N- Arylalkylidenamine, N-Alkyl- oder N-Arylbenzylidenamine, Trialkylphosphine, Triarylphosphine oder gemischte Alkylarylphosphine, Trialkylphosphite, Triarylphosphite oder gemischte Alkyla- rylphosphite, Trialkylphosphinoxide, Triarylphosphinoxide oder gemischte Alkylarylphosphinoxide, unsubstituierte oder ein- oder mehrfach substituierte Acetylacetonate, unsubstituierte oder ein- oder mehrfach substituierte l,3-Arylpropan-l,3-dionate, unsubstituierte oder ein- oder mehrfach substituierte Cyclopentadienyl-Anionen, unsubstituierte oder ein- oder mehrfach substituierte Benzol-Derivate. Lewis acidic catalyst can form a stable electronically neutral or negatively charged compound. Examples of weakly bound nucleophilic binding partners which can form a stable electronically neutral or negative charged compound after cleavage from the Lewis acid catalyst are halides such as fluoride, chloride, bromide or iodide, cyanide, cyanate, isocyanate, azide, carbon monoxide, Carbon dioxide, nitrogen, or organic compounds containing either nitrogen, oxygen, phosphorus or sulfur atoms and / or isolated or conjugated double bond systems with which they can form bonds to the metal atom. Examples of these are organic nitriles such as acetonitrile, ethers such as tetrahydrofuran or diethyl ether, thioethers such as dimethyl sulfide, alkenes such as ethene, cyclooctaene or cyclooctadiene, linear or branched saturated or mono- or polyunsaturated Cl to C20 -Alcoholates, linear or branched saturated or mono- or polyunsaturated, optionally fluorinated C 1 - to C 20 -carboxylates, linear or branched saturated or mono- or polyunsaturated, optionally fluorinated C 1 - to C 20 -sulfonates, primary, secondary or tertiary Cl- to C 20 -amines, N-alkyl- or N-arylalkylideneamines, N-alkyl- or N-arylbenzylideneamines, trialkylphosphines, triarylphosphines or mixed alkylarylphosphines, trialkylphosphites, triarylphosphites or mixed alkylarylphosphites, trialkylphosphine oxides, triarylphosphine oxides or mixed alkylarylphosphine oxides, unsubstituted or or multiply substituted Ace tylacetonate, unsubstituted or mono- or polysubstituted, l, 3-arylpropan-l, 3-dionates, unsubstituted or mono- or polysubstituted cyclopentadienyl anions, unsubstituted or mono- or polysubstituted benzene derivatives.
Als Bindungspartner, die nach Abspaltung aus dem Lewis-sauren Katalysator eine stabile elektronisch neutrale oder negative geladene Verbindung ausbilden können, sind auch Bindungspartner anzusehen, welche zusätzliche Stickstoff-, Sauerstoff-, Phosphor- und/oder Schwefel- Atome und/oder Doppelbindungen besitzen, mit denen sie an das Metall-Atom gebunden sind, und die nach Entfernen einer Bindung zum Metall-Atom über mindestens eine weitere Bindung an das Metall- Atom gebunden bleiben. Beispiele hierfür sind Bisphosphine wie zum Beispiel 1,2- Bis(diphenylphosphino)ethan, 1 ,3-Bis(diphenylphosphino)propan, 1 ,4-Bonding partners which can form a stable electronically neutral or negatively charged compound after cleavage from the Lewis acidic catalyst are also binding partners which have additional nitrogen, oxygen, phosphorus and / or sulfur atoms and / or double bonds. with which they are bound to the metal atom, and remain bound to the metal atom after removal of a bond to the metal atom via at least one further bond. Examples of these are bisphosphines such as 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1, 3-bis (diphenylphosphino) propane, 1, 4-
Bis(diphenylphosphino)butan, Diole wie zum Beispiel 1 ,2-Ethandiol, 1,2- oder 1,3-Propandiol, 2,3- Butandiol, Diamine wie zum Beispiel 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,2-Cyclohexylendiamin, 1,2- Diaminobenzol oder -toluol, oder Sälen- Verbindungen die durch Reaktion mit Aldehyden von Diaminen wie 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,2-Cyclohexylendiamin oder 1 ,2-Diaminobenzol abgeleitet sind, 1,5-Cyclooctadien oder 1,3,5,7-Cyclooctatetraen. Bis (diphenylphosphino) butane, diols such as 1, 2-ethanediol, 1,2- or 1,3-propanediol, 2,3-butanediol, diamines such as 1,2-ethylenediamine, 1,2-cyclohexylenediamine, 1 , 2-diaminobenzene or toluene, or salen compounds derived by reaction with aldehydes of diamines such as 1,2-ethylenediamine, 1,2-cyclohexylenediamine or 1,2-diaminobenzene, 1,5-cyclooctadiene or 1,3, 5.7-cyclooctatetraene.
Die Lewis-Säuren können in Reinform oder gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel eingesetzt werden. Lewis-Säuren im Sinne der Erfindung bezeichnen ebenfalls Gemische aus zwei oder mehreren Lewis-Säuren in beliebiger Zusammensetzung. Bevorzugt sind weiche Lewis-Säuren, die mindestens ein Metallatom ausgewählt aus der Reihe Scandium, Yttrium, Lanthan, Zirkonium, Hafnium, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Gallium, Indium, Tallium, Zinn, Antimon, Bismuth oder der Gruppe der Lanthanoide enthalten. Bevorzugte weiche Lewis-Säuren sind Verbindungen, die mindestens ein Metallatom enthalten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Scandium, Yttrium, Lanthan, Zink, Gallium, Zinn, Antimon, Bismuth oder einem Element der Reihe der Lanthanoide. The Lewis acids can be used in pure form or dissolved in a suitable solvent. Lewis acids within the meaning of the invention also refer to mixtures of two or more Lewis acids in any composition. Preference is given to soft Lewis acids which contain at least one metal atom selected from the series scandium, yttrium, lanthanum, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, rhenium, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, copper, silver , Gold, zinc, gallium, indium, tallium, tin, antimony, bismuth or the group of lanthanides. Preferred soft Lewis acids are compounds containing at least one metal atom selected from the group consisting of scandium, yttrium, lanthanum, zinc, gallium, tin, antimony, bismuth or an element of the lanthanide series.
Besonders bevorzugte weiche Lewis-Säuren sind Scandium-Triflat, Yttrium-Triflat, Lanthan- Triflat, Zinn-Triflat, Zinn-Trifluoracetat, Bismuth-Triflat, Bismut-Trifluoracetat. In einer speziellen Ausführungsform ist der Katalysator ein Gemisch aus einer oder mehreren Bronsted-Säuren und einer oder mehreren Lewis-Säuren. Particularly preferred soft Lewis acids are scandium triflate, yttrium triflate, lanthanum triflate, tin triflate, tin trifluoroacetate, bismuth triflate, bismuth trifluoroacetate. In a specific embodiment, the catalyst is a mixture of one or more Bronsted acids and one or more Lewis acids.
In einer Ausführungsform beträgt die Stoffmenge an eingesetztem Katalysator bezogen auf die Gesamtstoffmenge der eingesetzten Anhydride (zyklisches Anhydrid und offenkettiges Monoan- hydrid) 0,001 mol% bis 100 mol%, bevorzugt 0,01 mol% bis 10 mol%, besonders bevorzugt 0,1 mol % bis 10 mol % und ganz besonders bevorzugt 0,5 mol % bis 2 mol %. In one embodiment, the molar amount of catalyst used based on the total amount of the anhydrides used (cyclic anhydride and open-chain monoanhydride) from 0.001 mol% to 100 mol%, preferably 0.01 mol% to 10 mol%, particularly preferably 0.1 mol % to 10 mol% and most preferably 0.5 mol% to 2 mol%.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Aldehyd Formaldehyd, wobei der Begriff„Formaldehyd", sofern nicht besonders (z. B. als monomerer Formaldehyd) gekennzeichnet, sowohl monomeres Formaldehyd der allgemeinen Formel (IV) mit R1 = H als auch zyklische Formaldehyd- Oligomere der allgemeinen Formel (V) mit R1 = H sowie Formaldehyd- Hydrat oder Formaldehyd-0/zgowere und Formaldehyd- o/jwere der allgemeinen Formel (VI) mit R1 = H umfasst. In one embodiment of the process according to the invention, the aldehyde is formaldehyde, the term "formaldehyde", unless particularly (eg as monomeric formaldehyde) characterized, both monomeric formaldehyde of the general formula (IV) with R 1 = H and cyclic formaldehyde - Oligomers of the general formula (V) with R 1 = H and formaldehyde hydrate or formaldehyde-0 / zgowere and formaldehyde o / jwere the general formula (VI) with R 1 = H.
Formaldehyd kann im festen, flüssigen oder gasförmigen Zustand, ggf. als Mischung mit Inertgasen wie z.B. Stickstoff oder Argon oder als Mischung mit gasförmigem, überkritischem oder flüssigem Kohlendioxid, oder als Lösung eingesetzt werden. Bei Formaldehyd-Lösungen kann es sich um wässrige Formaldehyd-Lösungen mit einem Formaldehyd-Gehalt zwischen 1 Gew.-% und 37 Gew.-% handeln, die gegebenenfalls bis zu 15 Gew.-% Methanol als Stabilisator enthalten können. Alternativ können Lösungen von Formaldehyd in polaren organischen Lösungsmitteln wie z.B. Methanol oder höheren ein- oder mehrwertigen Alkoholen, 1,4-Dioxan, Acetonitril, N,N- Dimethylformamid (DMF), N,N-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid (DMSO), zyklischen Carbo- naten, z.B. Ethylencarbonat oder Propylencarbonat, N-Methylpyrrolidon (ΝΜΡ), Sulfolan, Tetramethylharnstoff, N,N'-Dimethylethylenharnstoff, in ein- oder mehrfach chlorierte Aromaten oder Alkanen, wie z.B. Chlorbenzol, den verschiedenen Dichlorbenzol-Isomere, Dichlormethan, Chloroform oder den verschiedenen Di-, Tri- und Tetrachlorethan-Isomeren oder in einem anderen der oben als für die Copolymerisationsreaktion geeignet aufgeführten Lösungsmittel, sowie in Mi- 1 r Formaldehyde can be used in the solid, liquid or gaseous state, optionally as a mixture with inert gases such as nitrogen or argon or as a mixture with gaseous, supercritical or liquid carbon dioxide, or as a solution. Formaldehyde solutions may be aqueous formaldehyde solutions having a formaldehyde content between 1% by weight and 37% by weight, which may optionally contain up to 15% by weight of methanol as stabilizer. Alternatively, solutions of formaldehyde in polar organic solvents such as methanol or higher monohydric or polyhydric alcohols, 1,4-dioxane, acetonitrile, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide (DMSO), cyclic carbo - Naten, for example, ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone (ΝΜΡ), sulfolane, tetramethylurea, N, N'-dimethylethyleneurea, in mono- or polychlorinated aromatics or alkanes, such as chlorobenzene, the various dichlorobenzene isomers, dichloromethane, chloroform or the various di-, tri- and tetrachloroethane isomers or in another of the solvents listed above as suitable for the copolymerization reaction, and in 1 r
- lo schungen derselben untereinander, mit Wasser und/oder anderen Lösungsmitteln eingesetzt werden. Die Anwesenheit weiterer Substanzen in Lösung ist ebenfalls mit eingeschlossen. Bevorzugt ist der Einsatz von Formaldehyd in Form von 1,3,5-Trioxan in chlorierten Lösungsmitteln wie beispielsweise Dichlormethan oder in Abwesenheit von Lösungsmitteln. Ebenfalls bevorzugt ist der Einsatz von Gemischen von monomerem Formaldehyd mit Argon, Stickstoff oder Kohlendioxid. - lo mixtures of the same with each other, be used with water and / or other solvents. The presence of other substances in solution is also included. Preference is given to the use of formaldehyde in the form of 1,3,5-trioxane in chlorinated solvents such as dichloromethane or in the absence of solvents. Also preferred is the use of mixtures of monomeric formaldehyde with argon, nitrogen or carbon dioxide.
Ebenfalls bevorzugt ist der Einsatz von Lösungen von Formaldehyd in aprotischen polaren organischen Lösungsmitteln wie z.B. 1,4-Dioxan, Acetonitril, N,N-Dimethylformamid (DMF), N,N- Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid (DMSO), zyklischen Carbonaten, z.B. Ethylencarbonat oder Propylencarbonat, N-Methylpyrrolidon (ΝΜΡ), Sulfolan, Tetramethylharnstoff, Ν,Ν'- Dimethylethylenharnstoff oder Mischungen derselben untereinander, und/oder anderen Lösungsmitteln. Also preferred is the use of solutions of formaldehyde in aprotic polar organic solvents, e.g. 1,4-dioxane, acetonitrile, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), cyclic carbonates, e.g. Ethylene carbonate or propylene carbonate, N-methylpyrrolidone (ΝΜΡ), sulfolane, tetramethylurea, Ν, Ν'-dimethylethyleneurea or mixtures thereof with one another, and / or other solvents.
Monomeres Formaldehyd kann auch in situ aus einer geeigneten Formaldehyd-Quelle generiert werden. Als Formaldehyd-Quelle können Substanzen zum Einsatz kommen, welche chemisch gebundenen Formaldehyd, üblicherweise in Form von Oxymethylen-Gruppen, enthalten, und die unter geeigneten Bedingungen in der Lage sind, Formaldehyd freizusetzen. Geeignete Bedingungen für die Freisetzung können z.B. erhöhte Temperaturen und/oder den Einsatz von Katalysatoren und/oder die Gegenwart von Säuren, Basen oder anderen Reagenzien, die zu der Freisetzung von monomerem Formaldehyd führen, beinhalten. Bevorzugte Formaldehyd-Quellen sind 1,3,5- Trioxan, Paraformaldehyd, hochmolekulares Polyoxymethylen (POM), Dimethylacetal, 1,3- Dioxolan, 1,3-Dioxan und/oder 1,3-Dioxepan, besonders bevorzugt sind 1,3,5-Trioxan und Paraformaldehyd. Monomeric formaldehyde can also be generated in situ from a suitable source of formaldehyde. As a source of formaldehyde, substances may be used which contain chemically bound formaldehyde, usually in the form of oxymethylene groups, and which are capable, under suitable conditions, of releasing formaldehyde. Suitable conditions for the release may be e.g. elevated temperatures and / or the use of catalysts and / or the presence of acids, bases or other reagents that lead to the release of monomeric formaldehyde include. Preferred formaldehyde sources are 1,3,5-trioxane, paraformaldehyde, high molecular weight polyoxymethylene (POM), dimethylacetal, 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane and / or 1,3-dioxepane, more preferably 1,3, 5-trioxane and paraformaldehyde.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Copolymerisation von Aldehyden mit zyklischen Anhydriden in Gegenwart eines Katalysators und eines offenkettigen Monoanhydrids weiterhin in Gegenwart eines weiteren Comonomers durchgeführt. Als weitere Comonomere eignen sich prin- zipiell alle sauerstoffhaltigen zyklischen Verbindungen, insbesondere zyklische Ether. Beispiele für zyklische Ether sind Epoxide wie z.B. Ethylenoxid, Propylenoxid oder Styroloxid, Oxetane, Tetra- hydrofuran, 1,4-Dioxan. Bevorzugte weitere Comonomere sind Epoxide und Oxetane, besonders bevorzugte weitere Comonomere sind Ethylenoxid und Propylenoxid. Die weiteren Comonomere werden unter Ringöffnung in die erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester eingebaut. Bei der Ver- wendung von zyklischen Ethern als weitere Comonomere können Polyacetal-Polyester der allgemeinen Formel (II) erhalten werden. In a further embodiment, the copolymerization of aldehydes with cyclic anhydrides in the presence of a catalyst and an open-chain monoanhydride is further carried out in the presence of a further comonomer. Suitable further comonomers are in principle all oxygen-containing cyclic compounds, in particular cyclic ethers. Examples of cyclic ethers are epoxides such as e.g. Ethylene oxide, propylene oxide or styrene oxide, oxetanes, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane. Preferred further comonomers are epoxides and oxetanes, particularly preferred other comonomers are ethylene oxide and propylene oxide. The other comonomers are incorporated with ring opening in the polyacetal polyesters according to the invention. When using cyclic ethers as further comonomers, polyacetal polyesters of the general formula (II) can be obtained.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Formaldehyd in Form von zyklischen oder offenkettigen Oligomeren oder Polymeren der allgemeinen Formel (V) oder (VI) eingesetzt, wobei R1 Wasserstoff ist. Bevorzugte zyklische Formaldehyd-Oligomere der allgemeinen Formel (V) sind 1,3,5-Trioxan und 1,3,5,7-Tetraoxan, bevorzugte offenkettige Oligomere oder Polymere der allge- - 17 - meinen Formel (VI) sind Paraformaldehyd und Polyoxymethylen, besonders bevorzugt sind 1,3,5- Trioxan und 1,3,5,7-Tetraoxan. In a preferred embodiment, formaldehyde is used in the form of cyclic or open-chain oligomers or polymers of the general formula (V) or (VI), where R 1 is hydrogen. Preferred cyclic formaldehyde oligomers of the general formula (V) are 1,3,5-trioxane and 1,3,5,7-tetraoxane, preferred open-chain oligomers or polymers of the general formula Paraformaldehyde and polyoxymethylene are particularly preferred in my formula (VI); 1,3,5-trioxane and 1,3,5,7-tetraoxane are particularly preferred.
Die zyklischen oder offenkettigen Formaldehyd-Oligomere oder -Polymere der allgemeinen Formel (V) oder (VI) können in Reinform oder gelöst oder suspendiert in einem geeigneten Lösungsmittel der oben genannten Auswahl eingesetzt werden. The cyclic or open-chain formaldehyde oligomers or polymers of the general formula (V) or (VI) can be used in pure form or dissolved or suspended in a suitable solvent of the abovementioned choice.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet der Aldehyd Verbindungen der allgemeinen Formel (VII), wobei R1 Wasserstoff ist. Die Verbindungen der allgemeinen Formel (VII) enthalten somit Oxymethylen-Gruppen und sind als Formaldehyd- Äquivalente anzusehen. Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (VII) sind 1,3- Dioxolan, 1,3-Dioxan und 1,3-Dioxepan. In a further embodiment of the process according to the invention, the aldehyde comprises compounds of the general formula (VII) where R 1 is hydrogen. The compounds of general formula (VII) thus contain oxymethylene groups and are to be regarded as formaldehyde equivalents. Preferred compounds of the general formula (VII) are 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane and 1,3-dioxepane.
In einer speziellen Ausführungsform ist der Aldehyd ein Gemisch aus einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel (V) und einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel (VII). Bevorzugt enthalten die Gemische Verbindungen der allgemeinen Formel (V) und der allgemeinen Formel (VII), in denen R1 für Wasserstoff steht. Besonders bevorzugt enthalten die Gemische 1,3,5-Trioxan und/oder 1,3,5,7-Tetraoxan sowie 1,3-Dioxolan und/oder 1,3-Dioxan und/oder 1,3-Dioxepan. In a specific embodiment, the aldehyde is a mixture of one or more compounds of general formula (V) and one or more compounds of general formula (VII). The mixtures preferably contain compounds of the general formula (V) and the general formula (VII) in which R 1 is hydrogen. The mixtures particularly preferably contain 1,3,5-trioxane and / or 1,3,5,7-tetraoxane and also 1,3-dioxolane and / or 1,3-dioxane and / or 1,3-dioxepane.
Die Gemische aus Verbindungen der allgemeinen Formeln (V) und (VII) können in beliebiger Zusammensetzung eingesetzt werden. Bevorzugt enthalten die Gemische Verbindungen der allgemeinen Formel (V) und Verbindungen der allgemeinen Formel (VI) in einem molaren Ver- hältnis von 1 :10 bis 10: 1, besonders bevorzugt von 1 :3 bis 5:1, ganz besonders bevorzugt von 1 : 1 bis 3: 1. The mixtures of compounds of the general formulas (V) and (VII) can be used in any desired composition. The mixtures preferably contain compounds of the general formula (V) and compounds of the general formula (VI) in a molar ratio of from 1:10 to 10: 1, more preferably from 1: 3 to 5: 1, very particularly preferably from 1 : 1 to 3: 1.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens ein ungesättigtes zyklisches Anhydrid eingesetzt. Ungesättigte zyklische Anhydride im Sinne der Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel (III), wobei R2 innerhalb der oben angegebenen Bedeutung mindestens eine C=C-Doppelbindung enthält, wobei diese C=C-Doppelbindung nicht Teil eines aromatischen Ringsystems ist. Die C=C-Doppelbindung kann hierbei Teil der Kette R2 und/oder Teil eines in der Kette R2 enthaltenen Substituenten sein. In a further embodiment, at least one unsaturated cyclic anhydride is used. Unsaturated cyclic anhydrides in the context of the invention are compounds of the general formula (III) where R 2 contains at least one C =C double bond within the meaning given above, this C =C double bond not being part of an aromatic ring system. The C =C double bond may in this case be part of the chain R 2 and / or part of a substituent contained in the chain R 2 .
Beispiele für ungesättigte zyklische Anhydride sind Maleinsäureanhydrid, Tetrahydro- phthalsäureanhydrid, Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid, Norbornendisäureanhydrid, Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Tetradecenylbernsteinsäureanhydrid, Hexadecenyl- bernsteinsäureanhydrid, Octadecenylbernsteinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Dimethyl- maleinsäureanhydrid, Allylnorbornendisäureanhydrid, 3-Methylfuran-2,5-dion,Examples of unsaturated cyclic anhydrides are maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, norbornene diacetic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, tetradecenylsuccinic anhydride, hexadecenylsuccinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, itaconic anhydride, dimethylmaleic anhydride, allylnorbornendioic anhydride, 3-methylfuran-2,5-dione,
Nonenyldihydrofuran-2,5-dion, d -Aconitsäureanhydrid. Bevorzugte ungesättigte zyklische Anhydride sind Maleinsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Methyltetrahydrophthalsäure- anhydrid, Norbornendisäureanhydrid, Dodecenylbemsteinsäureanhydrid, Tetradecenylbernstein- säureanhydrid, Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid, Octadecenylbernsteinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Dimethylmaleinsäureanhydrid, Allylnorbornendisäureanhydrid, besonders bevorzugt sind Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid. In einer speziellen Ausführungsform ist das zyklische Anhydrid ein Gemisch aus mindestens einem ungesättigten zyklischen Anhydrid und mindestens einem weiteren zyklischen Anhydrid, welches kein ungesättigtes zyklisches Anhydrid und somit also ein gesättigtes zyklisches Anhydrid ist. Bevorzugt werden Gemische eingesetzt, in denen das ungesättigte zyklische Anhydrid ausgewählt ist aus der Gruppe Maleinsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Methyltetra- hydrophthalsäureanhydrid, Norbornendisäureanhydrid, Dodecenylbemsteinsäureanhydrid, Tetra- decenylbernsteinsäureanhydrid, Hexadecenylbernsteinsäureanhydrid, Octadecenylbernstein- säureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Dimethylmaleinsäureanhydrid, Allylnorbornendisäureanhydrid und das gesättigte zyklische Anhydrid ausgewählt ist aus der Gruppe Bernsteinsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, 1,2-Cyclohexandicarbonsäureanhydrid, Diglykol- säureanhydrid. Besonders bevorzugt werden Gemische eingesetzt, in denen das ungesättigte zyklische Anhydrid Maleinsäureanhydrid und/oder Itaconsäureanhydrid ist und das gesättigte zyklische Anhydrid Bernsteinsäureanhydrid und/oder Glutarsäureanhydrid. Nonenyldihydrofuran-2,5-dione, d-acetic acid anhydride. Preferred unsaturated cyclic anhydrides are maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic acid anhydride, norbornene diacetic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, tetradecenylsuccinic anhydride, hexadecenylsuccinic anhydride, octadecenylsuccinic anhydride, itaconic anhydride, dimethylmaleic anhydride, allylnorbornendioic anhydride, particularly preferred are maleic anhydride and itaconic anhydride. In a specific embodiment, the cyclic anhydride is a mixture of at least one unsaturated cyclic anhydride and at least one further cyclic anhydride, which is not an unsaturated cyclic anhydride and therefore a saturated cyclic anhydride. Mixtures are preferably used, in which the unsaturated cyclic anhydride is selected from the group hydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, Methyltetra-, Norbornendisäureanhydrid, Dodecenylbemsteinsäureanhydrid, tetra- decenylsuccinic anhydride, hexadecenylsuccinic, Octadecenylbernstein- anhydride is selected itaconic anhydride, dimethyl maleic anhydride, and the saturated cyclic anhydride Allylnorbornendisäureanhydrid from the group of succinic anhydride, glutaric anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, diglycolic anhydride. Particular preference is given to using mixtures in which the unsaturated cyclic anhydride is maleic anhydride and / or itaconic anhydride and the saturated cyclic anhydride is succinic anhydride and / or glutaric anhydride.
Durch den Einsatz von ungesättigten zyklischen Anhydriden können ungesättigte Polyacetal- Polyester erhalten werden, die reaktive C=C-Doppelbindungen enthalten, welche nach Umsetzung mit Thiolen oder unter Einfluss von ultravioletter Strahlung oder Radikalstartern wie beispielsweise organischen Peroxiden, gegebenenfalls unter Zusatz von weiteren ungesättigten Verbindungen wie beispielsweise Styrol, Acrylsäure oder Acrylsäureestern, zu dreidimensionalen Netzwerken verbunden werden können. Die hierdurch erhaltenen Produkte eignen sich insbesondere für Anwendungen im Bereich der Elastomere und Duromere. Das Mengenverhältnis zwischen ungesättigten zyklischen Anhydriden und gesättigten zyklischenBy using unsaturated cyclic anhydrides unsaturated polyacetal polyesters can be obtained which contain reactive C = C double bonds which, after reaction with thiols or under the influence of ultraviolet radiation or free-radical initiators such as organic peroxides, optionally with the addition of further unsaturated compounds such For example, styrene, acrylic acid or acrylic acid esters, can be connected to three-dimensional networks. The products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets. The ratio between unsaturated cyclic anhydrides and saturated cyclic
Anhydriden ist frei wählbar. Es ist jedoch bevorzugt, wenn das Mengenverhältnis zwischen ungesättigtem zyklischen Anhydrid und gesättigtem zyklischen Anhydrid so gewählt wird, dass im resultierenden Polyacetal-Polyester ein Doppelbindungsgehalt von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 bis 5 Gew.-% aufweist. Der Doppelbindungsgehalt bezeichnet den Gewichtsanteil der im Polyacetal-Polyester enthaltenen, Doppelbindungen enthaltenden C=C-Einheiten (mit einer molaren Masse von 24 g/mol) am Gesamtgewicht des Polyacetal- Polyesters. Anhydrides are freely selectable. However, it is preferred if the quantitative ratio between unsaturated cyclic anhydride and saturated cyclic anhydride is chosen such that in the resulting polyacetal polyester a double bond content of 0.5 to 15 wt .-%, preferably 1 to 10 wt .-%, particularly preferably from 2 to 5 wt .-%. The double bond content denotes the proportion by weight of the double bond-containing C = C units contained in the polyacetal polyester (with a molar mass of 24 g / mol) of the total weight of the polyacetal polyester.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens ein ungesättigtes offenkettiges Monoanhydrid eingesetzt. Ungesättigte offenkettige Monoanhydride im Sinne der Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel (VIII), wobei R3 innerhalb der oben angegebenen Bedeutung mindestens eine C=C-Doppelbindung enthält, wobei diese C=C-Doppelbindung nicht Teil eines aromatischen Ringsystems ist. In a further embodiment, at least one unsaturated open-chain monoanhydride is used. Unsaturated open-chain monoanhydrides in the context of the invention are compounds of the general formula (VIII) where R 3 has the meanings given above at least contains a C = C double bond, this C = C double bond is not part of an aromatic ring system.
Beispiele für ungesättigte offenkettige Monoanhydride der allgemeinen Formel (VIII) sind Anhydride von ein- oder mehrfach ungesättigten C8 bis C20 Fettsäuren, wie z.B. Undecylensäureanhydrid, Palmitoleinsäureanhydrid, Petroselinsäureanhydrid, Ölsäureanhydrid, Elaidinsäureanhydrid, Vaccensäureanhydrid, Cadoleinsäureanhydrid, Icosensäureanhydrid, Linol- säureanhydrid, α-Linolensäureanhydrid, Calendualsäureanhydrid, Arachidonsäureanhydrid, α,β- ungesättigte Anhydride wie z.B. Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäureanhydrid, Crotonsäureanhyd- rid oder 2-Ethyl-3-Propylacrylsäureanhydrid und deren höhere linearen oder verzweigten Homologe. Bevorzugte ungesättigte offenkettige Monoanhydride sind Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäureanhydrid, Crotonsäureanhydrid oder 2-Ethyl-3-Propylacrylsäureanhydrid, besonders bevorzugt sind Acrylsäureanhydrid, Crotonsäureanhydrid und Methacrylsäureanhydrid. Examples of unsaturated open-chain monoanhydrides of the general formula (VIII) are anhydrides of mono- or polyunsaturated C 8 to C 20 fatty acids, such as e.g. Undecylenic anhydride, palmitoleic anhydride, petroselinic anhydride, oleic anhydride, elaidic anhydride, vaccenic anhydride, cadolinic anhydride, icosenoic anhydride, linoleic anhydride, α-linolenic anhydride, calendic anhydride, arachidonic anhydride, α, β-unsaturated anhydrides, e.g. Acrylic acid anhydride, methacrylic anhydride, crotonic anhydride or 2-ethyl-3-propylacrylic anhydride and their higher linear or branched homologues. Preferred unsaturated open-chain monoanhydrides are acrylic anhydride, methacrylic anhydride, crotonic anhydride or 2-ethyl-3-propylacrylic anhydride, particularly preferred are acrylic anhydride, crotonic anhydride and methacrylic anhydride.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das offenkettige Monoanhydrid ein ungesättigtes offen- kettiges Monoanhydrid oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren ungesättigten offenkettigen Monoanhydriden. In a preferred embodiment, the open-chain monoanhydride is an unsaturated open-chain monoanhydride or a mixture of two or more unsaturated open-chain monoanhydrides.
Durch den Einsatz von ungesättigten offenkettigen Monoanhydriden werden Polyacetal-Polyester mit ungesättigten Endgruppen erhalten, die C=C-Doppelbindungen enthalten. Diese können nach Umsetzung mit Thiolen oder unter Einfluss von ultravioletter Strahlung oder Radikalstartern wie beispielsweise organischen Peroxiden, gegebenenfalls unter Zusatz von weiteren ungesättigten Verbindungen wie beispielsweise Styrol, Acrylsäure oder Acrylsäureestern, zu dreidimensionalen Netzwerken verbunden werden. Die hierdurch erhaltenen Produkte eignen sich insbesondere für Anwendungen im Bereich der Elastomere und Duromere. The use of unsaturated open-chain monoanhydrides polyacetal polyesters are obtained with unsaturated end groups containing C = C double bonds. These can be connected to three-dimensional networks after reaction with thiols or under the influence of ultraviolet radiation or radical initiators such as organic peroxides, optionally with the addition of further unsaturated compounds such as styrene, acrylic acid or acrylic acid esters. The products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses in einem Batch- Verfahren durchgeführt. Im Batch- Verfahren werden zu Beginn der Reaktion alle Komponenten, d.h. Aldehyd, zyklisches Anhydrid, offenkettiges Monoanhydrid, Katalysator und gegebenenfalls Lösungsmittel, miteinander in Kontakt gebracht. Dies kann durch Vorlegen eines Gemisches aus zyklischem Anhydrid, offenkettigem Monoanhydrid und Katalysator (gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels) und anschließende Zugabe des Aldehyds (gegebenenfalls gelöst in einem Lösungsmittel) erfolgen. Alternativ kann ein Gemisch aus zyklischem Anhydrid, offenkettigem Monoanhydrid und Aldehyd (gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels) vorgelegt werden und anschließend der Katalysator (gegebenenfalls gelöst oder suspendiert in einem Lösungsmittel) zugegeben werden. Weiterhin können zyklisches Anhydrid und Aldehyd (gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels) vorgelegt werden und anschließend ein Gemisch aus offenkettigem 2Q In one embodiment of the method according to the invention, this is carried out in a batch process. In the batch process, all components, ie aldehyde, cyclic anhydride, open-chain monoanhydride, catalyst and optionally solvent, are brought into contact with each other at the beginning of the reaction. This can be done by presenting a mixture of cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst (optionally in the presence of a solvent) and then adding the aldehyde (optionally dissolved in a solvent). Alternatively, a mixture of cyclic anhydride, open chain monoanhydride and aldehyde (optionally in the presence of a solvent) may be charged and then the catalyst (optionally dissolved or suspended in a solvent) may be added. Furthermore, cyclic anhydride and aldehyde (optionally in the presence of a solvent) are introduced and then a mixture of open-chain 2Q
Monoanhydrid und Katalysator (gegebenenfalls gelöst oder suspendiert in einem Lösungsmittel) zugegeben werden. Monoanhydride and catalyst (optionally dissolved or suspended in a solvent) are added.
Die Reaktion wird initiiert, wenn mindestens ein Anhydrid (offenkettiges Monoanhydrid oder zyklisches Anhydrid), Aldehyd und Katalysator in Kontakt gebracht werden. Um eine Homopolymerisation des Aldehyds zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn Aldehyd und Katalysator erst in Gegenwart eines Anhydrids miteinander in Kontakt gebracht werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn Aldehyd, Katalysator und offenkettiges Monoanhydrid erst in Gegenwart des zyklischen Anhydrids in Kontakt gebracht werden, um die Bildung niedermolekularer Produkte, die aus offenkettigem Monoanhydrid und Aldehyd ohne Einbau von zyklischem Anhydrid hervor- gehen, weitestgehend zu unterdrücken. The reaction is initiated when at least one anhydride (open chain monoanhydride or cyclic anhydride), aldehyde and catalyst are contacted. In order to avoid homopolymerization of the aldehyde, it is advantageous if aldehyde and catalyst are brought into contact only in the presence of an anhydride. Furthermore, it is advantageous if the aldehyde, catalyst and open-chain monoanhydride are brought into contact only in the presence of the cyclic anhydride in order to suppress as far as possible the formation of low molecular weight products which result from open-chain monoanhydride and aldehyde without incorporation of cyclic anhydride.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses in einem Semi- Batch- Verfahren durchgeführt. Bei der Durchführung im Semi-Batch- Verfahren werden ein oder mehrere der Komponenten Aldehyd, zyklisches Anhydrid, offenkettiges Monoanhydrid und Katalysator, gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels, im Reaktor vorgelegt, und die restlichen Komponenten während der Reaktion zudosiert. Es ist auch möglich, dass von einer oder mehreren Komponenten zunächst eine Teilmenge vorgelegt wird und dann die Restmenge zusammen mit den restlichen Komponenten während der Reaktion zudosiert wird. In a further embodiment of the method according to the invention, this is carried out in a semi-batch process. When carried out in the semi-batch process, one or more of the components aldehyde, cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst, if appropriate in the presence of a solvent, are introduced into the reactor, and the remaining components are metered in during the reaction. It is also possible for one or more components initially to introduce a subset and then to meter in the remaining amount together with the remaining components during the reaction.
In einer speziellen Ausführungsform des Semi-Batch- Verfahrens wird Katalysator, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, im Reaktor vorgelegt und der Reaktor auf die gewünsch- te Reaktionstemperatur gebracht. Dann werden Aldehyd, zyklisches Anhydrid und offenkettiges Monoanhydrid zudosiert. Es ist prinzipiell auch möglich, nur eine Teilmenge des Katalysators zu Beginn der Reaktion vorzulegen und während der Reaktion die Restmenge des Katalysator zuzudo- sieren. Die Zudosierung der Komponenten kann im Gemisch, zusammen mit einem geeigneten Lösungsmittel, erfolgen, oder als getrennte Zudosierung der Einzelkomponenten, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, wobei die Dosiergeschwindigkeit für jede Komponente unabhängig gewählt werden kann. Weiterhin kann eine Teilmenge der jeweiligen Einzelkomponenten analog einem Batch- Verfahren im Reaktor vorgelegt und die Reaktion durch Zugabe des Katalysators initiiert werden. Die Restmengen der jeweiligen Einzelkomponenten kann dann im Verlauf der Reaktion zudosiert werden. In einer alternativen Ausführungsform des Semi-Batch- Verfahrens werden zyklisches Anhydrid und Katalysator, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, im Reaktor vorgelegt und Aldehyd und offenkettiges Monoanhydrid im Gemisch oder als Einzelkomponenten, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, zudosiert. Es ist prinzipiell auch möglich, nur eine Teilmenge des Katalysators zu Beginn der Reaktion vorzulegen und während der Reaktion die Restmenge des Katalysator zuzudosieren, wobei es empfehlenswert ist, den Katalysator nicht im _ In a special embodiment of the semi-batch process, catalyst, if appropriate dissolved in a suitable solvent, is introduced into the reactor and the reactor is brought to the desired reaction temperature. Then aldehyde, cyclic anhydride and open-chain monoanhydride are added. In principle, it is also possible to initially introduce only a partial amount of the catalyst at the beginning of the reaction and to meter in the remainder of the catalyst during the reaction. The metered addition of the components can be carried out in a mixture, together with a suitable solvent, or as a separate metered addition of the individual components, if appropriate dissolved in a suitable solvent, it being possible to choose the metering rate independently for each component. Furthermore, a partial amount of the respective individual components can be introduced analogously to a batch process in the reactor and the reaction can be initiated by adding the catalyst. The residual amounts of the respective individual components can then be metered in during the course of the reaction. In an alternative embodiment of the semi-batch process, cyclic anhydride and catalyst, if appropriate dissolved in a suitable solvent, are introduced into the reactor and aldehyde and open-chain monoanhydride are metered in as a mixture or as individual components, if appropriate dissolved in a suitable solvent. It is in principle also possible to initially introduce only a partial amount of the catalyst at the beginning of the reaction and to meter in the remainder of the catalyst during the reaction, it being advisable not to use the catalyst in the reaction _
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Gemisch mit Aldehyd und offenkettigem Monoanhydrid zuzudosieren. Weiterhin ist es bei dieser Ausführungsform möglich, zu Beginn der Reaktion lediglich eine Teilmenge des zyklischen Anhydrids vorzulegen und die Restmenge im Verlauf der Reaktion, entweder im Gemisch mit offenkettigem Monoanhydrid und/oder Aldehyd oder als Einzelkomponente zuzudosieren. In einer weiteren Ausführungsform des Semi-Batch- Verfahrens wird ein Gemisch aus zyklischem Anhydrid und offenkettigem Monoanhydrid, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel und gegebenenfalls im Gemisch mit Katalysator, im Reaktor vorgelegt und Aldehyd, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, während der Reaktion zudosiert. Es ist weiterhin möglich, zu Beginn eine Teilmenge an zyklischem Anhydrid und offenkettigem Mono- anhydrid vorzulegen und die jeweilige Restmenge während der Reaktion zuzudosieren, entweder im Gemisch miteinander und/oder Aldehyd, oder als Einzelkomponenten. Weiterhin ist es möglich, zu Beginn nur eine Teilmenge des Katalysators vorzulegen und die Restmenge während der Reaktion zuzudosieren, wobei es empfehlenswert ist, wenn der Katalysator nicht im Gemisch mit Aldehyd und einem Anhydrid zudosiert wird. In einer weiteren Ausführungsform des Semi-Batch- Verfahrens wird Aldehyd, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, im Reaktor vorgelegt, und zyklisches Anhydrid, offenkettiges Monoanhydrid und Katalysator im Gemisch oder als Einzelkomponenten, gegebenenfalls gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, der Reaktion zudosiert. To meter mixture with aldehyde and open-chain monoanhydride. Furthermore, it is possible in this embodiment, initially present at the beginning of the reaction, only a subset of the cyclic anhydride and to meter in the remaining amount in the course of the reaction, either in admixture with open-chain monoanhydride and / or aldehyde or as a single component. In a further embodiment of the semi-batch process, a mixture of cyclic anhydride and open-chain monoanhydride, optionally dissolved in a suitable solvent and optionally in admixture with catalyst, is introduced into the reactor and aldehyde, optionally dissolved in a suitable solvent, is metered in during the reaction , It is also possible initially to introduce a partial amount of cyclic anhydride and open-chain monohydric anhydride and meter in the respective residual amount during the reaction, either mixed with one another and / or aldehyde, or as individual components. Furthermore, it is possible to initially introduce only a partial amount of the catalyst and to meter in the remaining amount during the reaction, it being advisable if the catalyst is not added in admixture with aldehyde and an anhydride. In a further embodiment of the semi-batch process, aldehyde, optionally dissolved in a suitable solvent, is introduced into the reactor, and cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst in mixture or as individual components, optionally dissolved in a suitable solvent, are added to the reaction.
Im einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses in einem kon- tinuierlichen Verfahren durchgeführt. In a further embodiment of the method according to the invention this is carried out in a continuous process.
In einer Ausführungsform des kontinuierlichen Verfahrens wird zunächst ein Polyacetal-Polyester nach einem Batch- oder Semi-Batch- Verfahren hergestellt. Anschließend werden der Reaktion fortlaufend die Komponenten Aldehyd, zyklisches Anhydrid und offenkettiges Monoanhydrid und gegebenenfalls Katalysator und Lösungsmittel zudosiert. Bei Erreichen des maximalen Füllstandes des Reaktors wird eine Teilmenge des Reaktionsgemisches kontinuierlich entnommen, während kontinuierlich die Komponenten Aldehyd, zyklisches Anhydrid, offenkettiges Monoanhydrid und Katalysator sowie gegebenenfalls Lösungsmittel zudosiert werden. Die Komponenten können im Gemisch von zwei oder mehr Komponenten und/oder als Einzelkomponenten zudosiert werden, wobei es empfehlenswert ist, wenn Katalysator und Aldehyd erst im Reaktor in Kontakt miteinan- der geraten. In one embodiment of the continuous process, a polyacetal polyester is first prepared by a batch or semi-batch process. Subsequently, the reaction is continuously metered in the components aldehyde, cyclic anhydride and open-chain monoanhydride and optionally catalyst and solvent. When the maximum fill level of the reactor is reached, a partial amount of the reaction mixture is withdrawn continuously, while the components aldehyde, cyclic anhydride, open-chain monoanhydride and catalyst and, if appropriate, solvent are metered in continuously. The components can be metered in as a mixture of two or more components and / or as individual components, it being advisable for the catalyst and aldehyde to come into contact with each other only in the reactor.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt das Verhältnis der eingesetzten Stoffmenge an Aldehyd zur Gesamtstoffmenge an Anhydriden (zyklisches Anhydrid und offenkettiges Monoanhydrid) zwischen 1 :1 und 10:1, vorzugsweise zwichen 1 :1 und 6:1, besonders bevorzugt zwischen 1 :1 und 3:1. Dieses Verhältnis bestimmt die durchschnittliche theoretische „„ In one embodiment of the process according to the invention, the ratio of the amount of aldehyde used to the total amount of anhydrides (cyclic anhydride and open-chain monoanhydride) is between 1: 1 and 10: 1, preferably between 1: 1 and 6: 1, more preferably between 1: 1 and 3: 1. This ratio determines the average theoretical ""
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Anzahl mth an Acetal-Einheiten innerhalb aller im Polyacetal-Polyester enthaltenen Polyacetal- Abschnitten -0-(CHR1-0)m- (siehe Formel (I)), wobei die in einem erhaltenen Polyacetal-Polyester vorgefundene durchschnittliche Anzahl vc an Acetal-Einheiten innerhalb aller enthaltenen Poly- acetal-Abschnitten -0-(CHR1-0)m- von mth abweichen kann und von den Reaktionsbedingungen und der Art der eingesetzten Monomere, des eingesetzten Kettenregulators und des eingesetzten Katalysators abhängt. Typischerweise liegt vc in einem Bereich von 40% bis 150% von mth, bevorzugt in einem Bereich von 50%> bis 125% von mth und besonders bevorzugt in einem Bereich von 60%) bis 105% von mth und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 70% bis 100% von mth, wobei vc beispielsweise über 'H-NMR-Spektroskopie bestimmt werden kann, wie im expe- rimentellen Teil beschrieben. Number of m th of acetal units within all polyacetal polyacetal contained in the polyacetal sections -0- (CHR 1 -0) m - (see formula (I)), wherein the average number of acetals found in a polyacetal polyester obtained Units within all polyacetal sections contained -0- (CHR 1 -0) m - may differ from m t h and depends on the reaction conditions and the type of monomers used, the chain regulator used and the catalyst used. Typically, vc is in a range of 40% to 150% of mt h, preferably in a range of 50%> to 125% of mth and more preferably in a range of 60%) to 105% of mt h and all more preferably in a range of 70% to 100% of mth, where vc can be determined, for example, by 'H-NMR spectroscopy, as described in the experimental part.
Die genaue Einstellung von vc kann für einen bestimmten Polyacetal-Polyester (also die Kombination bestimmter Aldehyde mit bestimmten zyklischen und offenkettigen Monoanhydriden) auf experimentellem Wege durch systematische Anpassung der Reaktionsparameter, der Art und Menge des Katalysators und des Stoffmengenverhältnisses der Monomere (zyklisches Anhydrid und Aldehyd) zueinander sowie zum eingesetzten offenkettigen Monoanhydrid erfolgen. The precise setting of vc can be determined experimentally for a given polyacetal polyester (ie the combination of certain aldehydes with certain cyclic and open chain monoanhydrides) by systematic adjustment of the reaction parameters, the type and amount of catalyst and the molar ratio of the monomers (cyclic anhydride and aldehyde ) to one another and to the open-chain monoanhydride used.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt das molare Verhältnis der eingesetzten Stoffmengen an zyklischem Anhydrid zu offenkettigem Monoanhydrid (Kettenregulator) zwischen 1 : 1 und 15500: 1 , bevorzugt zwischen 2: 1 und 1550: 1 und besonders bevorzugt zwischen 10: 1 und 100: 1. Über das Verhältnis von zyklischem Anhydrid zu offenketti- gern Monoanhydrid kann bei einem gegebenen Verhältnis der Stoffmenge an eingesetztem Aldehyd zur Gesamtstoffmenge an eingesetzten Anhydriden (offenkettiges Monoanhydrid und zyklisches Anhydrid) das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht MWth eingestellt werden. In a further embodiment of the process according to the invention, the molar ratio of the amounts of cyclic anhydride used to open-chain monoanhydride (chain regulator) is between 1: 1 and 15,500: 1, preferably between 2: 1 and 1550: 1 and more preferably between 10: 1 and 100 The ratio of cyclic anhydride to open-chain monoanhydride can be used to set the theoretical number-average molecular weight MWth for a given ratio of the amount of aldehyde used to the total amount of anhydride used (open-chain monoanhydride and cyclic anhydride).
Das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht MWth bezeichnet das Verhältnis der Ge- samtmasse an eingesetzten Monomeren (Aldehyd und zyklisches Anhydrid) und Kettenregulator (offenkettiges Monoanhydrid) zu der molaren Menge an eingesetztem offenkettigem Monoanhydrid. Das tatsächlich erzielte zahlenmittlere Molekulargewicht kann hierbei vom theoretischen zahlenmittleren Zielmolekulargewicht MWth abweichen und hängt von den Reaktionsbedingungen und der Art der eingesetzten Monomere, des eingesetzten Kettenregulators und des eingesetzten Katalysators ab. The theoretical number-average molecular weight MWth denotes the ratio of the total mass of monomers used (aldehyde and cyclic anhydride) and chain regulator (open-chain monoanhydride) to the molar amount of open-chain monoanhydride used. The actual number average molecular weight may differ from the theoretical number average molecular weight MW th and depends on the reaction conditions and the type of monomers used, the chain regulator used and the catalyst used.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht MWth in einem Bereich von > 232 g/mol bis < 2 000 000 g/mol, bevorzugt von > 260 g/mol bis < 200 000 g/mol, besonders bevorzugt von > 1000 g/mol bis < 25 000 g/mol. „„ In one embodiment of the process according to the invention, the theoretical number average molecular weight MWth is in a range from> 232 g / mol to <2,000,000 g / mol, preferably from> 260 g / mol to <200,000 g / mol, particularly preferably> 1,000 g / mol to <25,000 g / mol. ""
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In einer weiteren Ausführungsform liegt das tatsächlich erzielte zahlenmittlere Molekulargewicht in einem Bereich von 50 bis 150% des theoretischen zahlenmittleren Zielmolekulargewichts MWth, bevorzugt in einem Bereich von 70% bis 130% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 80%) bis 110%) des theoretischen zahlenmittleren Zielmolekulargewichts MWth, wobei das tatsäch- lieh erzielte zahlenmittlere Molekulargewicht per Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) oder als durchschnittliches Molekulargewicht per 'H-NMR-Spektroskopie ermittelt werden kann, wie in den Methoden beschrieben. In a further embodiment, the number average molecular weight actually achieved ranges from 50 to 150% of the theoretical number average molecular weight MWth, preferably from 70% to 130% and more preferably from 80% to 110%) of the theoretical MW, the actual number average molecular weight being determined by gel permeation chromatography (GPC) or as average molecular weight by 'H-NMR spectroscopy, as described in the methods.
Die genaue Einstellung des tatsächlich erzielten zahlenmittleren Molekulargewichts kann für einen bestimmten Polyacetal-Polyester (also die Kombination bestimmter Aldehyde mit bestimmten zyk- lischen und offenkettigen Monoanhydriden) auf experimentellem Wege durch systematische Anpassung der Reaktionsparameter, der Art und Menge des Katalysators und des Stoffmengenverhältnisses der Monomere (zyklisches Anhydrid und Aldehyd) zueinander sowie zum eingesetzten offenkettigen Monoanhydrid erfolgen. Accurate adjustment of the number average molecular weight actually achieved for a particular polyacetal polyester (ie the combination of certain aldehydes with certain cyclic and open chain monoanhydrides) can be achieved experimentally by systematic adjustment of the reaction parameters, the type and amount of catalyst and the molar ratio of the monomers (Cyclic anhydride and aldehyde) to each other and to the open-chain monoanhydride used.
Die Erfindung betrifft weiterhin durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältliche Polyacetal- Polyester. The invention further relates to a process according to the invention obtainable polyacetal polyester.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester enthalten die Polyacetal- Polyester Polyacetal-Abschnitte -0-(CHR1-0)m- und/oder Polyoxyalkylen-Polyacetal- Abschnitten -0[(CHR10)a((CR'2)oO)b]i-, wobei R1 für Wasserstoff steht und R', a, b, 1, m und o die oben angegebene Bedeutung besitzen. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Polyacetal-Polyester ist R1 in allen enthaltenen Polyacetal-Abschnitten -0-(CHR1-0)m- und/oder Polyoxyalkylen-Polyacetal-Abschnitten -0[(CHR10)a((CR'2)oO)b]i- Wasserstoff. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Polyacetal-Polyester daher Oxymethyleneinhei- ten -0-(CH2-0)m- als Polyacetal-Abschnitte. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist R' in Polyoxyalkylen-Polyacetal-Abschnitten -0[(CHR10)a((CR' 2)oO)b]i- ebenfalls Wasserstoff. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester enthalten die Polyacetal-Polyester Polyacetal-Abschnitte -0-(CHR1-0)m-, wobei R1 für Wasserstoff steht, und keine Polyoxyalkylen-Polyacetal- Abschnitte -0[(CHR10)a((CR' 2)oO)b]i-. -0 [(CHR 1 0) and / or polyoxyalkylene polyacetal portions a ((CR '2) - In one embodiment of the invention, the polyacetal polyester polyacetal polyester polyacetal sections contain -0- (CHR 1 -0) m oO) b] i-, where R 1 is hydrogen and R ', a, b, 1, m and o have the abovementioned meaning. In a preferred embodiment of the SEN erfindungsgemä- polyacetal polyester R 1 is -0- in all contained polyacetal portions (CHR 1 -0) m - and / or polyoxyalkylene polyacetal portions -0 [(CHR 1 0) a (( CR ' 2) oO) b] i- hydrogen. In a preferred embodiment, the polyacetal polyesters therefore include oxymethylene units-O- (CH 2 -O) m - as polyacetal sections. In a particularly preferred embodiment, R 'in the polyoxyalkylene polyacetal portions -0 [(CHR 1 0) a ((CR' 2) oO) b] i- also hydrogen. In a most preferred embodiment of the polyacetal polyesters of the invention, the polyacetal polyesters contain polyacetal moieties -O- (CHR 1 -O) m - where R 1 is hydrogen and no polyoxyalkylene polyacetal moieties -0 [(CHR 1 0) a ((CR ' 2 ) oO) b ] i-.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester beträgt die durchschnittliche Anzahl n vo an Acetal-Einheiten -CHR'-O- in zwischen zwei Ester-Einheiten vorliegenden Polyacetal-Abschnitten -0-(CHR1-0)m- 1 bis 6, bevorzugt 1,2 bis 4, besonders bevorzugt 1,8 bis 3. Die durchschnittliche Anzahl nuvo an zwischen zwei Ester-Einheiten vorliegenden Acetal-Einheiten kann beispielsweise durch 'H-NMR-spektroskopische Analyse über das Einbauverhältnis Aldehyd : Anhydrid im Produkt ermittelt werden, wie im experimentellen Teil beschrieben. „ Λ In a further embodiment of the polyacetal polyesters according to the invention, the average number n of acetal units -CHR'-O- in polyacetal sections present between two ester units is -0- (CHR 1 -0) m -1 to 6, preferably 1.2 to 4, more preferably 1.8 to 3. The average number of nuvo of acetal units present between two ester units can be determined, for example, by 'H-NMR spectroscopic analysis of the incorporation ratio of aldehyde: anhydride in the product, as described in the experimental part. " Λ
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester weisen diese ein zahlenmittleres Molekulargewicht von > 232 g/mol bis < 2 000 000 g/mol, bevorzugt von > 260 g/mol bis < 200 000 g/mol und besonders bevorzugt von > 388 g/mol bis < 25 000 g/mol auf. Das zahlenmittlere Molekulargewicht kann per Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) oder als durchschnittliches Molekulargewicht per 'H-NMR-Spektroskopie bestimmt werden, wie in der Beschreibung der Methoden erläutert wird. In a further embodiment of the polyacetal polyesters according to the invention, these have a number-average molecular weight of> 232 g / mol to <2,000,000 g / mol, preferably from> 260 g / mol to <200,000 g / mol and particularly preferably> 388 g / mol to <25 000 g / mol. The number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) or by the average molecular weight by 'H-NMR spectroscopy, as explained in the description of the methods.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester weisen diese eine Zersetzungstemperatur Td > 130 °C, bevorzugt > 140 °C und besonders bevorzugt > 180 °C auf. Die Bestimmung der Zersetzungstemperatur per thermogravimetrischer Analyse (TGA) wird im experimentellen Teil beschrieben. In a further embodiment of the polyacetal polyesters according to the invention, these have a decomposition temperature Td> 130 ° C., preferably> 140 ° C. and particularly preferably> 180 ° C. The determination of the decomposition temperature by thermogravimetric analysis (TGA) is described in the experimental part.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester sind die Polyacetal-Polyester ungesättigte Polyacetal-Polyester. Ungesättigte Polyacetal-Polyester enthalten C=C- Doppelbindungen, die nicht Teil eines aromatischen Ringsystems sind. Diese C=C- Doppelbindungen können beispielsweise nach Umsetzung mit Thiolen oder unter Einfluss von ultravioletter Strahlung oder Radikalstartern wie beispielsweise organischen Peroxiden, gegebenenfalls unter Zusatz von weiteren ungesättigten Verbindungen wie beispielsweise Styrol, Acrylsäure oder Acrylsäureestern, zu dreidimensionalen Netzwerken verbunden werden. Die hierdurch erhaltenen Produkte eignen sich insbesondere für Anwendungen im Bereich der Elastomere und Duromere. Ungesättigte Polyacetal-Polyester können nach einem erfindungsgemäßen Verfahren durch Einsatz ungesättigter zyklischer Anhydride und/oder ungesättigter offenkettiger Monoanhyd- ride und/oder ungesättigter Aldehyde erhalten werden. In a further embodiment of the polyacetal polyesters according to the invention, the polyacetal polyesters are unsaturated polyacetal polyesters. Unsaturated polyacetal polyesters contain C = C double bonds which are not part of an aromatic ring system. These C =C double bonds can, for example, be converted into three-dimensional networks after reaction with thiols or under the influence of ultraviolet radiation or free-radical initiators such as organic peroxides, optionally with the addition of further unsaturated compounds such as styrene, acrylic acid or acrylic acid esters. The products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets. Unsaturated polyacetal polyesters can be obtained by a process according to the invention by using unsaturated cyclic anhydrides and / or unsaturated open-chain monoanhydrides and / or unsaturated aldehydes.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen ungesättigten Polyacetal-Polyester weisen diese einen Doppelbindungsgehalt von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 bis 5 Gew.-% auf. Der Doppelbindungsgehalt bezeichnet den Gewichtsanteil der im Polyacetal-Polyester enthaltenen, Doppelbindungen enthaltenden C=C-Einheiten (mit einer molaren Masse von 24 g/mol) am Gesamtgewicht des ungesättigten Polyacetal-Polyesters. In one embodiment of the unsaturated polyacetal polyesters according to the invention, these have a double bond content of from 0.5 to 15% by weight, preferably from 1 to 10% by weight, particularly preferably from 2 to 5% by weight. The double bond content refers to the proportion by weight of the double bond-containing C = C units contained in the polyacetal polyester (with a molar mass of 24 g / mol) of the total weight of the unsaturated polyacetal polyester.
Polyacetal-Polyester sind interessant für Anwendungen als Thermoplasten oder Polymeradditive, beispielsweise im Polyoxymethylen (POM)- oder Polyester-Sektor. Des weiteren sind Polyacetal- Polyester interessant für Anwendungen wie Weichmacher, Wasch- und Reinigungsmittelformulie- rungen, Dispersionsfarben, Bohrflüssigkeiten, Kraftstoffadditive, ionische und nicht-ionische Tenside, Schmiermittel, Prozesschemikalien für die Papier- oder Textilherstellung oder kosmetische Formulierungen. Polyacetal polyesters are of interest for applications as thermoplastics or polymer additives, for example in the polyoxymethylene (POM) or polyester sector. Furthermore, polyacetal polyesters are of interest for applications such as plasticizers, detergent and cleaner formulations, emulsion paints, drilling fluids, fuel additives, ionic and nonionic surfactants, lubricants, process chemicals for the paper or textile production or cosmetic formulations.
Daher betrifft die Erfindung weiterhin die Anwendung von Polyacetal-Polyestern als Thermoplasten oder Polymeradditive, insbesondere als Weichmacher, in Wasch- und ^ Therefore, the invention further relates to the use of polyacetal polyesters as thermoplastics or polymer additives, in particular as a plasticizer, in washing and ^
Reinigungsmittelformulierangen, Dispersionsfarben, Bohrflüssigkeiten, als Kraftstoffadditive, in ionischen und nicht-ionischen Tensiden, Schmiermitteln, als Prozesschemikalien für die Papieroder Textilherstellung oder in kosmetischen Formulierungen. Detergent formulations, emulsion paints, drilling fluids, as fuel additives, in ionic and nonionic surfactants, lubricants, as process chemicals for paper or textile production or in cosmetic formulations.
Ungesättigte Polyacetal-Polyester können nach Umsetzung mit Thiolen oder unter Einfluss von ultravioletter Strahlung oder Radikalstartern wie beispielsweise organischen Peroxiden, gegebenenfalls unter Zusatz von weiteren ungesättigten Verbindungen wie beispielsweise Styrol, Acrylsäure oder Acrylsäureestern, zu dreidimensionalen Netzwerken verbunden werden. Die hierdurch erhaltenen Produkte eignen sich insbesondere für Anwendungen im Bereich der Elastomere und Duromere. Unsaturated polyacetal polyesters can be connected to three-dimensional networks after reaction with thiols or under the influence of ultraviolet radiation or free-radical initiators such as organic peroxides, optionally with the addition of other unsaturated compounds such as styrene, acrylic acid or acrylic acid esters. The products thus obtained are particularly suitable for applications in the field of elastomers and thermosets.
Daher betrifft die Erfindung weiterhin die Anwendung von ungesättigten Polyacetal-Polyestern als Einsatzstoffe für Elastomere und Duromere. Therefore, the invention further relates to the use of unsaturated polyacetal polyesters as feedstocks for elastomers and duromers.
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Beispiele Examples
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. The invention will be explained in more detail with reference to the following figures and examples, but without being limited thereto.
Eingesetzte Aldehyde: 1,3,5-Trioxan [110-88-3]: Aldrich, Katalog-Nr. T81108, >99 % Aldehydes used: 1,3,5-trioxane [110-88-3]: Aldrich, catalog no. T81108,> 99%
Methacrolein [78-85-3]: Aldrich, Katalog-Nr. 133035,95 % Methacrolein [78-85-3]: Aldrich, catalog no. 133035.95%
Furfural [98-01-1]: Aldrich, Katalog-Nr. 185914, 99 % Furfural [98-01-1]: Aldrich, catalog no. 185914, 99%
Paraldehyde [123-63-7]: Aldrich, Katalog-Nr. 76260, >97 % Paraldehyde [123-63-7]: Aldrich, catalog no. 76260,> 97%
Eingesetzte zyklische Anhydride: Bernsteinsäureanhydrid [108-30-5] : Aldrich, Katalog-Nr. 239690, > 99 % Cyclic anhydrides used: succinic anhydride [108-30-5]: Aldrich, catalog no. 239690,> 99%
Glutarsäureanhydrid [108-55-4]: Aldrich, Katalog-Nr. G3806, 95 % Glutaric anhydride [108-55-4]: Aldrich, catalog no. G3806, 95%
Itaconsäureanhydrid [2170-03-8]: Acros Organics, Katalog-Nr. 412940250, 98 % Itaconic Acid Anhydride [2170-03-8]: Acros Organics, catalog no. 412940250, 98%
Eingesetzte offenkettige Monoanhydride: Used open-chain monoanhydrides:
Essigsäureanhydrid [108-24-7]: Aldrich, Katalog-Nr. 320102, > 99 % Benzoesäureanhydrid [93-97-0]: Aldrich, Katalog-Nr. AB109129, 98 % Methacrylsäureanhydrid [760-93-0]: Aldrich, Katalog-Nr. 276685, 94 % Eingesetzte Katalysatoren: Acetic anhydride [108-24-7]: Aldrich, catalog no. 320102,> 99% benzoic anhydride [93-97-0]: Aldrich, catalog no. AB109129, 98% methacrylic anhydride [760-93-0]: Aldrich, cat. No. 276685, 94% Catalysts used:
Trifluormethansulfonsäure [1493-13-6]: Aldrich, Katalog-Nr. 347817, 99 % Bismuth(III)triflat [88189-03-1]: Aldrich, Katalog-Nr. 633305 Eingesetzte Lösungsmittel: Dichlormethan [75-09-2] : Trifluoromethanesulfonic acid [1493-13-6]: Aldrich, catalog no. 347817, 99% bismuth (III) triflate [88189-03-1]: Aldrich, cat. No. 633305 Solvents used: dichloromethane [75-09-2]:
Als Reaktionslösungsmittel: Aldrich, Katalog-Nr. 270997, > 99,8 % (beinhaltet 50 - 150 ppm Amylen, < 8 ppm Wasser) As reaction solvent: Aldrich, catalog no. 270997,> 99.8% (contains 50 - 150 ppm amylene, <8 ppm water)
Zur Aufarbeitung: Aldrich, Katalog-Nr. 443484, 99,5 % Reinheit (beinhaltet 50 ppm Amylen) „ For refurbishment: Aldrich, catalog no. 443484, 99.5% purity (includes 50 ppm amylene) "
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Chloroform [67-66-2]: Aldrich, Katalog-Nr. 3485, > 99,8 % (HPLC Grade) Chloroform [67-66-2]: Aldrich, catalog no. 3485,> 99.8% (HPLC grade)
Aceton [67-64-1]: Aldrich, Katalog-Nr. 650501, > 99,9 % Dimethylformiat [68-12-2]: Aldrich, Katalog-Nr. D4551, > 99 % Dimethylsulfoxid [67-68-5], Aldrich, Katalog-Nr. D4540, > 99,5 % Tetrahydrofuran [109-99-9], Fluka, Katalog-Nr. 87371, > 99,5 % Methanol [67-56-1], Aldrich, Katalog-Nr. 34860, > 99,9 % l,l,l,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol [920-66-1], Aldrich, Katalog-Nr. 105228, > 99 % Eingesetzte Reaktoren: Reaktor 1 : Doppelwandiger Glasreaktor mit einem Reaktorinnenvolumen von 100 mL. Der Reaktorinnenraum verfügte über die folgenden Anschlüsse: ein Hals mit NS29-Glasschliff, versehen mit einem Rückflusskühler, der über die obere Öffnung mit einer Argonleitung und einem Blasenzähler zwecks Druckausgleich verbunden war, ein Hals mit GL18-Verschraubung, über welche ein PTFE- beschichtetes Thermoelement (PtlOO Externfühler 8981016) so in den Reaktorinnenraum einge- führt war, dass es in das Reaktionsgemisch reichte, ein Hals mit GL 18-Verschraubung für die Zugabe und Entnahme von Reagenzien und ein Schlenkanschluß mit Absperrhahn, der mit einer Argonleitung verbinden war. Der Außenmantel verfügte über zwei Anschlüsse mit GL 14- Verschraubung, über die Wärmeträgermedium zu- und abgeführt wurde. Der Reaktor wurde über den Außenmantel mit einem Gemisch aus 30 Vol. % Ethylenglykol in Wasser als Wärmeträgerme- dium beheizt. Die Temperierung des Wärmeträgermediums erfolgte mit einem Thermostat CF41 der Firma Julabo. Die Temperaturregelung erfolgte über die Reaktorinnentemperatur mit Hilfe des dort hineinreichenden Thermoelements. Die Durchmischung des Reaktionsgemischs erfolgte mit einem PTFE-beschichteten Magnetrührkern. Acetone [67-64-1]: Aldrich, catalog no. 650501,> 99.9% dimethyl formate [68-12-2]: Aldrich, catalog no. D4551,> 99% dimethyl sulfoxide [67-68-5], Aldrich, catalog no. D4540,> 99.5% tetrahydrofuran [109-99-9], Fluka, catalog no. 87371,> 99.5% methanol [67-56-1], Aldrich, catalog no. 34860,> 99.9% l, l, l, 3,3,3-hexafluoro-2-propanol [920-66-1], Aldrich, cat. No. 105228,> 99% Reactors used: Reactor 1: Double-walled glass reactor with an internal reactor volume of 100 mL. The interior of the reactor had the following connections: a neck of NS29 glass, fitted with a reflux condenser connected via the top opening to an argon line and a bubble counter for pressure equalization, a neck with GL18 fitting fitted with a PTFE-coated thermocouple (Pt100 external probe 8981016) was inserted into the reactor interior so as to reach the reaction mixture, a neck with GL18 fitting for the addition and withdrawal of reagents and a Schlenk connection with stopcock connected to an argon line. The outer jacket had two connections with a GL 14 screw connection, via which the heat transfer medium was supplied and removed. The reactor was heated via the outer jacket with a mixture of 30 vol.% Ethylene glycol in water as Wärmeträgerme- dium. The temperature of the heat transfer medium was carried out with a thermostat CF41 Julabo. The temperature control was carried out via the internal temperature of the reactor with the help of there extending into the thermocouple. The mixing of the reaction mixture was carried out with a PTFE-coated magnetic stirrer.
Reaktor 2: Autoklav aus rostfreiem Edelstahl mit einem Innenvolumen von 200 mL. Der Reaktor war mit einem Thermoelement, einem Manometer, einem Premex-Rührwerk mit Gaseintragsrührer, einer Berstscheibe (Maximaldruck 293 bar bei 20 °C), einer Gaszuleitung mit Absperrventil und einer zusätzliche Bohrung im Reaktorkopf mit Blindverschluss (Zugang 1) zur Zugabe und Entnahme von Reagenzien ausgestattet. Die Verbindung des Thermoelements, des Manometers, der Berst- scheibe und der Zuleitungen mit dem Reaktor wurde über Swagelock-Verschraubungen hergestellt. Die Beheizung des Reaktors erfolgte über einen Heizmantel. Die Temperatur wurde mit Hilfe des Thermoelements über die Reaktorinnentemperatur geregelt, wobei das Thermoelement so angebracht war, das es in das Reaktionsgemisch reichte. Die Regelung der Temperatur und der Rührgeschwindigkeit erfolgte mit Steuereinheiten der Firma Horst. Beschreibung der Methoden: Reactor 2: Autoclave made of stainless steel with an internal volume of 200 mL. The reactor was equipped with a thermocouple, a manometer, a Premex stirrer with gas inlet stirrer, a rupture disk (maximum pressure 293 bar at 20 ° C), a gas inlet with shut-off valve and an additional hole in the reactor head with blanking plug (access 1) for addition and removal of Reagents equipped. The connection of the thermocouple, the manometer, the bursting disc and the supply lines to the reactor was made via swagelock screw connections. The reactor was heated by a heating jacket. The temperature was controlled by means of the thermocouple via the internal reactor temperature, the thermocouple was mounted so that it reached into the reaction mixture. The control of the temperature and the stirring speed was carried out with control units from Horst. Description of the methods:
Das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht MWth wurde nach folgender Formel bestimmt: m Aid + moA + m zA The theoretical number-average molecular weight MWth was determined according to the following formula: m Aid + m oA + m zA
MWt, wobei mAid die Gesamtmasse an eingesetzten Aldehyden, nioA die Gesamtmasse an eingesetzten offenkettigen Monoanhydriden, mZA die Gesamtmasse an eingesetzten zyklischen Anhydriden und rioA die Gesamtstoffmenge an eingesetzten offenkettigen Monoanhydriden bezeichnet. MW t , where mAid denotes the total mass of aldehydes used, nioA denotes the total mass of open-chain monoanhydrides used, m Z A denotes the total mass of cyclic anhydrides used and rioA denotes the total amount of open-chain monoanhydrides used.
Gel-Permeations-Chromatographie (GPC): Die Messungen erfolgten auf dem Gerät 1200 Series (G1310A Iso Pump, G1329A ALS, G1316A TCC, G1362A RID, G1365D MWD) der Firma Agilent, Detektion über RID; Elutionsmittel: Chloroform (HPLC grade), Flussrate 1.0 ml/min; Säulenkombination: PSS SDV Vorsäule 8x50 mm (5 μιη), 2x PSS SDV linear S 8x300 ml (5 μιη).Gel Permeation Chromatography (GPC): Measurements were made on the 1200 Series (G1310A Iso Pump, G1329A ALS, G1316A TCC, G1362A RID, G1365D MWD) from Agilent, detection via RID; Eluent: chloroform (HPLC grade), flow rate 1.0 ml / min; Column combination: PSS SDV precolumn 8x50 mm (5 μιη), 2x PSS SDV linear S 8x300 ml (5 μιη).
Polystyrolproben bekannter Molmasse der Firma„PSS Polymer Standards Service" wurden zur Kalibrierung verwendet. Als Messaufnahme- und Auswertungssoftware wurde das Programmpaket „PSS WinGPC Unity" verwendet. Die Aufnahme der GPC Chromatogramme erfolgte in Anlehnung an DIN 55672-1 , wobei als Eluent Chloroform anstelle von Tetrahydrofuran verwendet wurde. Polystyrene samples of known molecular mass from "PSS Polymer Standards Service" were used for the calibration and the software package "PSS WinGPC Unity" was used as the measurement recording and evaluation software. The GPC chromatograms were recorded on the basis of DIN 55672-1 using chloroform instead of tetrahydrofuran as the eluent.
'H-NMR-Spektroskopie: Die Messungen erfolgten auf dem Gerät AV400 (400 MHz) der Firma Broker; die Kalibrierung der chemischen Verschiebungen erfolgte relativ zu Trimethylsilan als internem Standard (δ = 0.00 ppm) oder zum Lösungsmittelsignal (CDCb, δ = 7.26 ppm); s = Sin- gulett, m = Multiplett, bs = verbreitertes Singulett, kb = komplexer Bereich. Die Angabe der Größe der Flächenintegrale der Signale erfolgt relativ zueinander. 'H NMR Spectroscopy: Measurements were taken on the AV400 (400 MHz) instrument from Broker; the chemical shifts were calibrated relative to trimethylsilane as an internal standard (δ = 0.00 ppm) or to the solvent signal (CDCb, δ = 7.26 ppm); s = singlet, m = multiplet, bs = widened singlet, kb = complex region. The indication of the size of the surface integrals of the signals is relative to one another.
Die Bestimmung von n vc (durchschnittliche Anzahl an Acetal-Einheiten zwischen zwei Ester- Einheiten) erfolgte über die Bestimmung des Einbauverhältnis Aldehyd : Anhydrid nach folgender Gleichung: The determination of n vc (average number of acetal units between two ester units) was carried out by determining the incorporation ratio aldehyde: anhydride according to the following equation:
_ nAld _ AALD I PMD _ _ N Ald A ALD IP MD
mAVG ~ ~ . 1 I ' mAVG ~ ~ . 1 I '
n0A + nzA AIPOA + A I PZA wobei nAid für die Stoffmenge an Aldehyd-Einheiten steht, welche als Acetal-Einheiten in das Produkt eingebaut wurden (im Falle von Formaldehyd bzw. 1,3,5-Trioxan also Oxymethylen- Einheiten -CH2O-), AAM für das Flächenintegral (oder die Summe aller Flächenintegrale) dieser Einheiten im 'H-NMR-Spektrum, AW für die Anzahl an in dieser Einheit enthaltenen Wasserstoffatome (im Falle von Formaldehyd bzw. 1,3,5-Trioxan also pAid = 2), noA für die Stoffmenge an offenkettigem Monoanhydrid, welches in Form Acylgruppen in das Produkt eingebaut wurde (wobei aus jedem Molekül eines offenkettigen Monoanhydrids zwei Acylgruppen hervorgehen), A0A für das Flächenintegral (oder die Summe aller Flächenintegrale) der in Form von Acylgruppen eingebauten offenkettigen Monoanhydride im 'H-NMR-Spektrum, p0A für die Anzahl an Wasserstoffatomen in einem Molekül des eingebauten offenkettigen Monoanhydrids (also p0A = 6 für Essigsäureanhydrid, p0A = 10 für Benzoesäureanhydrid, p0A = 10 für Methacrylsäureanhydrid), nZA für die Stoffmenge an in Form von Diester-Einheiten eingebautem zyklischen Anhydrid, AZA für das Flächenintegral (oder die Summe aller Flächenintegrale) der in Form von Diester-Einheiten eingebauten zyklischen Anhydride und pZA für die Anzahl der Wasserstoffatome in einem Molekül des eingebauten zyklischen Anhydrids (also pZA = 4 für Bernsteinsäureanhydrid, pZA = 6 für Glutar- säureanhydrid, pZA = 4 für Itaconsäureanhydrid). n 0 A + n zA AIPOA + AI PZA where nAid stands for the amount of aldehyde units which have been incorporated into the product as acetal units (in the case of formaldehyde or 1,3,5-trioxane, ie oxymethylene units -CH 2 O-), AAM for the area integral (or the sum of all surface integrals) of these units in the 'H-NMR spectrum, AW for the number of hydrogen atoms contained in this unit (in the case of formaldehyde or 1,3,5-trioxane, ie pAid = 2), noA for the amount of substance open-chain monoanhydride incorporated in the product in the form of acyl groups (two acyl groups being formed from each molecule of an open-chain monoanhydride), A 0 A represents the area integral (or the sum of all surface integrals) of the acyl-group-containing open-chain monoanhydrides in the 'H' NMR spectrum, p 0 A for the number of hydrogen atoms in a molecule of the incorporated open-chain monoanhydride (ie p 0 A = 6 for acetic anhydride, p 0 A = 10 for benzoic anhydride, p 0 A = 10 for methacrylic anhydride), n Z A for the amount of diester unit cyclic anhydride, A ZA for the area integral (or the sum of all area integrals) of the cyclic anhydrides incorporated in the form of diester units, and p Z A for the number the hydrogen atoms in a molecule of the incorporated cyclic anhydride (ie p Z A = 4 for succinic anhydride, p Z A = 6 for glutaric anhydride, p Z A = 4 for itaconic anhydride).
Die Bestimmung des durchschnittlichen Molekulargewichtes MWAVG erfolgte nach der folgenden Gleichung:
Figure imgf000030_0001
wobei AAW, PAW, A0A, POA, AZA, pZA die oben angegebene Bedeutung haben, und MAW für die molare Masse des in Form von Acetal-Einheiten eingebauten Aldehyds steht (also MAW = 30,03 g/mol für Formaldehyd bzw. 1,3,5-Trioxan), M0A für die molare Masse des in Form von Acylgruppen eingebauten offenkettigen Monoanhydrids (also M0A = 102,09 g/mol für Essigsäureanhydrid, M0A = 226,23 g/mol für Benzoesäureanhydrid, M0A = 154,15 g/mol für Methacrylsäureanhydrid) und MZA für die molare Masse des in Form von Diester-Einheiten eingebauten zyklischen Anhydrids (also MZA = 100,07 g/mol für Bernsteinsäureanhydrid, MZA = 114,10 g/mol für Glutarsäureanhydrid und MZA = 112,08 für Itaconsäureanhydrid).
The determination of the average molecular weight MWAVG was carried out according to the following equation:
Figure imgf000030_0001
wherein AAW, PAW, A 0 A, POA, A Z A, p Z A have the abovementioned meaning, and MAW represents the molar mass of the incorporated in the form of acetal units aldehyde (ie MAW = 30.03 g / mol for formaldehyde or 1,3,5-trioxane), M 0 A for the molar mass of the incorporated in the form of acyl groups open-chain monoanhydride (ie M 0 A = 102.09 g / mol for acetic anhydride, M 0 A = 226.23 g / mol for benzoic anhydride, M 0 A = 154.15 g / mol for methacrylic anhydride) and M Z A for the molar mass of the incorporated in the form of diester units cyclic anhydride (ie M Z A = 100.07 g / mol for Succinic anhydride, M Z A = 114.10 g / mol for glutaric anhydride and M Z A = 112.08 for itaconic anhydride).
13C-NMR-Spektroskopie: Die Messungen erfolgten auf dem Gerät AV400 (100 MHz) der Firma Bruker; die Kalibrierung der chemischen Verschiebungen erfolgte relativ zu Trimethylsilan als internem Standard (δ = 0.00 ppm) oder zum Lösungsmittelsignal (CDCI3, δ = 77.16 ppm); APT (attached proton test): CFh, Cquart: positives Signal (+); CH, CH3: negatives Signal (-); HMBC: Hetero multiple bond correlation; HSQC: Heteronuclear single-quantum correlation. 3Q 13 C NMR Spectroscopy: Measurements were taken on the Bruker AV400 (100 MHz) instrument; the chemical shifts were calibrated relative to trimethylsilane as an internal standard (δ = 0.00 ppm) or to the solvent signal (CDCl3, δ = 77.16 ppm); APT (attached proton test): CFh, C qua rt: positive signal (+); CH, CH3: negative signal (-); HMBC: Hetero multiple bond correlation; HSQC: heteronuclear single-quantum correlation. 3Q
Infrarot (IR)-Spektroskopie: Die Messungen erfolgten auf dem Gerät Alpha-P FT-IR-Spektrometer der Firma Bruker; die Messungen erfolgten in Reinsubstanz; Signalintensitäten: vs = very strong, s = strong, m = medium, w = weak, vw = very weak; b = verbreiterte Bande. Infrared (IR) spectroscopy: Measurements were taken on Bruker's Alpha-P FT-IR spectrometer; the measurements were made in pure substance; Signal intensities: vs = very strong, s = strong, m = medium, w = weak, vw = very weak; b = broadened band.
TGA (Thermogravimetrische Analysen) wurden mit dem Gerät TGA/DSC 1 der Firma Mettler Toledo durchgeführt. Es wurden zwischen 6 und 20 mg der zu vermessenden Probe mit einer Heizrate von 10 K/min von 25 °C auf 600 °C erhitzt und der relative Gewichtsverlust in Abhängigkeit von der Temperatur ermittelt. Als Auswertesoftware wurde STARe SW 11.00 verwendet. Zur Ermittlung der verschiedenen Zersetzungsstufen wurde, sofern nicht anders erwähnt, ein tangentielles Auswerteverfahren angewendet. Als Zersetzungstemperatur Td wird der„Midpoint" der ersten Zersetzungsstufe angegeben. TGA (thermogravimetric analyzes) were carried out with the device TGA / DSC 1 from Mettler Toledo. Between 6 and 20 mg of the sample to be measured were heated from 25 ° C. to 600 ° C. at a heating rate of 10 K / min and the relative weight loss as a function of the temperature was determined. The evaluation software used was STARe SW 11.00. Unless otherwise stated, a tangential evaluation method was used to determine the different decomposition stages. The decomposition temperature Td is the "midpoint" of the first decomposition step.
Die Bestimmung der Glasübergangstemperatur erfolgte per DSC (Differential Scanning Calori- metry) auf einem DSC 1 STARe der Firma Mettler Toledo. Die Probe wurde bei einer Heizrate von 10 K/min über vier Heizzyklen von -80 °C bis + 100 °C vermessen. Die Glasübergangstemperatur Tg wurde für die zweite Aufheizrate angegeben. Durchführung der Versuche The determination of the glass transition temperature was carried out by DSC (differential scanning calorimetry) on a DSC 1 STARe from Mettler Toledo. The sample was measured at a heating rate of 10 K / min over four heating cycles from -80 ° C to + 100 ° C. The glass transition temperature T g was given for the second heating rate. Carrying out the experiments
Vorschrift 1 : Herstellung von Polyacetal-Polyestern in Reaktor 1 (offenes System mit Druckaus gleich) Protocol 1: Preparation of Polyacetal Polyesters in Reactor 1 (Open System with Pressure Equilibrium)
Im ausgeheizten Reaktor 1 wurden unter Argon-Atmosphäre 80 mL Dichlormethan vorgelegt. Dann wurden unter Rühren im Argon-Gegenstrom Aldehyd, zyklisches Anhydrid und offenkettiges Monoanhydrid zugegeben. Anschließend wurde unter Rühren im Argon-Gegenstrom Katalysator (1 mol-% bezogen auf die Gesamtstoffmenge der eingesetzten Anhydride) zugegeben. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wurde unter Rückfluss auf 40 °C Innentemperatur beheizt und 12 Stunden unter Rückfluss bei 40 °C und 48 h bei 25 °C gerührt (bei einer Rührgeschwindigkeit von 300 U/min). Anschließend wurde das resultierende Reaktionsgemisch in 100 mL gesättigte wässri- ge Natriumcarbonatlösung gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase dreimal mit 100 mL Dichlormethan extrahiert. Die organischen Fraktionen wurden vereint und die flüchtigen Bestandteile unter vermindertem Druck entfernt. Der Destillationsrückstand wurde 16 Stunden bei 2 χ 10"3 bar getrocknet. In the heated reactor 1, 80 mL of dichloromethane were placed under an argon atmosphere. Aldehyde, cyclic anhydride and open chain monoanhydride were then added while stirring in argon countercurrent. Subsequently, catalyst (1 mol% based on the total amount of the anhydrides used) was added with stirring in an argon countercurrent catalyst. The resulting reaction mixture was heated under reflux to 40 ° C internal temperature and stirred for 12 hours under reflux at 40 ° C and 48 h at 25 ° C (at a stirring speed of 300 U / min). Subsequently, the resulting reaction mixture was poured into 100 mL of saturated aqueous sodium carbonate solution. The organic phase was separated and the aqueous phase extracted three times with 100 mL dichloromethane. The organic fractions were combined and the volatiles removed under reduced pressure. The distillation residue was dried for 16 hours at 2 × 10 -3 bar.
Vorschrift 2 : Herstellung von Polyacetal-Polyestern in Reaktor 2 (geschlossenes System ohne Druckaus gleich) Regulation 2: Preparation of polyacetal polyesters in reactor 2 (closed system without pressure equalization)
In Reaktor 2 wurden zyklisches Anhydrid und gegebenenfalls Katalysator vorgelegt. Der Reaktor wurde verschlossen und viermal mit 3 bar Argon beaufschlagt und gegen Atmosphärendruck entspannt. In einem ausgeheizten Schlenkrohr wurde unter Argon-Atmosphäre Aldehyd in 20 mL trockenem Dichlormethan gelöst. Die resultierende Lösung wurde mit einer Spritze über Zugang 1 gegen einen Argon-Strom in Reaktor 2 überführt. Anschließend wurde das Schlenkrohr mit 20 mL trockenem Dichlormethan gespült und die Spüllösung ebenfalls mit einer Spritze über Zugang 1 gegen einen Argon-Strom in Reaktor 2 überführt. Im Anschluss wurde im gleichen Schlenkrohr unter Argon-Atmosphäre offenkettiges Monoanhydrid in 20 mL trockenem Dichlormethan gelöst. Falls zu Beginn in Reaktor 2 kein Katalysator vorgelegt wurde, wurde nun zur Lösung des offen- kettigen Monoanhydrids Katalysator gegeben. Die resultierende Lösung wurde mit einer Spritze über Zugang 1 gegen einen Argon-Strom in Reaktor 2 überführt. Anschließend wurde das Schlenkrohr mit 20 mL trockenem Dichlormethan gespült und die Spüllösung ebenfalls mit einer Spritze über Zugang 1 gegen einen Argon-Strom in Reaktor 2 überführt. Im nächsten Schritt wurde Zugang 1 abgesperrt, der Reaktor mit 3 bar Argon beaufschlagt und das Gaseinlassventil geschlossen. Das Reaktiongemisch wurde unter Rühren bei 800 U/min auf 100 °C beheizt und nach Erreichen der Temperatur weitere 18 h bei dieser Temperatur gerührt. Anschließend wurde die Heizung abgestellt. Nachdem die Innentemperatur auf 30 °C gesunken war, wurde der Reaktor gegen Atmosphärendruck entspannt. Nach Öffnen des Reaktors wurde der Reaktorinhalt über einen Papierfilter in einen Rundkolben enthaltend Natriumacetat und einen Magnet-Rührstab filtriert. Reaktor 2 wurde zweimal mit 20 mL Dichlormethan ausgespült, der Filterrückstand mit der jeweiligen Spüllösung gewaschen und die Waschlösungen mit dem Filtrat vereinigt. Anschließend wurde das erhaltene Gemisch 45 min bei 300 U/min gerührt. Im Anschluss wurde das Gemisch über einen Papierfilter filtriert. Der Rundkolben wurde zweimal mit 20 mL Dichlormethan ausgespült, der Filterrückstand mit der jeweiligen Spüllösung gewaschen und die Waschlösungen mit dem Filtrat vereinigt. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile unter vermindertem Druck wurde der Destillationsrückstand 1 Stunde bei 2 χ 10"3 bar getrocknet. Reactor 2 was charged with cyclic anhydride and optionally with catalyst. The reactor was closed and exposed to 3 bar argon four times and relaxed against atmospheric pressure. In a heated Schlenk tube was under argon atmosphere aldehyde in 20 mL dissolved dry dichloromethane. The resulting solution was transferred to Reactor 2 via a syringe via Access 1 against an argon stream. Subsequently, the Schlenk tube was rinsed with 20 mL of dry dichloromethane and the rinse solution was also transferred via a syringe via access 1 against an argon stream in reactor 2. Subsequently, in the same Schlenk tube under argon atmosphere, open-chain monoanhydride was dissolved in 20 mL of dry dichloromethane. If no catalyst was initially charged in reactor 2, then catalyst was added to the solution of the open-chain monoanhydride. The resulting solution was transferred to Reactor 2 via a syringe via Access 1 against an argon stream. Subsequently, the Schlenk tube was rinsed with 20 mL of dry dichloromethane and the rinse solution was also transferred via a syringe via access 1 against an argon stream in reactor 2. In the next step, access 1 was shut off, the reactor charged with 3 bar argon and the gas inlet valve closed. The reaction mixture was heated with stirring at 800 U / min to 100 ° C and stirred after reaching the temperature for a further 18 h at this temperature. Then the heater was turned off. After the internal temperature had dropped to 30 ° C, the reactor was depressurized. After opening the reactor, the reactor contents were filtered through a paper filter into a round bottom flask containing sodium acetate and a magnetic stir bar. Reactor 2 was rinsed twice with 20 ml of dichloromethane, the filter residue was washed with the respective rinse solution, and the washings were combined with the filtrate. Subsequently, the resulting mixture was stirred at 300 rpm for 45 minutes. Subsequently, the mixture was filtered through a paper filter. The round bottom flask was rinsed twice with 20 mL dichloromethane, the filter residue washed with the respective rinse solution and the washings combined with the filtrate. After removal of the volatiles under reduced pressure, the distillation residue was dried for 1 hour at 2 × 10 -3 bar.
B eispiel 1 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-Copolymer (Polyacetal- Polyester) erhalten nach Vorschrift 1 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenre gulator und Trifluormethansulfonsäure als Katalysator, Verhältnis offenkettiges Monoanhydrid : zyklisches Anhydrid = 1 : 1 0. Example 1: formaldehyde / B-type anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 1 using acetic anhydride as a chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst, ratio open-chain monoanhydride: cyclic anhydride = 1: 1 0.
Entsprechend Vorschrift 1 wurden 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure, 5,34 g Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd), 5,50 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,55 g (5,4 mmol) Essig- säureanhydrid eingesetzt. Nach Trocknung im Vakuum wurden 7,76 g eines gelben viskosen Öls erhalten. Eine Fraktion (0,97 g) des Produktes wurde in 50 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 0,69 g eines gelben Öls erhalten. According to protocol 1, 50 μM trifluoromethanesulfonic acid, 5.34 g trioxane (corresponding to 177 mmol formaldehyde), 5.50 g (55 mmol) succinic anhydride and 0.55 g (5.4 mmol) acetic anhydride were used. After drying in vacuo, 7.76 g of a yellow viscous oil were obtained. A fraction (0.97 g) of the product was taken up in 50 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. After removing the volatiles of the filtrate under reduced pressure, 0.69 g of a yellow oil was obtained.
Das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht betrug MWth = 2109 g/mol. „„ The theoretical number average target molecular weight was MWth = 2109 g / mol. ""
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Über Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gegen Polystyrol-Standards mit Chloroform als Eluent wurde ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn = 2091 g/mol und ein Polydispersitätsindex PDI = 1,99 ermittelt. By gel permeation chromatography (GPC) against polystyrene standards with chloroform as the eluent, a number average molecular weight M n = 2091 g / mol and a polydispersity index PDI = 1.99 were determined.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -28,5 °C bestimmt. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g = -28.5 ° C was determined.
IR: v = 2975 (vw, v[CH2]), 1737 (s, v[C=0]), 1559 (w), 1411 (w), 1359 (w), 1319 (vw), 1207 (vw), 1115 (s), 1078 (vw), 909 (vs), 835 (vw), 805 (vw) , 661 (vw) cm"1. IR: v = 2975 (vw, v [CH 2 ]), 1737 (s, v [C = 0]), 1559 (w), 1411 (w), 1359 (w), 1319 (vw), 1207 (vw ), 1115 (s), 1078 (vw), 909 (vs), 835 (vw), 805 (vw), 661 (vw) cm "1 .
'Η-ΝΜΡν (400 MHz, CDC13): δ = 2,10 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,69 (m, 20,9449 H, C(0)CH2CH2C(0)), 4,89 (m, 9,0759 H, CH20-CH20-CH20), 5,37 (m, 17,2049 H, C(0)0-CH20- CH20), 5,76 (m, 2,6836 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. 'Η-ΝΜΡν (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 2.10 (m, 3.000 H, C (O) CH 3 ), 2.69 (m, 20.9449 H, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 4.89 (m, 9.0759 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.37 (m, 17.2049 H, C (0) 0-CH 2 0 - CH 2 0), 5.76 (m, 2.6836 H, C (O) O-CH 2 O-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 10,48 : 28,96. According to 1 H-NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 CH 2 C (O): CH 2 O = 2: 10.48: 28.96.
Damit ist IHAVG = 2,52. Thus, IHAVG = 2.52.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 2019 g/mol. 13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)),The average molecular weight is MWAVG = 2019 g / mol. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 28.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 28.9 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)),
79.4 (+, CH20), 79,5 (+,CH20), 85,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,8 (+, CH20),79.4 (+, CH 2 O), 79.5 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 0), 90.8 (+, CH 2 0),
92.5 (+, CH20), 171,6 (+, C=0) ppm. 92.5 (+, CH 2 0), 171.6 (+, C = 0) ppm.
Per HMBC-NMR-Spektroskopie wurde eine Fernkopplung eines 13C-NMR-Signals bei 171,6 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,76 ppm und einem 'H-NMR-Signal bei 5,37 ppm beobach- tet, welche Oxymethylengruppen zugeordnet wurden. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die aus den Anhydriden hervorgehenden Estergruppen an Oxymethylengruppen gebunden sind. Remote coupling of a 13 C NMR signal at 171.6 ppm (C = 0) to an 'H NMR signal at 5.76 ppm and an' H NMR signal at 5, was determined by HMBC NMR spectroscopy. 37 ppm were observed, which were assigned to oxymethylene groups. This demonstrates beyond any doubt that the ester groups resulting from the anhydrides are bound to oxymethylene groups.
Weiterhin wurden per HMBC-Spektroskopie folgende Fernkopplungen zwischen Oxymethylen- Gruppen (Zuordnung der 13C-NMR-Signale zu den entsprechenden 'H-NMR-Signalen per HSQC- NMR-Spektroskopie) beobachtet: 13C-NMR /'H-NMR Fernkopplung zu 1H-NMR/13C-NMR Furthermore, the following remote couplings between oxymethylene groups (assignment of the 13 C NMR signals to the corresponding 'H NMR signals by HSQC NMR spectroscopy) were observed by HMBC spectroscopy: 13 C NMR /' H NMR remote coupling to 1 H-NMR / 13 C-NMR
85,9 ppm /5,37 ppm 4,89 ppm/89,3-92,5 ppm 85.9 ppm / 5.37 ppm 4.89 ppm / 89.3-92.5 ppm
87,1 ppm/5,37 ppm 5,37 ppm/87,1 ppm 87.1 ppm / 5.37 ppm 5.37 ppm / 87.1 ppm
90,8 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/90,8 ppm; 5,37 ppm/87,1 ppm 90.8 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 90.8 ppm; 5.37 ppm / 87.1 ppm
92,5 ppm/4,89 ppm 5,37 ppm/87,1 ppm „„ 92.5 ppm / 4.89 ppm 5.37 ppm / 87.1 ppm ""
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Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Bindungen von den an Estergruppen gebundenen Oxymethy- lengruppen bei 85,9 bzw. 87,1 ppm (13C-NMR-Signal) und5,37 ppm ('H-NMR-Signal) zu weiteren Oxymethylen-Gruppen bestehen. This demonstrates beyond any doubt that bonds of the oxymethylene groups bonded to ester groups at 85.9 and 87.1 ppm ( 13 C-NMR signal) and 5.37 ppm ('H-NMR signal) lead to further oxymethylene groups consist.
Damit ist die Struktur der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester zweifelsfrei bewiesen. Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 218 °C ermittelt. Thus, the structure of the polyacetal polyester of the invention is proven beyond doubt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 218 ° C was determined.
B eispiel 2 : F ormaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-C opolymer erhalten nach Vorschrift 1 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenre gulator und Trifluormethansulfonsäure als Katalysator, Verhältnis offenkettiges Monoanhyd- rid : zyklisches Anhydrid = 1 : 1 00. EXAMPLE 2 Fumaricdehyde / B is obtained according to procedure 1 using acetic anhydride as chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst, ratio open-chain monoanhydride: cyclic anhydride = 1: 100.
Entsprechend Vorschrift 1 wurden 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure, 5,34 g Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd), 5,55 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,05 mL (0,054 g, 0,53 mmol) Essigsäureanhydrid eingesetzt. Nach Trocknung im Vakuum wurden 8,19 g eines gelben viskosen Öls erhalten. Eine Fraktion (0,43 g) des Produktes wurde in 50 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 0,27 g eines gelben Öls erhalten. According to protocol 1, 50 μM trifluoromethanesulfonic acid, 5.34 g trioxane (corresponding to 177 mmol formaldehyde), 5.55 g (55 mmol) succinic anhydride and 0.05 mL (0.054 g, 0.53 mmol) acetic anhydride were used. After drying in vacuo, 8.19 g of a yellow viscous oil were obtained. A fraction (0.43 g) of the product was taken up in 50 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. Removal of the volatile constituents of the filtrate under reduced pressure gave 0.27 g of a yellow oil.
Das theoretische zahlenmittlere Zielmolekulargewicht betrug MWth = 20649 g/mol. The theoretical number average target molecular weight was MWth = 20649 g / mol.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. The product is soluble in chloroform.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde keine Glasübergangstemperatur beobachtet. IR: v = 2982 (vw, v[CH2]), 2927 (vw, v[CH3]), 1735 (s, v[C=0]), 1464 (vw), 1410 (w), 1358 (w), 1319 (vw), 1238 (vw), 1205 (vw), 1155 (vw), 1116 (s), 1077 (vw), 917 (vs), 836 (vw), 803 (vw) , 553 (vw) cm"1. No glass transition temperature was observed by differential scanning calorimetry (DSC). IR: v = 2982 (vw, v [CH 2 ]), 2927 (vw, v [CH 3 ]), 1735 (s, v [C = 0]), 1464 (vw), 1410 (w), 1358 ( w), 1319 (vw), 1238 (vw), 1205 (vw), 1155 (vw), 1116 (s), 1077 (vw), 917 (vs), 836 (vw), 803 (vw), 553 ( vw) cm "1 .
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 2,11 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,69 (m, 201,3750 H, C(0)CH2CH2C(0)), 4,90 (m, 47,8427 H, CH20-CH20-CH20), 5,36 (m, 146,3479 H, C(0)0- CH20-CH20), 5,77 (m, 25,46255 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 2.11 (m, 3.000 H, C (0) CH 3), 2.69 (m, H 201.3750, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 4.90 (m, 47.8427 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.36 (m, H 146.3479, C (0) 0- CH2 0 -CH 2 O), 5.77 (m, 25.46255 H, C (O) O-CH 2 O-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 100,69 : 219,65. According to 1 H-NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 CH 2 C (0): CH 2 O = 2: 100.69: 219.65.
Damit ist n vo This is n vo
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 16774 g/mol. „ Λ The average molecular weight is MWAVG = 16774 g / mol. " Λ
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13C-APT-NMR (125 MHz, CDC13): δ = 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 79,5 (+,CH20), 85,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 92,5 (+, CH20), 171,6 (+, C=0) ppm. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3 ): δ = 28.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 28.9 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 79.5 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 90.8 (+, CH 2 O), 92.5 (+, CH 2 O), 171.6 (+, C = 0) ppm.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 217 °C ermit- telt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 217 ° C was determined.
Vergleich comparison
Tabelle 1 : Molekulargewichtskontrolle durch Einstellung des Verhältnisses offenkettiges Monoan- hydrid : zyklisches Anhydrid bei der Herstellung von Polyacetal-Polyestern.a Table 1: Molecular weight control by adjusting the ratio of open-chain monoanhydride: cyclic anhydride in the preparation of polyacetal polyesters. a
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0001
a Erhalten unter Verwendung von Vorschrift 1 mit Trifluormethansulfonsäure als Katalysator; Al- dehyd = Trioxan, zyklisches Anhydrid = Bernsteinsäureanhydrid, offenkettiges Monoanhydrid = a Obtained using Procedure 1 with trifluoromethanesulfonic acid as catalyst; Aldehyde = trioxane, cyclic anhydride = succinic anhydride, open-chain monoanhydride logo CNRS logo INIST
Essigsäureanhydrid, molares Verhältnis Aldehyd : Gesamtmenge Anhydrid = 3 : 1 Acetic anhydride, molar ratio of aldehyde: total anhydride = 3: 1
Die erfindungsgemäßen Beispiele 1 und 2 zeigen, dass erfindungsgemäße Polyacetal-Polyester nach einem erfindungsgemäßen Verfahren durch Reaktion eines Aldehyds (Trioxan) mit einem zyklischen Anhydrid (Bernsteinsäureanhydrid) in Gegenwart eines Katalysators (Trifluormethan- sulfonsäure) und eines offenkettigen Monoanhydrids (Essigsäureanhydrid) als Kettenregulator erhältlich sind. Examples 1 and 2 according to the invention show that polyacetal polyesters of the invention are obtainable by a process according to the invention by reacting an aldehyde (trioxane) with a cyclic anhydride (succinic anhydride) in the presence of a catalyst (trifluoromethanesulfonic acid) and an open-chain monoanhydride (acetic anhydride) as a chain regulator are.
Der Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele 1 und 2 zeigt, dass durch Veränderung des molaren Verhältnisses offenkettiges Monoanhydrid zu zyklischem Anhydrid bei Beibehaltung des molaren Verhältnisses an Aldehyd zur Gesamtmenge an Anhydriden unter anderweitig gleichen Reaktionsbedingungen Produkte mit unterschiedlichem durchschnittlichem Molekulargewicht MWAVG erhalten werden, wobei das erhaltene durchschnittliche Molekulargewicht MWAVG im Bereich von 50% bis 150% des theoretischen zahlenmittleren Molekulargewichts liegt. Die Funktion des offenkettigen Monoanhydrids als Kettenregulator ist damit zweifelsfrei bewiesen. „ Comparison of Examples 1 and 2 of the present invention shows that by changing the molar ratio of open-chain monoanhydride to cyclic anhydride while maintaining the molar ratio of aldehyde to total anhydride under otherwise similar reaction conditions, products having different average molecular weight MWAVG, the average molecular weight obtained MWAVG is in the range of 50% to 150% of the theoretical number average molecular weight. The function of the open-chain monoanhydride as a chain regulator is thus proved beyond doubt. "
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B eispiel 3 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-Copolymer (Polyacetal- Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenre gulator und Trifluormethansulfonsäure als Katalysator Example 3: Formaldehyde / B-type anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as a chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,50 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid vorge- legt und sukzessive 5,34 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd), 0,55 g (5,4 mmol) Essigsäureanhydrid und 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure zugegeben. Nach Trocknung im Vakuum wurden 10,75 g einer bernsteinfarbenen ölartigen Suspension erhalten. Eine Fraktion (2,33 g) des Produktes wurde in 100 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 1,85 g eines bernsteinfarbenen Öls erhalten. According to procedure 2, 5.50 g (55 mmol) of succinic anhydride were initially introduced in reactor 2 and successively 5.34 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde), 0.55 g (5.4 mmol) of acetic anhydride and 50 μΕ Trifluoromethanesulfonic added. After drying in vacuo, 10.75 g of an amber oily suspension were obtained. A fraction (2.33 g) of the product was taken up in 100 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. Removal of the volatiles of the filtrate under reduced pressure gave 1.85 g of an amber oil.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. The product is soluble in chloroform.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -39,5 °C bestimmt. A glass transition temperature T g = -39.5 ° C was determined by differential scanning calorimetry (DSC).
IR: v = 2982 (vw, v[CH2]), 2926 (vw, v[CH3]), 1863 (vw, v[C=0]), 1784 (w, v[C=0]), 1736 (s, v[C=0]), 1460 (vw), 1411 (w), 1361 (w), 1319 (vw), 1206 (vw), 1116 (s), 1079 (vw), 1046 (w), 904 (vs), 835 (vw), 735 (vw), 606 (vw), 561 (vw) cm"1. IR: v = 2982 (vw, v [CH 2 ]), 2926 (vw, v [CH 3 ]), 1863 (vw, v [C = 0]), 1784 (w, v [C = 0]), 1736 (s, v [C = 0]), 1460 (vw), 1411 (w), 1361 (w), 1319 (vw), 1206 (vw), 1116 (s), 1079 (vw), 1046 (w ), 904 (vs), 835 (vw), 735 (vw), 606 (vw), 561 (vw) cm "1 .
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 2,09 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,69 (m, 18,0341 H, C(0)CH2CH2C(0)), 2,99 (s, 5,1749 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,68 (s, 0,7834 H), 4,91 (m, 7,3470 H, CH20-CH20-CH20), 5,14 (s, 0,3365 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,35 (m, 10,3368 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,75 (m, 3,4860 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 2.09 (m, 3.000 H, C (0) CH 3), 2.69 (m, 18.0341 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 2.99 (s, 5.1749 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.68 (s, 0.7834 H), 4.91 (m , 7.3470 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.14 (s, 0.3365 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.35 (m, 10.3368 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.75 (m, 3.4860 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 9,02 : 21,17. According to 1 H-NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 CH 2 C (0): CH 2 O = 2: 9.02: 21.17.
Damit ist n vc = 2,11. Thus n vc = 2.11.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 1640 g/mol. 13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 20,8 (-, C(0)CH3), 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,6 (+,The average molecular weight is MWAVG = 1640 g / mol. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 20.8 (-, C (O) CH 3 ), 28.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 28 , 6 (+,
C(0)CH2CH2C(0)), 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 78,5 (+, CH20), 79,4 (+, CH20), 79,5 (+,CH20), 85,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 92,4 (+, CH20), 171,1 (+, C=0), 171,6 (+, C=0), 171,7 (+, C=0) ppm. C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.9 (+, C (O) CH 2 CH 2 C ( 0)), 29.4 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 78.5 (+, CH 2 O), 79.4 (+, CH 2 O), 79.5 ( +, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 O) , 90.8 (+, CH 2 O), 92.4 (+, CH 2 O), 171.1 (+, C = 0), 171.6 (+, C = 0), 171.7 (+ , C = 0) ppm.
Per thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 146 °C ermittelt. „„ By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 146 ° C was determined. ""
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B eispiel 4 (Vergleichsbeispiel) : Umsetzung von Trioxan mit Essigsäureanhydrid nach Vorschrift 2 in Abwesenheit eines zyklischen Anhydrids unter Verwendung von Trifluormethansulfonsäure als Katalysator EXAMPLE 4 (Comparative Example) Reaction of trioxane with acetic anhydride according to procedure 2 in the absence of a cyclic anhydride using trifluoromethanesulfonic acid as catalyst
In Reaktor 2 wurden in Abwesenheit eines zyklischen Anhydrids entsprechend Vorschrift 2 5,35 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) und ein Gemisch aus 6,07 g (60 mmol) Essigsäureanhydrid und 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure gegeben. Nach dem Entfernen der flüchtigen Bestandteile unter verminderten Druck wurden 9,56 g einer niederviskosen Flüssigkeit erhalten. Auf eine Trocknung im Vakuum wurde verzichtet. In reactor 2, in the absence of a cyclic anhydride according to procedure 2, 5.35 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and a mixture of 6.07 g (60 mmol) of acetic anhydride and 50 μM of trifluoromethanesulfonic acid were added. After removing the volatiles under reduced pressure, 9.56 g of a low-viscosity liquid were obtained. On drying in vacuo was omitted.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. 'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 2,07 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 4,87 (m, 0,5923 H, CH20-CH20-The product is soluble in chloroform. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 2.07 (m, 3.000 H, C (0) CH 3), 4.87 (m, 0.5923 H, CH 2 0-CH 2 0-
CH20), 5,11 (s, 0,4117 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,30 (m, 1,0879 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,68 (s, 0,4297 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. ((S, 0.4117 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.30 (m, 1.0879 H, C 0) CH2 0), 5.11 0 0 CH 2-CH 2 0) , 5.68 (s, 0.4897 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : CH20 = 2 : 2,11. According to 'H-NMR spectroscopy the ratio is CH 3 CO: CH 2 0 = 2: 2,11.
Damit ist n vc = 2,11. Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 165,5 g/mol. Thus n vc = 2.11. The average molecular weight is MWAVG = 165.5 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 20,7 (-, CH3C(0)), 20,9 (-, CH3C(0)), 21,0 (-, CH3C(0)), 79,2 (+, CH20), 85,5 (+, CH20), 85,6 (+, CH20), 86,9 (+, CH20), 89,2 (+, CH20), 89,2 (+, CH20), 89,2 (+, CH20), 90,7 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 92,4 (+, CH20), 93,6 (+, CH20, Trioxan), 169,8 (+, C=0) ppm. B eispiel 5 (Vergleichsbeispiel) : Formaldehyd/B ernsteinsäureester-C opolymer erhalten nach Vorschrift 2 in Abwesenheit eines offenkettigen Monoanhydrids als Kettenre gulator unter Verwendung von Trifluormethansulfonsäure als Katalysator 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 20.7 (-, CH 3 C (0)), 20.9 (-, CH 3 C (0)), 21.0 (-, CH 3 C (0)), 79.2 (+, CH 2 O), 85.5 (+, CH 2 O), 85.6 (+, CH 2 O), 86.9 (+, CH 2 O) , 89.2 (+, CH 2 O), 89.2 (+, CH 2 O), 89.2 (+, CH 2 O), 90.7 (+, CH 2 O), 90.8 (+ , CH 2 O), 92.4 (+, CH 2 O), 93.6 (+, CH 2 O, trioxane), 169.8 (+, C = 0) ppm. EXAMPLE 5 (Comparative Example): Formaldehyde / B ernstoic acid ester copolymer obtained according to procedure 2 in the absence of an open-chain monoanhydride as a chain regulator using trifluoromethanesulfonic acid as catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,51 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid vorge- legt und sukzessive 5,34 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) und 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure zugegeben. Nach Trocknung im Vakuum wurden 10,13 g eines braunen Feststoffs erhalten. Eine Fraktion (0,97 g) des Produktes wurde in 100 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 0,56 g eines braunen Feststoffs erhalten. Damit wurden lediglich 57,7 Gew.-% des Produktes im Filtrat vorgefunden, während 42,3 Gew.-% des Produktes als unlöslicher Feststoff erhalten wurden. Die lösliche Fraktion wurde wie folgt analysiert: In accordance with protocol 2, 5.51 g (55 mmol) of succinic anhydride were initially introduced in reactor 2, and 5.34 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and 50 μM of trifluoromethanesulfonic acid were successively added. After drying in vacuo, 10.13 g of a brown solid were obtained. A fraction (0.97 g) of the product was taken up in 100 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. Removal of the volatiles of the filtrate under reduced pressure gave 0.56 g of a brown solid. Thus, only 57.7% by weight of the product was found in the filtrate, while 42.3% by weight of the product was obtained as an insoluble solid. The soluble fraction was analyzed as follows:
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -32,5 °C bestimmt. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g = -32.5 ° C was determined.
IR: v = 2980 (vw, v[CH2]), 2932 (vw, v[CH2]), 1734 (s, v[C=0]), 1682 (vw), 1416 (w), 1360 (w), 1316 (vw), 1197 (vw), 1156 (vw), 1115 (s), 1025 (w), 908 (vs), 835 (vw), 802 (vw), 735 (vw), 606IR: v = 2980 (vw, v [CH 2 ]), 2932 (vw, v [CH 2 ]), 1734 (s, v [C = 0]), 1682 (vw), 1416 (w), 1360 ( w), 1316 (vw), 1197 (vw), 1156 (vw), 1115 (s), 1025 (w), 908 (vs), 835 (vw), 802 (vw), 735 (vw), 606
(vw) cm"1. (vw) cm "1 .
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 1,23 (m, 28,8106 H), 2,10 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,69 (m, 347,0078 H, C(0)CH2CH2C(0)), 3,00 (s, 4,8116 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,69 (s, 33,1471 H), 4,14 (m, 12,3523 H), 4,89 (m, 72,9132 H, CH20-CH20-CH20), 5,15 (s, 8,7264 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,37 (m, 144,2745 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,76 (m, 59,8011 H,'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 1.23 (m, 28.8106 H), 2.10 (m, 3.000 H, C (0) CH3), 2.69 (m, 347 , 0078 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 3.00 (s, 4.8116 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.69 (s , 33.1471 H), 4.14 (m, 12.3523 H), 4.89 (m, 72.9132 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.15 (s, 8 , 7264 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.37 (m, H 144.2745, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.76 (m, 59.8011 H,
C(0)0-CH20-C(0)) ppm. C (0) 0 -CH 2 0-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt mwo = 1,60. According to 'H-NMR spectroscopy, mwo = 1.60.
Eine Bestimmung des durchschnittlichen Molekulargewichts per 'H-NMR-Spektroskopie ist nicht möglich. 13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 28,6 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)),A determination of the average molecular weight by 'H-NMR spectroscopy is not possible. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 28.6 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 28.7 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)),
28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,1 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 52,1 (-), 78,6 (+, CH20), 79,5 (+, CH20), 85,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 171,1 (+, C=0), 171,6 (+, C=0). 28.9 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 29.1 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 29.4 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (O)), 52.1 (-), 78.6 (+, CH 2 O), 79.5 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 90.8 (+, CH 2 O), 171.1 (+, C = 0), 171.6 (+, C = 0).
Per thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 95 °C ermittelt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 95 ° C was determined.
Vergleich comparison
Tabelle 2: Herstellung von Polyacetal-Polyesterna in Anwesenheit bzw. Abwesenheit von zyklischen Anhydriden und offenkettigen Monoanhydriden. Table 2: Preparation of polyacetal polyesters a in the presence or absence of cyclic anhydrides and open-chain monoanhydrides.
Beispiel Anwesenheit Unlösliche Fraktion MWAVG Td offenkettiges zyklisches [Gew.-%] [g/mol] [°C] Monoanhydrid Anhydrid Example Presence Insoluble fraction MWAVG T d open-chain cyclic [wt%] [g / mol] [° C] monoanhydride anhydride
3 ja ja 20,6 1640 146 3 yes yes 20,6 1640 146
4 (Vgl.) ja nein 0 166 n.b. 4 (cf.) Yes no 0 166 n.b.
5 (Vgl.) nein ja 42,3 n.b. 95 a Erhalten unter Verwendung von Vorschrift 2 mit Trifluormethansulfonsäure als Katalysator; Aldehyd = Trioxan, zyklisches Anhydrid = Bernsteinsäureanhydrid, offenkettiges Monoanhydrid = Essigsäureanhydrid, molares Verhältnis Aldehyd : Gesamtmenge Anhydrid = 3 : 1 ; n.b. = nicht bestimmbar. Das erfindungsgemäße Beispiel 3, belegt, dass durch Reaktion eines Aldehyds (Trioxan) mit einem zyklischen Anhydrid (Bernsteinsäureanhydrid) in Gegenwart eines Katalysators (Trifluormethansulfonsäure) und eines offenkettigen Monoanhydrids (Essigsäureanhydrid) erfindungsgemäße Polyacetal-Polyester erhalten werden. 5 (no.) No yes 42.3 nb 95 a Obtained using Procedure 2 with trifluoromethanesulfonic acid as catalyst; Aldehyde = trioxane, cyclic anhydride = succinic anhydride, open chain monoanhydride = acetic anhydride, aldehyde molar ratio: total anhydride = 3: 1; nb = not determinable. Example 3 according to the invention demonstrates that polyacetal polyesters according to the invention are obtained by reacting an aldehyde (trioxane) with a cyclic anhydride (succinic anhydride) in the presence of a catalyst (trifluoromethanesulfonic acid) and an open-chain monoanhydride (acetic anhydride).
Der Vergleich von Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel) mit dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 zeigt, dass keine erfindungsgemäßen Polyacetyl-Polyester erhalten werden, wenn unter den gleichen Bedingungen Trioxan als Aldehyd in Anwesenheit von Trifluormethansulfonsäure als Katalysator und Essigsäureanhydrid als offenkettiges Monoanhydrid, jedoch in Abwesenheit eines zyklischen Anhydrids reagiert (entsprechend dem Stand der Technik, Angew. Chem. 1962(74), 248). Stattdessen werden niedermolekulare Produkte mit einem Molekulargewicht < 232 g/mol erhalten. Der Vergleich von Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) mit dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 zeigt, dass die Reaktion von Trioxan als Aldehyd mit Bernsteinsäureanhydrid als offenkettigem Monoanhydrid in Anwesenheit von Trifluormethansulfonsäure als Katalysator, jedoch in Abwesenheit eines offenkettigen Monoanhydrids unter anderweitig gleichen Bedingungen zu Produkten mit einem stark erhöhten, unlöslichem Feststoffanteil führt, welcher vermutlich auf die Bildung von Produkten mit hohem Molekulargewicht und/oder mit von Polyacetal-Polyester abweichender Struktur (z.B. Polyoxymethylen) zurückzuführen ist. Ferner wurde in Abwesenheit von offenkettigen Monoanhydriden ein thermisch instabiles Produkt mit einer Zersetzungstemperatur von 95 °C erhalten. Damit wurde gezeigt, dass in Abwesenheit von offenkettigen Monoanhydriden keine thermisch stabilen, erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester mit definierter Molekulargewichtsver- teilung erhalten werden. Comparison of example 4 (comparative example) with inventive example 3 shows that polyacetyl polyesters according to the invention are not obtained when under the same conditions trioxane as aldehyde in the presence of trifluoromethanesulfonic acid as catalyst and acetic anhydride as open chain monoanhydride but in the absence of a cyclic anhydride reacts (according to the prior art, Angew Chem 1962 (74), 248). Instead, low molecular weight products are obtained with a molecular weight <232 g / mol. Comparison of Example 5 (Comparative) with Example 3 of this invention shows that the reaction of trioxane as aldehyde with succinic anhydride as the open chain monoanhydride in the presence of trifluoromethanesulfonic acid as a catalyst but in the absence of an open chain monoanhydride under otherwise similar conditions greatly enhances products insoluble solid fraction, which is presumably due to the formation of high molecular weight products and / or polyacetal polyester-deviating structure (eg polyoxymethylene). Further, in the absence of open-chain monoanhydrides, a thermally unstable product having a decomposition temperature of 95 ° C was obtained. It was thus shown that, in the absence of open-chain monoanhydrides, no thermally stable polyacetal polyesters according to the invention with a defined molecular weight distribution are obtained.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel): Thermische Stabilität von Polyoxymethylen-Homopolymeren Example 6 (comparative example): Thermal stability of polyoxymethylene homopolymers
Per thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde die thermische Stabilität von Paraformaldehyd als Vertreter für oligomere Polyoxymethylen-Homopolymere untersucht. Es wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 129 °C ermittelt. ^ The thermal stability of paraformaldehyde as a representative of oligomeric polyoxymethylene homopolymers was investigated by thermogravimetric analysis (TGA). It was determined a decomposition temperature T d = 129 ° C. ^
Vergleich comparison
Tabelle 3: Thermische Stabilität von Polyacetal-Polyestern im Vergleich zu Polyoxymethylen- Homopolymeren. Table 3: Thermal stability of polyacetal polyesters compared to polyoxymethylene homopolymers.
Beispiel Produkt Td Example product T d
[°C] [° C]
1 Trioxan/Bernsteinsäureanhydrid-Copolymer 218 1 trioxane / succinic anhydride copolymer 218
6 (Vgl.) Paraformaldehyd (Formaldehyd-Homopolymer) 129 6 (See) paraformaldehyde (formaldehyde homopolymer) 129
Der Vergleich von Beispiel 1 zu Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel) zeigt, dass erfindungsgemäße Po- lyacetal-Polyester, in denen die Acetal-Einheiten von Formaldehyd abgeleitet sind, gegenüber Formaldehyd-Homopolymeren eine erhöhte thermische Stabilität aufweisen. The comparison of Example 1 to Example 6 (Comparative Example) shows that polyacetal polyesters according to the invention in which the acetal units are derived from formaldehyde have increased thermal stability over formaldehyde homopolymers.
B eispiel 7 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-Copolymer (Polyacetal- Polyester) erhalten nach Vorschrift 1 unter Verwendung von Bismuth(III)triflat als Katalysator Example 7: Formaldehyde / B A-type (polyacetal-polyester) copolymer obtained according to procedure 1 using bismuth (III) triflate as a catalyst
Entsprechend Vorschrift 1 wurden 402,1 mg Bismuth(III)triflat, 5,34 g Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd), 5,51 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,55 g (5,4 mmol) Essigsäureanhydrid eingesetzt. Nach Trocknung im Vakuum wurden 7,55 g eines gelben viskosen Öls erhalten. Eine Fraktion (0,95 g) des Produktes wurde in 50 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 0,63 g eines gelben Öls erhalten. According to procedure 1, 402.1 mg bismuth (III) triflate, 5.34 g trioxane (corresponding to 177 mmol formaldehyde), 5.51 g (55 mmol) succinic anhydride and 0.55 g (5.4 mmol) acetic anhydride were used. After drying in vacuo, 7.55 g of a yellow viscous oil were obtained. A fraction (0.95 g) of the product was taken up in 50 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. Removal of the volatiles of the filtrate under reduced pressure gave 0.63 g of a yellow oil.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. The product is soluble in chloroform.
Über Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gegen Polystyrol-Standards mit Chloroform als Eluent wurde ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn = 1987 g/mol und ein Polydispersitätsindex PDI = 1,52 ermittelt. By gel permeation chromatography (GPC) against polystyrene standards with chloroform as the eluent, a number average molecular weight M n = 1987 g / mol and a polydispersity index PDI = 1.52 were determined.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -25,3 °C bestimmt. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g = -25.3 ° C was determined.
IR: v = 2982 (vw, v[CH2]), 2930 (vw, v[CH3]), 1737 (s, v[C=0]), 1461 (w), 1410 (w), 1359 (w), 1319 (vw), 1205 (vw), 1119 (s), 1076 (vw), 1021 (vw), 931 (vs), 835 (vw), 803 (vw), 606 (vw), 556 (vw) cm"1. _ IR: v = 2982 (vw, v [CH 2 ]), 2930 (vw, v [CH 3 ]), 1737 (s, v [C = 0]), 1461 (w), 1410 (w), 1359 ( w), 1319 (vw), 1205 (vw), 1119 (s), 1076 (vw), 1021 (vw), 931 (vs), 835 (vw), 803 (vw), 606 (vw), 556 ( vw) cm "1 . _
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'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 2,11 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,69 (m, 18,4659 H, C(0)CH2CH2C(0)), 4,91 (m, 2,0817 H, CH20-CH20-CH20), 5,35 (m, 13,4495 H, C(0)0-CH20- CH20), 5,76 (m, 3,0719 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 2.11 (m, 3.000 H, C (0) CH 3), 2.69 (m, 18.4659 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 4.91 (m, 2.0817 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.35 (m, 13.4495 H, C (0) 0-CH 2 0 - CH 2 0), 5.76 (m, 3.0719 H, C (0) 0 -CH 2 0-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 9,23 : 18,60. According to 1 H NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 CH 2 C (0): CH 2 O = 2: 9, 23: 18.60.
Damit ist n vc = 1,82. Thus n vc = 1.82.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG= 1584 g/mol. The average molecular weight is MWAVG = 1584 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 21,0 (-, C(0)CH3), 28,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 79,4 (+, CH20), 79,5 (+, CH20), 85,9 (+, CH20), 86,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 87,2 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 92,4 (+, CH20), 171,4 (+, C=0), 171,6 (+, C=0) ppm. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 21.0 (-, C (O) CH 3 ), 28.4 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 28 , 7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 79.4 (+, CH 2 O), 79.5 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O ), 86.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 87.2 (+, CH 2 O), 90.8 (+, CH 2 O), 92.4 ( +, CH 2 O), 171.4 (+, C = 0), 171.6 (+, C = 0) ppm.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur von 220 °C ermittelt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature of 220 ° C was determined.
B eispiel 8 (Vergleichsbeispiel) : Umsetzung von Trioxan mit Bernsteinsäureanhydrid nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenregulator in Abwesenheit eines Katalysators EXAMPLE 8 (Comparative Example) Reaction of trioxane with succinic anhydride according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator in the absence of a catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,51 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid vorgelegt und sukzessive 5,34 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) und 0,56 g (5,5 mmol) Essigsäureanhydrid zugegeben. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile wurden 8,85 g eines farblosen kristallinen Feststoff erhalten. Das Produkt ist in Chloroform löslich. In accordance with protocol 2, 5.51 g (55 mmol) of succinic anhydride were initially charged in reactor 2, and 5.34 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and 0.56 g (5.5 mmol) of acetic anhydride were successively added. After removal of the volatiles, 8.85 g of a colorless crystalline solid were obtained. The product is soluble in chloroform.
'H-NMR (400 MHz, CDCI3): δ = 2,08 (s, 0,2582 H, C(0)CH3, Natriumacetat), 2,20 (s, 0,5696 H, C(0)CH3, Essigsäureanhydrid), 3,00 (s, 4 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydrid), 5,14 (s, 7,2957 H, CH20-CH20-CH20, Trioxan) ppm. 'H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 2.08 (s, 0.2582 H, C (0) CH3, sodium acetate), 2.20 (s, 0.5696 H, C (0) CH 3 , acetic anhydride), 3.00 (s, 4 H, C (O) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydride), 5.14 (s, 7.2957 H, CH 2 O-CH 2 O-CH 2 0, trioxane) ppm.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 22,2 (-, C(0)CH3, Essigsäureanhydrid, 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydrid), 93,7 (+, CH20, Trioxan), 170,9 (+, C=0, Bernsteinsäureanhydrid) ppm. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 22.2 (-, C (O) CH 3 , acetic anhydride, 28.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydride ), 93.7 (+, CH 2 O, trioxane), 170.9 (+, C = O, succinic anhydride) ppm.
Laut NMR-spektroskopischer Untersuchung wurde ein Gemisch aus den Einsatzstoffen Trioxan, Bernsteinsäureanhydrid und Essigsäureanhydrid erhalten. Es fand somit keine Umsetzung zu erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyestern statt. Λ According to NMR spectroscopy, a mixture of the starting materials trioxane, succinic anhydride and acetic anhydride was obtained. Thus, no conversion to polyacetal polyesters of the invention took place. Λ
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Vergleich comparison
Tabelle 4: Variation des Katalysators bei der Herstellung von Polyacetal-Polyesterna Table 4: Variation of the catalyst in the preparation of polyacetal polyesters a
Figure imgf000042_0001
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a Aldehyd = Trioxan, zyklisches Anhydrid = Bernsteinsäureanhydrid, offenkettiges Monoanhydrid = Essigsäureanhydrid, molares Verhältnis Aldehyd : Gesamtmenge Anhydrid = 3 : 1 ; molares Ver- hältnis offenkettiges Monoanhydrid : zyklisches Anhydrid = 1 : 10.  a aldehyde = trioxane, cyclic anhydride = succinic anhydride, open chain monoanhydride = acetic anhydride, aldehyde molar ratio: total anhydride = 3: 1; molar ratio open-chain monoanhydride: cyclic anhydride = 1: 10.
Die erfindungsgemäßen Beispiele 1, 7 und 3 zeigen, dass sowohl Bronsted-Säuren (Trifluorme- thansulfonsäure, CF3SO3H) als auch Lewis-Säuren (Bismuth(III)triflat, Biin(OTf)3) als Katalysatoren für die Herstellung von Polyacetal-Polyestern geeignet sind. Examples 1, 7 and 3 according to the invention show that both Bronsted acids (trifluoromethanesulfonic acid, CF 3 SO 3 H) and Lewis acids (bismuth (III) triflate, Bi in (OTf) 3) serve as catalysts for the preparation of polyacetal polyesters are suitable.
Der Vergleich von Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel) mit Beispiel 3 zeigt, dass unter anderweitig glei- chen Bedingungen keine Polyacetal-Polyester erhalten werden, wenn kein Katalysator im Reaktionsgemisch vorhanden ist. Damit ist die Notwendigkeit eines Katalysators für die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester zweifelsfrei bewiesen. The comparison of Example 8 (Comparative) with Example 3 shows that under otherwise similar conditions no polyacetal polyesters are obtained when no catalyst is present in the reaction mixture. Thus, the necessity of a catalyst for the preparation of polyacetal polyester of the invention has been proven beyond doubt.
B eispiel 9 : Formaldehyd/Glutarsäureanhydrid-Copolymer (Polyacetal-Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Ketten- re gulator und Trifluormethansulfonsäure als Katalysator EXAMPLE 9 Formaldehyde / glutaric anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 6,16 g (54 mmol) Glutarsäureanhydrid vorgelegt und sukzessive 5,34 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) sowie ein Gemisch aus 0,55 g (5,4 mmol) Essigsäureanhydrid und 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure eingesetzt. Nach Trocknung im Vakuum wurden 11,11 g einer bernsteinfarbenen Suspension erhalten. Eine Fraktion (1,16 g) des Produktes wurde in 100 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 0,89 g eines braunen Feststoffs erhalten. According to procedure 2, 6.16 g (54 mmol) of glutaric anhydride were initially charged in reactor 2 and successively 5.34 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and a mixture of 0.55 g (5.4 mmol) of acetic anhydride and 50 μΕ trifluoromethanesulfonic used. After drying in vacuo, 11.11 g of an amber-colored suspension were obtained. A fraction (1.16 g) of the product was taken up in 100 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. Removal of the volatiles of the filtrate under reduced pressure gave 0.89 g of a brown solid.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -48,5 °C bestimmt. The product is soluble in chloroform. A glass transition temperature T g = -48.5 ° C was determined by differential scanning calorimetry (DSC).
IR: v = 2977 (vw, v[CH2]), 2947 (vw, v[CH3]), 1737 (s, v[C=0]), 1706 (w, v[C=0]), 1454 (vw), 1414 (w), 1369 (vw), 1316 (vw), 1281 (vw), 1117 (s), 1052 (vw), 978 (vw), 925 (vs), 785 (vw), 736 (vw), 603 (vw), 523 (vw), 460 (vw) cm . IR: v = 2977 (vw, v [CH 2 ]), 2947 (vw, v [CH 3 ]), 1737 (s, v [C = 0]), 1706 (w, v [C = 0]), 1454 (vw), 1414 (w), 1369 (vw), 1316 (vw), 1281 (vw), 1117 (s), 1052 (vw), 978 (vw), 925 (vs), 785 (vw), 736 (vw), 603 (vw), 523 (vw), 460 (vw) cm.
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 1,95 (quint, 14,518 H, 7,16 Hz C(0)CH2CH2H2C(0)), 2,09 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,45 (m, 29,0559 H, C(0)CH2CH2H2C(0)), 3,66 (s, 0,6338 H), 4,89 (m, 4,2660 H, CH20-CH20-CH20), 5,15 (s, 1,1258 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,36 (m, 9,6645 H, C(0)0- CH20-CH20), 5,74 (m, 5,9513 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 14,52 : 19,88. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 1.95 (quint, 14.518 H, 7.16 Hz C (0) CH 2 CH 2 H 2 C (0)), 2.09 (m, 3,000 H, C (0) CH 3), 2.45 (m, 29.0559 H, C (0) CH 2 CH 2 H 2 C (0)), 3.66 (s, H 0.6338), 4 89 (m, 4.2660 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.15 (s, 1.1258 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.36 (m, 9 . 6645 H, C (0) 0- 0 CH 2-CH 2 0), 5.74 (m, 5.9513 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)) ppm. According to 'H-NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 CH 2 C (O): CH 2 O = 2: 14.52: 19.88.
Damit ist n vc = 1,28. Thus n vc = 1.28.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 2356 g/mol. The average molecular weight is MWAVG = 2356 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 19,5 (+, C(0)CH2CH2CH2C(0)), 19,5 (+, C(0)CH2CH2CH2C(0)), 20,8 (-, C(0)CH3), 32,7 (+, C(0)CH2CH2CH2C(0)), 32,9 (+, C(0)CH2CH2CH2C(0)), 33,0 (+, C(0)CH2CH2CH2C(0)), 33,1 (+, C(0)CH2CH2CH2C(0)), 79,3 (+, CH20), 85,7 (+, CH20), 87,0 (+,CH20), 87,3 (+, CH20), 89,1 (+, CH20), 90,9 (+, CH20), 92,4 (+, CH20), 171,7 (+, C=0), 178,9 (+, C=0) ppm. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 19.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 CH 2 C (0)), 19.5 (+, C (0) CH 2 CH 2 CH 2 C (0)), 20.8 (-, C (O) CH 3 ), 32.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 CH 2 C (O)), 32.9 (+ , C (O) CH 2 CH 2 CH 2 C (O)), 33.0 (+, C (O) CH 2 CH 2 CH 2 C (O)), 33.1 (+, C (O) CH 2 CH 2 CH 2 C (0)), 79.3 (+, CH 2 O), 85.7 (+, CH 2 O), 87.0 (+, CH 2 O), 87.3 (+, CH 2 O), 89.1 (+, CH 2 O), 90.9 (+, CH 2 O), 92.4 (+, CH 2 O), 171.7 (+, C = 0), 178 , 9 (+, C = 0) ppm.
Per HMBC-NMR-Spektroskopie wurde eine Fernkopplung eines 13C-NMR-Signals bei 171,7 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,74 ppm und einem 'H-NMR-Signal bei 5,36 ppm beobachtet, welche Oxymethylengruppen zugeordnet wurden. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die aus den Anhydriden hervorgehenden Estergruppen an Oxymethylengruppen gebunden sind. Remote coupling of a 13 C NMR signal at 171.7 ppm (C = 0) to an 'H NMR signal at 5.74 ppm and a' H NMR signal at 5, was determined by HMBC NMR spectroscopy. 36 ppm observed which oxymethylene groups were assigned. This demonstrates beyond any doubt that the ester groups resulting from the anhydrides are bound to oxymethylene groups.
Weiterhin wurden per HMBC-Spektroskopie folgende Fernkopplungen zwischen Oxymethylen- Gruppen (Zuordnung der 13C-NMR-Signale zu den entsprechenden 'H-NMR-Signalen per HSQC- NMR-Spektroskopie) beobachtet: Furthermore, the following remote coupling between oxymethylene groups (assignment of the 13 C NMR signals to the corresponding 'H NMR signals by HSQC NMR spectroscopy) was observed by HMBC spectroscopy:
13C-NMR /'H-NMR Fernkopplung zu 1H-NMR/13C-NMR 13 C-NMR / 'H-NMR Remote coupling to 1 H-NMR / 13 C-NMR
85,7 ppm /5,36 ppm 4,89 ppm/89,1-92,4 ppm 85.7 ppm / 5.36 ppm 4.89 ppm / 89.1-92.4 ppm
87,0 ppm/5,36 ppm 5,36 ppm/87,0 ppm 87.0 ppm / 5.36 ppm 5.36 ppm / 87.0 ppm
89,1 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/89,1 ppm ,„ 89.1 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 89.1 ppm , "
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90,9 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/90,9 ppm; 5,36 ppm/85,7 ppm 92,4 ppm/4,89 ppm 5,36 ppm/87,3 ppm 90.9 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 90.9 ppm; 5.36 ppm / 85.7 ppm 92.4 ppm / 4.89 ppm 5.36 ppm / 87.3 ppm
Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Bindungen von den an Estergrappen gebundenen Oxymethy- lengrappen bei 85,7 bzw. 87,0 ppm (13C-NMR-Signal) und 5,36 ppm ('H-NMR-Signal) zu weiteren Oxymethylen-Grappen bestehen. This demonstrates beyond any doubt that bonds between the oxymethyl groups bound to ester fragments at 85.7 and 87.0 ppm ( 13 C-NMR signal) and 5.36 ppm ('H-NMR signal) lead to further oxymethylene Grappen exist.
Damit ist die Struktur der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester zweifelsfrei bewiesen. Thus, the structure of the polyacetal polyester of the invention is proven beyond doubt.
B eispiel 1 0 : F ormaldehyd/Itacons äureanhydrid-C opolymer (Polyacetal-Polyester erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenre gulator und Bismuth(III triflat als Katalysator Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 6,05 g (54 mmol) Itaconsäureanhydrid und 0,354 gExample 1 0: Formaldehyde / Itaconic Acid Anhydride Copolymer (polyacetal polyester obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III triflate as catalyst) In accordance with procedure 2, 6.05 g (54 mmol) were added to reactor 2. Itaconic anhydride and 0.354 g
(0,54 mmol) Bismuth(III)triflat vorgelegt und sukzessive 5,34 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) und 0,55 g (5,4 mmol) Essigsäureanhydrid zugegeben. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile wurden 10,83 g eines bernsteinfarbenen Öls erhalten. (0.54 mmol) of bismuth (III) triflate and successively added 5.34 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and 0.55 g (5.4 mmol) of acetic anhydride. After removal of the volatiles, 10.83 g of an amber oil was obtained.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. 'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 2,08 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 3,36 (m, 6,3545 H,The product is soluble in chloroform. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 2.08 (m, 3.000 H, C (0) CH 3), 3.36 (m, 6.3545 H,
C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 3,60 (t, 2,6714 H, J = 2,56 Hz C(0)CH2C(=CH2)C(0), Itaconsäureanhydrid), 3,67 (s, 1,3946 H), 4,86 (m, 5,3049 H, CH20-CH20-CH20), 5,12 (s, 7,0287 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,24 (s, 0,9418 H, CH2C12) 5,35 (m, 6,3376 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,71 (m, 0,8019 H, C(0)0-CH20-C(0)), 5,80 (m, 3,6384 H, C(0)CH2C(=CH(H))C(0) & C(0)0-CH20-C(0)), 5,90 (m, 1,5847 H, C(0)CH2C(=CH(H))C(0) (Itaconsäureanhydrid) & C(0)0-CH20-C(0)), 6,41 (m, 3,3182 H, C(0)CH2C(=CH(H))C(0)), 6,48 (t, 1,1,3179 H, J = 2,76 Hz C(0)CH2C(=CH(H))C(0) (Itaconsäureanhydrid) ppm. C (0) CH 2 C (= CH 2 ) C (0)), 3.60 (t, 2.6714 H, J = 2.56 Hz C (0) CH 2 C (= CH 2 ) C (0 ), itaconic anhydride), 3.67 (s, 1.3946 H), 4.86 (m, 5.3049 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.12 (s, 7.0287 H, 3 x CH 2 O, trioxane), 5.24 (s, 0.9418 H, CH 2 Cl 2 ) 5.35 (m, 6.3376 H, C (O) O-CH 2 O-CH 2 0), 5.71 (m, 0.8019 H, C (O) O-CH 2 O-C (O)), 5.80 (m, 3.6384 H, C (O) CH 2 C (= CH (H)) C (O) & C (O) O-CH 2 O-C (O)), 5.90 (m, 1.5847 H, C (O) CH 2 C (= CH (H) ) C (0) (itaconic anhydride) & C (0) 0-CH 2 0-C (0)), 6,41 (m, 3,3182 H, C (0) CH 2 C (= CH (H)) C (0)), 6.48 (t, 1.1.3179 H, J = 2.76 Hz C (0) CH 2 C (= CH (H)) C (0) (itaconic anhydride) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2C(=CH2)C(0) : CH20 = 2 : 6,64 : 12,23. Damit ist n vo = 1,60. According to 1 H NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0): CH 2 O = 2: 6.64: 12.23. Thus n vo = 1.60.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 1214 g/mol. The average molecular weight is MWAVG = 1214 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 20,8 (-, C(0)CH3), 33,7 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0), Itaconsäureanhydrid), 37,1 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 37,2 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 37,3 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 37,4 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 38,2 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 38,3 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 79,9 (+, CH20), 86,0 (+, CH20), 86,9 (+,CH20), 87,1 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 92,3 (+, CH20), 93,6 (+, Trioxane), 126,6 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0), Itaconsäureanhydrid), 130,5 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 130,9 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 131,0 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 131,3 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 132,9 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 164,7 (+, C=0, Itaconsäureanhydrid), 168,0 (+, C=0), 171,0 (+, C=0), 176,2 (+, C=0) ppm. Per HMBC-NMR-Spektroskopie wurden Fernkopplungen eines 13C-NMR-Signals bei 171,0 ppm 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 20.8 (-, C (O) CH 3 ), 33.7 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0 ), Itaconic anhydride), 37.1 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 37.2 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0 ), 37.3 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 37.4 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0)) , 38.2 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 38.3 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 79 , 9 (+, CH 2 O), 86.0 (+, CH 2 O), 86.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 O), 90.8 (+, CH 2 O), 92.3 (+, CH 2 O), 93.6 (+, trioxanes), 126.6 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0), itaconic anhydride), 130.5 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 130.9 (+, C (0) CH 2 C (= CH 2 ) C (0)), 131.0 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 131.3 (+, C (0) CH 2 C (= CH 2 ) C (0)), 132.9 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 164.7 (+, C = O, itaconic anhydride), 168, 0 (+, C = 0), 171.0 (+, C = 0), 176.2 (+, C = 0) ppm. By HMBC NMR spectroscopy remote coupling of a 13 C NMR signal at 171.0 ppm
(C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,80 ppm und einem 'H-NMR- Signal bei 5,35 ppm sowie eines 13C-NMR-Signals bei 168,0 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,80 ppm und einem 'H-NMR-Signal bei 5,35 ppm beobachtet, welche Oxymethylengruppen zugeordnet wurden. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die aus den Anhydriden hervorgehenden Estergruppen an Oxyme- thylengruppen gebunden sind. (C = 0) to a 'H-NMR signal at 5.80 ppm and a' H-NMR signal at 5.35 ppm and a 13 C-NMR signal at 168.0 ppm (C = 0) observed an 'H NMR signal at 5.80 ppm and a' H NMR signal at 5.35 ppm assigned to oxymethylene groups. This demonstrates beyond any doubt that the ester groups resulting from the anhydrides are bonded to oxyme- thylene groups.
Weiterhin wurden per HMBC-Spektroskopie folgende Fernkopplungen zwischen Oxymethylen- Gruppen (Zuordnung der 13C-NMR-Signale zu den entsprechenden 'H-NMR-Signalen per HSQC- NMR-Spektroskopie) beobachtet: Furthermore, the following remote coupling between oxymethylene groups (assignment of the 13 C NMR signals to the corresponding 'H NMR signals by HSQC NMR spectroscopy) was observed by HMBC spectroscopy:
13C-NMR /'H-NMR Fernkopplung zu 1H-NMR/13C-NMR 86,0 ppm /5,35 ppm 4,89 ppm/89,3-92,3 ppm 13 C-NMR / 'H-NMR Remote coupling to 1 H-NMR / 13 C-NMR 86.0 ppm / 5.35 ppm 4.89 ppm / 89.3-92.3 ppm
86,9 ppm/5,35 ppm 5,35 ppm/86,9 ppm 86.9 ppm / 5.35 ppm 5.35 ppm / 86.9 ppm
87,1 ppm/5,35 ppm 5,35 ppm/87,1 ppm 87.1 ppm / 5.35 ppm 5.35 ppm / 87.1 ppm
89,3 ppm/4,86 ppm 4,86 ppm/89,3 ppm 89.3 ppm / 4.86 ppm 4.86 ppm / 89.3 ppm
90,8 ppm/4,86 ppm 4,86 ppm/90,8 ppm; 5,35 ppm/86,0 ppm 92,5 ppm/4,86 ppm 5,37 ppm/86,9 ppm 90.8 ppm / 4.86 ppm 4.86 ppm / 90.8 ppm; 5.35 ppm / 86.0 ppm 92.5 ppm / 4.86 ppm 5.37 ppm / 86.9 ppm
Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Bindungen von den an Estergruppen gebundenen Oxymethylengruppen bei 86,0 ppm (13C-NMR-Signal) und 5,37 ppm ('H-NMR-Signal) zu weiteren Oxymethylen-Gruppen bestehen. This demonstrates beyond any doubt that bonds of the oxymethylene groups bonded to ester groups at 86.0 ppm ( 13 C NMR signal) and 5.37 ppm ('H NMR signal) result in further oxymethylene groups.
Des weiteren konnten per HSQC-Spektroskopie zwei 'H-NMR-Signale bei 5,80 ppm und 6,41 ppm über die Kopplung zu 13C-NMR-Signalen bei 130,5 - 132,9 ppm einem ungesättigten System zugeordnet werden. Per HMBC-Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass diese 'H-NMR-Signale zu einem je 13C-NMR-Signalen bei 168,0 bzw. 171,0 ppm (C=0) fernkoppeln. Zusätzlich wurde die Kopplung dieser zwei 'H-NMR-Signale bei 5,80 ppm und 6,41 ppm zu 13C-NMR-Signalen zwischen 37,1 und 38,3 ppm beobachtet. Diese zeigten im HSQC-Spektrum eine Kopplung zu einem 'H-NMR-Signal bei 3,36 ppm. Per 13C-APT-NMR-Spektroskopie wurde die entsprechende Λ Furthermore, two 'H NMR signals at 5.80 ppm and 6.41 ppm could be assigned to an unsaturated system via coupling to 13 C NMR signals at 130.5 - 132.9 ppm by HSQC spectroscopy. It was shown by HMBC spectroscopy that these 'H-NMR signals couple to a 13 C NMR signal at 168.0 and 171.0 ppm (C = 0), respectively. In addition, the coupling of these two 'H NMR signals at 5.80 ppm and 6.41 ppm to 13 C NMR signals was observed between 37.1 and 38.3 ppm. These showed a coupling to a 'H NMR signal at 3.36 ppm in the HSQC spectrum. By 13 C-APT NMR spectroscopy was the corresponding Λ
- 45 - - 45 -
Gruppe als CH2-Gruppe identifiziert. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Itaconsäureanhydrid unter Erhalt der Doppelbindung in die Polymerkette eingebaut wurde. Group identified as CH2 group. This demonstrates beyond any doubt that itaconic anhydride was incorporated into the polymer chain to obtain the double bond.
Damit ist die Struktur der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester zweifelsfrei bewiesen. Thus, the structure of the polyacetal polyester of the invention is proven beyond doubt.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur von 195 °C ermit- telt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature of 195 ° C was determined.
B eispiel 1 1 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-C opolymer (Polyacetal- Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von B enzoesäureanhydrid als Kettenre gulator und Bismuth(III)triflat als Katalysator EXAMPLE 1 1: formaldehyde / B-type acid anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using benzoic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,54 g (55 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,361 g (0,55 mmol) Bismuth(III)triflat vorgelegt und sukzessive 5,47 g (61 mmol) Trioxan (entsprechend 183 mmol Formaldehyd) und 1,25 g (5,5 mol) Benzoesäureanhydrid zugegeben. Nach Trocknung im Vakuum wurden 11,27 g eines bernsteinfarbenen Öls erhalten. Eine Fraktion (1,04 g) des Produktes wurde in 100 mL Dichlormethan aufgenommen und über einen Papierfilter filtriert. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile des Filtrats unter vermindertem Druck wurden 0,78 g eines braunen Feststoff erhalten. In accordance with protocol 2, 5.54 g (55 mmol) of succinic anhydride and 0.361 g (0.55 mmol) of bismuth (III) triflate were initially charged in reactor 2 and 5.47 g (61 mmol) of trioxane (corresponding to 183 mmol of formaldehyde) and 1 , 25 g (5.5 mol) of benzoic anhydride added. After drying in vacuo, 11.27 g of an amber-colored oil were obtained. A fraction (1.04 g) of the product was taken up in 100 mL dichloromethane and filtered through a paper filter. After removing the volatiles of the filtrate under reduced pressure, 0.78 g of a brown solid was obtained.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. The product is soluble in chloroform.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -34,5 °C bestimmt. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g = -34.5 ° C was determined.
IR: v = 2981 (vw, v[CH2]), 2925 (vw, v[CH3]), 1735 (s, v[C=0]), 1411 (vw), 1360 (w), 1317 (vw), 1270 (vw), 1206 (vw), 1156 (vw), 1117 (s), 1048 (vw), 1023 (w), 906 (vs), 837 (vw), 734 (vw), 715 (vw), 560 (vw) cm"1. IR: v = 2981 (vw, v [CH 2 ]), 2925 (vw, v [CH 3 ]), 1735 (s, v [C = 0]), 1411 (vw), 1360 (w), 1317 ( vw), 1270 (vw), 1206 (vw), 1156 (vw), 1117 (s), 1048 (vw), 1023 (w), 906 (vs), 837 (vw), 734 (vw), 715 ( vw), 560 (vw) cm "1 .
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 2,09 (m, 0,2255 H, C(0)CH3), 2,68 (m, 16,7043 H, C(0)CH2CH2C(0)), 2,99 (s, 0,8996 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,68 (m, 1,6423 H), 4,89 (m, 5,8486 H, CH20-CH20-CH20), 5,15 (s, 0,6912 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,33 (m, 7,7810 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,47 (s, 0,3686 H, C(0)0-CH20-CH20) 5,52 (m, 0,1630 H, C(0)0-CH20-CH20) 5,60 (m, 0,9369 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,75 (m, 2,4191 H, C(0)0-CH20- C(O)), 6,00 (m, 0,5527 H, C(0)0-CH20-C(0)), 6,24 (s, 0,0389 H, C(0)0-CH20-C(0)) 7,45 (1 ,9444 H, 2 x CHarm, meta Position), )), 7,59 (1,000 H, CHarm, para Position), )), 8,06 (2,0844 H, 2 x CHarm, ortho Position) ppm. Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis PhCO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 8,35 18,11. Damit ist n vo = 1,94. 'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 2.09 (m, 0.2255 H, C (0) CH 3), 2.68 (m, 16.7043 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 2.99 (s, 0.8996 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.68 (m, 1.6423 H), 4.89 (m, 5.8486 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.15 (s, 0.6912 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.33 (m, 7.7810 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.47 (s, 0.3686 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0) 5.52 (m, 0, 1630 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0) 5.60 (m, 0.9369 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.75 (m, 2 , 4191 H, C (0) 0-CH 2 0- C (O)), 6.00 (m, 0.5527 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)), 6.24 (s, 0.0389 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)) 7.45 (1, 9444 H, 2 x CH arm, meta position),)), 7.59 (1.000 H , CH arm , para position),)), 8.06 (2.0844 H, 2 x CHarm, ortho position) ppm. According to 1 H NMR spectroscopy, the ratio PhCO: C (O) CH 2 CH 2 C (0): CH 2 O = 2: 8.35 18.11. Thus, n vo = 1.94.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 1606 g/mol. The average molecular weight is MWAVG = 1606 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDC13): δ = 28,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,6 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,0 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,0 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,3 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 31,6 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 51,9 (-) 78,4 (+, CH20), 79,4 (+, CH20), 79,8 (+,CH20), 85,7 (+, CH20), 86,1 (+, CH20), 87,0 (+, CH20), 87,2 (+, CH20), 87,4 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,7 (+, CH20), 92,3 (+, CH20), 93,5 (+, Trioxan), 128,4 (-, CHam), 128,5 (-, CH^), 129,8 (-, CI ), 129,8 (-, CH™), 130,0 (-, CI ), 130,1 (-, CHam), 133,5 (-, CH^), 133,6 (-, CH™), 133,8 (-, CH™), 170,8 (+, C=0), 171,0 (+, C=0), 171,5 (+, C=0), 171,6 (+, C=0) ppm. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3 ): δ = 28.4 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 28.5 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 28.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.6 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.7 ( +, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 29.0 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 29.0 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 29.3 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 29.9 ( +, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 31.6 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 51.9 (-) 78.4 (+, CH 2 0), 79.4 (+, CH 2 O), 79.8 (+, CH 2 O), 85.7 (+, CH 2 O), 86.1 (+, CH 2 O), 87.0 (+, CH 2 O), 87.2 (+, CH 2 O), 87.4 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 O), 90.7 (+, CH 2 O) ), 92.3 (+, CH 2 O), 93.5 (+, trioxane), 128.4 (-, CH am ), 128.5 (-, CH 2 ), 129.8 (-, CI) , 129.8 (-, CH ™), 130.0 (- CI), 130.1 (-, CH am), 133.5 (-, CH ^), 133.6 (-, CH ™) 133.8 (-, CH ™), 170.8 (+, C = 0), 171.0 (+, C = 0), 171.5 (+, C = 0), 171.6 (+, C = 0) ppm.
Per HMBC-NMR-Spektroskopie wurde eine Fernkopplung eines 'H-NMR-Signals bei 6,00 ppm zu einem 13C-NMR-Signals bei 171,6 ppm (C=0, Bernsteinsäureester) und zu einem 13C-NMR- Signals bei 165,0 ppm (C=0, Benzoesäureester) beobachtet. Das 13C-NMR-Signals bei 171,6 ppm (C=0, Bernsteinsäureester) zeigte außerdem Kopplungen zu 'H-NMR-Signalen bei 5,75 und 5,33 ppm, während das 13C-NMR-Signals bei 165,0 ppm (C=0, Benzoesäureester) eine weitere Kopplung zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,60 ppm zeigte. Die Signale bei 5,33, 5,60, 5,75 und 6,00 ppm wurden Oxymethylengruppen zugeordnet. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die aus den Anhydriden hervorgehenden Estergruppen an Oxymethylengruppen gebunden sind. Weiterhin wurden per HMBC-Spektroskopie folgende Fernkopplungen zwischen Oxymethylen- Gruppen (Zuordnung der 13C-NMR-Signale zu den entsprechenden 'H-NMR-Signalen per HSQC- NMR-Spektroskopie) beobachtet: By HMBC NMR spectroscopy, remote coupling of a 'H NMR signal at 6.00 ppm to a 13 C NMR signal at 171.6 ppm (C = 0, succinic acid ester) and a 13 C NMR signal was observed at 165.0 ppm (C = 0, benzoic acid ester). The 13 C NMR signal at 171.6 ppm (C = O, succinic acid ester) also showed couplings to 'H NMR signals at 5.75 and 5.33 ppm, while the 13 C NMR signal at 165, 0 ppm (C = 0, benzoic acid ester) showed a further coupling to a 'H-NMR signal at 5.60 ppm. The signals at 5.33, 5.60, 5.75 and 6.00 ppm were assigned to oxymethylene groups. This demonstrates beyond any doubt that the ester groups resulting from the anhydrides are bound to oxymethylene groups. Furthermore, the following remote coupling between oxymethylene groups (assignment of the 13 C NMR signals to the corresponding 'H NMR signals by HSQC NMR spectroscopy) was observed by HMBC spectroscopy:
13C-NMR /'H-NMR Fernkopplung zu 1H-NMR/13C-NMR 85,7 ppm /5,33 ppm 4,89 ppm/89,2-92,3 ppm 86,1 ppm/5,60 ppm 4,89 ppm/89,2-92,3 ppm 87,0 ppm/5,33 ppm 5,33 ppm/87,0 ppm 13 C-NMR / 'H-NMR Remote coupling to 1 H-NMR / 13 C-NMR 85.7 ppm / 5.33 ppm 4.89 ppm / 89.2-92.3 ppm 86.1 ppm / 5.60 ppm 4.89 ppm / 89.2-92.3 ppm 87.0 ppm / 5.33 ppm 5.33 ppm / 87.0 ppm
87.2 ppm/5,52 ppm 4,89 ppm/89,2-92,3 ppm 87,4 ppm/5,60 ppm 4,89 ppm/89,2-92,3 ppm 87.2 ppm / 5.52 ppm 4.89 ppm / 89.2-92.3 ppm 87.4 ppm / 5.60 ppm 4.89 ppm / 89.2-92.3 ppm
89.3 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/90,7 ppm 90,7 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/89,3 ppm; 5,33 ppm/85,7 ppm 92,3 ppm/4,89 ppm 5,33 ppm/85,7 ppm 89.3 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 90.7 ppm 90.7 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 89.3 ppm; 5.33 ppm / 85.7 ppm 92.3 ppm / 4.89 ppm 5.33 ppm / 85.7 ppm
Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Bindungen von den an Estergruppen gebundenen Oxymethy- lengruppen bei 85,7 bzw. 87,0 ppm (13C-NMR-Signal) und 5,37 ppm ('H-NMR-Signal) zu weiteren Oxymethylen-Gruppen bestehen. Des weiteren wurde gezeigt, dass Oxymethylen-Gruppen mit einem 13C-NMR-Signal von 86,1 ppm ('H-NMR-Signal 5,60 ppm) bzw. einem 13C-NMR-Signal von 87,2 ppm ('H-NMR-Signal 5,52 ppm) an Estergruppen und weitere Oxymethylengruppen gebunden sind. This demonstrates beyond any doubt that bonds of the oxymethylene groups bonded to ester groups at 85.7 and 87.0 ppm ( 13 C-NMR signal) and 5.37 ppm ('H-NMR signal) lead to further oxymethylene groups. Groups exist. Furthermore, it was shown that oxymethylene groups with a 13 C-NMR signal of 86.1 ppm ('H NMR signal 5.60 ppm) and a 13 C NMR signal of 87.2 ppm (' H-NMR signal 5.52 ppm) are bound to ester groups and other oxymethylene groups.
Damit ist die Struktur der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester zweifelsfrei bewiesen. Thus, the structure of the polyacetal polyester of the invention is proven beyond doubt.
B eispiel 12 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-C opolymer (Polyacetal- Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Methacrylsäurean- hydrid als Kettenregulator und Bismuth(III)triflat als Katalysator Example 12: Formaldehyde / B-type tartaric anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using methacrylic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,46 g (54 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,361 g (0,55 mmol) Bismuth(III)triflat vorgelegt und sukzessive 5,35 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) und 0,84 g (5,4 mmol) Methacrylsäureanhydrid zugegeben. Nach Entfernen der flüchtigen Bestandteile wurden 6,38 g eines bernsteinfarbenen Öls erhalten. In accordance with protocol 2, 5.46 g (54 mmol) of succinic anhydride and 0.361 g (0.55 mmol) of bismuth (III) triflate were initially charged in reactor 2 and 5.35 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and 0 were successively added , 84 g (5.4 mmol) of methacrylic anhydride added. After removal of the volatiles, 6.38 g of an amber oil was obtained.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. The product is soluble in chloroform.
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 1,92 (m, 3,0000 H, C(0)C(=CH2)CH3), 2,67 (m, 18,6218 H, C(0)CH2CH2C(0)), 2,99 (s, 7,9469 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,68 (m, 0,6508 H), 4,89 (m, 8,5419 H, CH20-CH20-CH20), 5,13 (s, 4,7348 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,37 (m, 9,9196 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,63 (m, 1,0325 H, C(0)C(=C(H)H)CH3), 5,74 (m, 2,8609 H,'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 1.92 (m, 3.0000 H, C (0) C (= CH 2) CH 3), 2.67 (m, 18.6218 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 2.99 (s, 7.9469 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.68 (m, .6508 H), 4.89 (m, 8.5419 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.13 (s, 4.7348 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.37 (m, 9.9196 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.63 (m, 1.0325 H, C (0) C (= C (H) H) CH 3) , 5.74 (m, 2.8609 H,
C(0)0-CH20-C(0)), 5,80 (m, 0,7628 H, C(0)0-CH20-C(0)), 6,17 (m, 1,0554 H, C(0)C(=C(H)H)CH3) ppm. C (0) 0-CH 2 0-C (0)), 5.80 (m, 0.7628 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)), 6.17 (m, 1 , 0554 H, C (0) C (= C (H) H) CH 3) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis H3CC(=CH2)CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 9,31 : 22,09. Damit ist n vc = 2,14. According to 1 H-NMR spectroscopy, the ratio H 3 CC (= CH 2 ) CO: C (0) CH 2 CH 2 C (0): CH 2 0 = 2: 9.31: 22.09. Thus n vc = 2.14.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 1749 g/mol. The average molecular weight is MWAVG = 1749 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDC13): δ = 17,9 (-, C(0)C(=CH2)CH3), 18,1 (-, C(0)C(=CH2)CH3), 18,2 (-, C(0)C(=CH2)CH3), 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,6 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 30,0 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 31,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 78,5 (+, CH20), 79,8 (+, CH20), 85,8 (+,CH20), 87,0 (+, CH20), 87,2 (+, CH20), 88,8 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,7 (+, CH20), 92,3 (+, CH20), 93,7 (+, Trioxan), 98,0 _ 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3 ): δ = 17.9 (-, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 18.1 (-, C (0) C (= CH 2 ) CH 3 ), 18.2 (-, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 28.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.6 ( +, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.9 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 29.4 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 30.0 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 31.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 78.5 ( +, CH 2 O), 79.8 (+, CH 2 O), 85.8 (+, CH 2 O), 87.0 (+, CH 2 O), 87.2 (+, CH 2 O) , 88.8 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 O), 90.7 (+, CH 2 O), 92.3 (+, CH 2 O), 93.7 (+ , Trioxane), 98.0 _
- 48 - - 48 -
(+, CH20), 127,0 (+,C(0)C(=CH2)CH3), 127,7 (+,C(0)C(=CH2)CH3), 127,9 (+,C(0)C(=CH2)CH_ 3), 171,0 (+, C=0), 171,7 (+, C=0) ppm. (+, CH 2 O), 127.0 (+, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 127.7 (+, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 127, 9 (+, C (0) C (= CH 2 ) CH - 3), 171.0 (+, C = 0), 171.7 (+, C = 0) ppm.
Per HMBC-NMR-Spektroskopie wurde eine Fernkopplung eines 13C-NMR-Signals bei 165,3 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,80 ppm und zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,37 ppm, sowie einer Fernkopplung eines 13C-NMR-Signals bei 171,0 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal beiRemote coupling of a 13 C NMR signal at 165.3 ppm (C = 0) to an 'H NMR signal at 5.80 ppm and to an' H NMR signal at 5 was reported by HMBC NMR spectroscopy , 37 ppm, and a remote coupling of a 13 C NMR signal at 171.0 ppm (C = 0) to a 'H NMR signal
5,74 ppm und zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,37 ppm. Die Signale bei 5,80 ppm, 5,74 ppm und 5,37 ppm wurden Oxymethylengruppen zugeordnet. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die aus den Anhydriden hervorgehenden Estergruppen an Oxymethylengruppen gebunden sind. 5.74 ppm and to a 'H NMR signal at 5.37 ppm. The signals at 5.80 ppm, 5.74 ppm and 5.37 ppm were assigned to oxymethylene groups. This demonstrates beyond any doubt that the ester groups resulting from the anhydrides are bound to oxymethylene groups.
Weiterhin wurden per HMBC-Spektroskopie folgende Fernkopplungen zwischen Oxymethylen- Gruppen (Zuordnung der 13C-NMR-Signale zu den entsprechenden 'H-NMR-Signalen per HSQC-Furthermore, the following remote couplings between oxymethylene groups were assigned by HMBC spectroscopy (assignment of the 13 C NMR signals to the corresponding 1 H NMR signals by HSQC).
NMR-Spektroskopie) beobachtet: NMR spectroscopy):
13C-NMR /'H-NMR Fernkopplung zu 1H-NMR/13C-NMR 85,8 ppm /5,37 ppm 4,89 ppm/89,3-92,3 ppm 88,8 ppm /5,37 ppm 4,89 ppm/89,3-92,3 ppm 87,0 ppm/5,37 ppm 5,37 ppm/87,0 ppm 13 C NMR / 'H NMR Remote coupling to 1 H NMR / 13 C NMR 85.8 ppm / 5.37 ppm 4.89 ppm / 89.3-92.3 ppm 88.8 ppm / 5.37 ppm 4.89 ppm / 89.3-92.3 ppm 87.0 ppm / 5.37 ppm 5.37 ppm / 87.0 ppm
87.2 ppm/5,37 ppm 5,37 ppm/87,2 ppm 87.2 ppm / 5.37 ppm 5.37 ppm / 87.2 ppm
89.3 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/90,7 ppm; 5,37 ppm/85,8 ppm 89.3 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 90.7 ppm; 5.37 ppm / 85.8 ppm
90,7 ppm/4,89 ppm 4,89 ppm/89,3 ppm; 5,37 ppm/87,1 ppm 90.7 ppm / 4.89 ppm 4.89 ppm / 89.3 ppm; 5.37 ppm / 87.1 ppm
92,3 ppm/4,89 ppm 5,37 ppm/86,8 ppm Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Bindungen von den an Estergruppen gebundenen Oxymethylengruppen bei 85,9 bzw. 87,1 ppm (13C-NMR-Signal) und5,37 ppm ('H-NMR-Signal) zu weiteren Oxymethylen-Gruppen bestehen. 92.3 ppm / 4.89 ppm 5.37 ppm / 86.8 ppm This demonstrates beyond any doubt that bonds of the ester groups bound oxymethylene groups at 85.9 and 87.1 ppm ( 13 C NMR signal) and5 , 37 ppm ('H NMR signal) to further oxymethylene groups exist.
Desweiteren konnten per HSQC-Spektroskopie zwei 'H-NMR-Signale bei 5,63 ppm und 6,17 ppm über die Kopplung zu 13C-NMR-Signalen bei 127,0 sowie zwischen 127,7 und 127,9 ppm einem ungesättigten System zugeordnet werden. Per HMBC-Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass diese 'H-NMR-Signale zu 13C-NMR-Signalen bei 166,2 bzw. 165,3 ppm (C=0) fernkoppeln. Zusätzlich wurde eine Kopplung dieser zwei 'H-NMR-Signale bei 5,63 ppm und 6,17 ppm zu 13C- NMR-Signalen im Bereich von 17,9 bis 18,2 ppm beobachtet. Die Signale zwischen 17,9 und 18,2 ppm zeigen im HSQC-Spektrum Kopplung zu einem 'H-NMR-Signal bei 1,92 ppm, welche mit Hilfe von 13C-APT- und HSQC-NMR Spektroskopie als Methylgruppe identifiziert werden konnte. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die Reaktion unter Erhalt der Methacrylgruppe durchgeführt wurde und Methacrylsäureanhydrid als Kettenregulator eingebaut wurde. Furthermore, by HSQC spectroscopy, two 'H NMR signals at 5.63 ppm and 6.17 ppm were coupled via coupling to 13 C NMR signals at 127.0 and between 127.7 and 127.9 ppm of an unsaturated system be assigned. HMBC spectroscopy has been shown to couple these 'H NMR signals to 13 C NMR signals at 166.2 and 165.3 ppm (C = 0), respectively. In addition, coupling of these two 'H NMR signals at 5.63 ppm and 6.17 ppm to 13 C NMR signals in the range of 17.9 to 18.2 ppm was observed. The signals between 17.9 and 18.2 ppm in the HSQC spectrum show coupling to a 1 H NMR signal at 1.92 ppm, which was identified as methyl by 13 C-APT and HSQC NMR spectroscopy , This is proven beyond any doubt that the reaction was carried out to obtain the methacrylic group and methacrylic anhydride was incorporated as a chain regulator.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester ist damit zweifelsfrei bewiesen. The structure of the polyacetal polyester of the invention is thus proved beyond doubt.
Vergleich Tabelle 5: Herstellung von Polyacetal-Polyestern21 unter Verwendung verschiedener zyklischer und offenkettiger Monoanhydride. Comparison Table 5: Preparation of polyacetal polyesters 21 using various cyclic and open chain monoanhydrides.
Figure imgf000050_0001
Figure imgf000050_0001
hydrid = 3 : 1, Katalysator = Trifluormethansulfonsäure (Bsp. 3, 9) bzw. Bismut(III)triflat (Bsp. 10-12). Die erfindungsgemäßen Beispiele 3, 9 und 10 zeigen, dass verschiedene zyklische Anhydride für die Herstellung von erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyestern eingesetzt werden können. Hierzu gehören sowohl zyklische Anhydride mit 5 -Ring- Struktur (Bernsteinsäureanhydrid, Beispiel 3 und Itaconsäureanhydrid, Beispiel 10) als auch zyklische Anhydride mit 6-Ring-Struktur (Glutarsäureanhydrid, Beispiel 9). Beispiel 10 zeigt weiterhin, dass durch Einsatz von zyklischen Anhydriden mit ungesättigten Doppelbindungssystemen ungesättigte Polyacetal-Polyester erhalten werden.  hydride = 3: 1, catalyst = trifluoromethanesulfonic acid (Ex. 3, 9) or bismuth (III) triflate (Ex. 10-12). Examples 3, 9 and 10 according to the invention show that various cyclic anhydrides can be used for the preparation of polyacetal polyesters according to the invention. These include cyclic anhydrides with a 5-ring structure (succinic anhydride, example 3 and itaconic anhydride, example 10) as well as cyclic anhydrides with a 6-ring structure (glutaric anhydride, example 9). Example 10 further demonstrates that by using cyclic anhydrides with unsaturated double bond systems, unsaturated polyacetal polyesters are obtained.
Die erfindungsgemäßen Beispiele 3, 11 und 12 zeigen, dass verschiedene offenkettige Monoanhydride als Kettenregulator für die Herstellung von erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyestern eingesetzt werden können. Hierzu gehören aliphatische (Essigsäureanhydrid, Beispiel 3), aromatische (Benzoesäureanhydrid, Beispiel 11) sowie ungesättigte offenkettige Monoanhydride (Methacrylsäureanhydrid, Beispiel 12). Beispiel 12 zeigt weiterhin, dass durch Einsatz von ungesättigten offenkettigen Monoanhydriden ungesättigte Polyacetal-Polyester erhalten werden. 5Q Examples 3, 11 and 12 according to the invention show that various open-chain monoanhydrides can be used as chain regulators for the preparation of polyacetal polyesters according to the invention. These include aliphatic (acetic anhydride, Example 3), aromatic (benzoic anhydride, Example 11) and unsaturated open-chain monoanhydrides (methacrylic anhydride, Example 12). Example 12 further shows that unsaturated polyacetal polyesters are obtained by using unsaturated open-chain monoanhydrides. 5Q
B eispiel 1 3j Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid/Itaconsäureanhydrid-Example 1 3j formaldehyde / B, 8-carboxylic acid anhydride / itaconic anhydride
Terpolymer (Polyacetal-Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Methacrylsäureanhydrid als Kettenregulator und Bismuth(III)triflat als Katalysator Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 3,03 g (27 mmol) Bernsteinsäureanhydrid, 2,71 g (27 mmol) Itaconsäureanhydrid und 0,358 g (0,55 mmol) Bismuth(III)triflat vorgelegt und sukzessive 5,32 g (59 mmol) Trioxan (entsprechend 177 mmol Formaldehyd) und 0,88 g (5,7 mmol) Methacrylsäureanhydride zugegeben. Nach Trocknung im Vakuum wurden 11,14 g eines bernsteinfarbenen Öls erhalten. Das Produkt ist in Chloroform löslich. Terpolymer (polyacetal-polyester) obtained according to procedure 2 using methacrylic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst According to procedure 2 in reactor 2 was 3.03 g (27 mmol) succinic anhydride, 2.71 g (27 mmol) itaconic anhydride and 0.358 g (0.55 mmol) of bismuth (III) triflate and successively added 5.32 g (59 mmol) of trioxane (corresponding to 177 mmol of formaldehyde) and 0.88 g (5.7 mmol) of methacrylic anhydride. After drying in vacuo, 11.14 g of an amber-colored oil were obtained. The product is soluble in chloroform.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -39,3 °C bestimmt. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g = -39.3 ° C was determined.
IR: v = 2980 (vw, v[CH2]), 2929 (vw, v[CH3]), 1849 (vw, v[C=0]), 1725 (s, v[C=0]), 1639 (vw, v[C=0]), 1410 (vw), 1361 (w), 1307 (vw), 1273 (vw), 1197 (vw), 1 159 (vw), 1 114 (s), 1048 (vw), 985 (w), 896 (vs), 803 (vw), 736 (vw), 637 (vw), 584 (vw) cm"1. IR: v = 2980 (vw, v [CH 2 ]), 2929 (vw, v [CH 3 ]), 1849 (vw, v [C = 0]), 1725 (s, v [C = 0]), 1639 (vw, v [C = 0]), 1410 (vw), 1361 (w), 1307 (vw), 1273 (vw), 1197 (vw), 1 159 (vw), 1 114 (s), 1048 (vw), 985 (w), 896 (vs), 803 (vw), 736 (vw), 637 (vw), 584 (vw) cm "1 .
'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 1,91 (m, 3,0000 H, C(0)C(=CH2)CH3), 2,06 (m, 0,7554 H, C(0)CH3), 2,66 (m, 11,0050 H, C(0)CH2CH2C(0)), 2,97 (s, 2,3572 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,36 (m, 4,1362 H, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 3,60 (t, 2,3532 H, J = 2,50 Hz C(0)CH2C(=CH2)C(0), Itaconsäureanhydrid), 3,66 (s, 1,4553 H), 4,86 (m, 8,3804 H, CH20- CH20-CH20), 5,11 (s, 7,6244 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,37 (m, 10,8915 H, C(0)0-CH20-CH20),'H-NMR (400 MHz, CDC1 3): δ = 1.91 (m, 3.0000 H, C (0) C (= CH 2) CH 3), 2.06 (m, 0.7554 H, C (0) CH3), 2.66 (m, 11.0050 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 2.97 (s, 2.3572 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.36 (m, 4.1362 H, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 3.60 (t, 2.3532 H, J = 2.50 Hz C (0) CH 2 C (= CH 2 ) C (0), itaconic anhydride), 3.66 (s, 1.4553 H), 4.86 (m, 8.3804 H, CH 0- 2 CH 2 0-CH 2 0), 5.11 (s, 7.6244 H, 3 x CH 2 0, trioxane), 5.37 (m, 10.8915 H, C (0) 0-CH 2 0 -CH 2 0),
5,64 (m, 1,0820 H, C(0)C(=C(H)H)CH3), 5,73 (m, 1,5952 H, C(0)0-CH20-C(0)), 5,80 (m, 2,8117 H, C(0)CH2C(=CH(H))C(0) & C(0)0-CH20-C(0)), 5,90 (m, 1,4552 H, C(0)CH2C(=CH(H))C(0) (Itaconsäureanhydrid) & C(0)0-CH20-C(0)), 6,17 (m, 1,0204 H, C(0)C(=C(H)H)CH3), 6,41 (m, 2,1608 H, C(0)CH2C(=CH(H))C(0)), 6,50 (t, 1,0742 H, J = 2,72 Hz C(0)CH2C(=CH(H))C(0) (Itaconsäureanhydrid) ppm. 5.64 (m, 1.0820 H, C (0) C (= C (H) H) CH 3), 5.73 (m, 1.5952 H, C (0) 0-CH 2 0-C (0)), 5.80 (m, 2.8117 H, C (O) CH 2 C (= CH (H)) C (O) & C (0) 0-CH 2 O-C (0)) , 5.90 (m, 1.4552 H, C (0) CH 2 C (= CH (H)) C (0) (itaconic anhydride) & C (0) 0-CH 2 0-C (0)), 6.17 (m, 1.0204 H, C (0) C (= C (H) H) CH 3), 6.41 (m, 2.1608 H, C (0) CH 2 C (= CH ( H)) C (0)), 6.50 (t, 1.0742 H, J = 2.72 Hz C (0) CH 2 C (= CH (H)) C (0) (itaconic anhydride) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis H3CC(=CH2)CO : C(0)CH2C(=CH2)C(0) : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 5,50 : 4,14 : 29,90. According to 'H-NMR spectroscopy, the ratio H 3 CC (= CH 2 ) CO: C (0) CH 2 C (= CH 2 ) C (0): C (0) CH 2 CH 2 C (0): CH 2 O = 2: 5.50: 4.14: 29.90.
Damit ist n vo = 2,75. Thus n vo = 2.75.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 2152 g/mol. 13C-APT-NMR (125 MHz, CDC13): δ = 17,9 (-, C(0)C(=CH2)CH3), 18,1 (-, C(0)C(=CH2)CH3),The average molecular weight is MWAVG = 2152 g / mol. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3 ): δ = 17.9 (-, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 18.1 (-, C (0) C (= CH 2 ) CH 3 ),
28,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,6 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,8 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,3 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 30,8 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 33,6 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0), Itaconsäurean- hydrid), 37,2 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 37,3 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 38,2 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 79,4 (+, CH20), 79,7 (+, CH20), 85,8 (+, CH20), 85,9 (+,CH20), 86,2 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,7 (+, CH20), 92,5 (+, CH20), 93,6 (+, Trioxane), 126,1 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0), Itaconsäureanhydrid), 126,5 (+,C(0)C(=CH2)CH3), 127,0 (+,C(0)C(=CH2)CH3), 127,6 (+,C(0)C(=CH2)CH3), 127,9 (+,C(0)C(=CH2)CH3), 130,5 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 131,2 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 132,9 (+, C(0)CH2C(=CH2)C(0)), 171,0 (+, C=0), 171,6 (+, C=0) ppm. 28.4 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.6 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.8 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (O)), 29.3 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 30.8 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 33.6 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O), itaconic acid anhydride) hydride), 37.2 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 37.3 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0)) , 38.2 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0)), 79.4 (+, CH 2 O), 79.7 (+, CH 2 O), 85.8 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 86.2 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 O), 90.7 (+, CH 2 O) ), 92.5 (+, CH 2 O), 93.6 (+, trioxanes), 126.1 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O), itaconic anhydride), 126, 5 (+, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 127.0 (+, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 127.6 (+, C (0) C ( = CH 2 ) CH 3 ), 127.9 (+, C (O) C (= CH 2 ) CH 3 ), 130.5 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (0) ), 131.2 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 132.9 (+, C (O) CH 2 C (= CH 2 ) C (O)), 171.0 (+, C = 0), 171.6 (+, C = 0) ppm.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 200 °C ermittelt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 200 ° C was determined.
Vergleich comparison
Tabelle 6: Herstellung von Polyacetal-Polyesterna unter Verwendung von zwei zyklischen und einem offenkettigen Monoanhydrid. Table 6: Preparation of polyacetal polyesters a using two cyclic and one open chain monoanhydride.
Beispiel Offenkettiges Monoanhydrid Zyklische Anhydride MWAVG Example open-chain monoanhydride cyclic anhydrides MWAVG
[g/mol]  [G / mol]
3 (vgl.) Essigsäureanhydrid B ernsteinsäureanhydrid 1640 3 (cf) acetic anhydride B, anhydride 1640
13 Methacrylsäureanhydrid Itaconsäureanhydrid & 2152  13 methacrylic anhydride itaconic anhydride & 2152
B ernsteinsäureanhydrid  B is anhydride
a Erhalten nac l Vorschrift 2, Aldehyd = Trioxan, molares Verhältnis Aldehyd : Gesamtmenge An- hydrid = 3 : 1, Katalysator = Trifluormethansulfonsäure (Bsp. 3) bzw. Bismut(III)triflat (Bsp. 13). a Obtained according to procedure 2, aldehyde = trioxane, molar ratio of aldehyde: total amount of anhydride = 3: 1, catalyst = trifluoromethanesulfonic acid (Ex. 3) or bismuth (III) triflate (Ex. 13).
Das erfindungsgemäße Beispiel 13 zeigt, dass Mischungen von zyklischen Anhydriden für die Herstellung von erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyestern eingesetzt werden können, dabei werden Terpolymere erhalten. Desweiteren wurde in Beispiel 13 gezeigt, dass zyklisch und offenkettig ungesättigte Anhydride unter Erhalt ihrer Doppelbindungen eingesetzt werden können. Example 13 according to the invention shows that mixtures of cyclic anhydrides can be used for the preparation of polyacetal polyesters according to the invention, while terpolymers are obtained. Furthermore, it was shown in Example 13 that cyclic and open-chain unsaturated anhydrides can be used to obtain their double bonds.
B eispiel 14 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-C opolymer (Polyacetal-EXAMPLE 14 Formaldehyde / B AQUA (polyacetal)
Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenre gulator und Trifluoromethansulfonsäure als Katalysator Polyester) obtained according to protocol 2 using acetic anhydride as Kettenre gulator and trifluoromethanesulfonic acid as a catalyst
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,41 g (54 mmol) Bernsteinsäureanhydrid vorgelegt und sukzessive 16,06 g (178 mmol) Trioxan (entsprechend 534 mmol Formaldehyd), sowie ein Gemisch aus 0,67 g (6,5 mmol) Essigsäureanhydrid und 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure eingesetzt. Nach Trocknung im Vakuum wurden 8,87 g eines bernsteinfarbenen Öls erhalten. Das Produkt ist in Chloroform löslich. In accordance with protocol 2, 5.41 g (54 mmol) of succinic anhydride were initially charged in reactor 2 and successively 16.06 g (178 mmol) of trioxane (corresponding to 534 mmol of formaldehyde) and a mixture of 0.67 g (6.5 mmol) of acetic anhydride and 50 μΕ trifluoromethanesulfonic acid used. After drying in vacuo, 8.87 g of an amber-colored oil were obtained. The product is soluble in chloroform.
Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -56,6 °C bestimmt. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g = -56.6 ° C was determined.
IR: v = 2982 (vw, v[CH2]), 2921 (vw, v[CH3]), 1785 (vw, v[C=0]), 1735 (s, v[C=0]), 1470 (vw), 1410 (vw), 1362 (vw), 1210 (vw), 1156 (vw), 1111 (s), 1050 (vw), 904 (vs), 838 (vw), 634 (vw),IR: v = 2982 (vw, v [CH 2 ]), 2921 (vw, v [CH 3 ]), 1785 (vw, v [C = 0]), 1735 (s, v [C = 0]), 1470 (vw), 1410 (vw), 1362 (vw), 1210 (vw), 1156 (vw), 1111 (s), 1050 (vw), 904 (vs), 838 (vw), 634 (vw),
581 (vw) cm . 581 (vw) cm.
'Η-ΝΜΡν (400 MHz, CDC13): δ = 2,08 (m, 3,000 H, C(0)CH3), 2,66 (m, 14,645 H, C(0)CH2CH2C(0)), 2,99 (s, 1,656 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,68 (s, 4,356 H), 4,88 (m, 14,473 H, CH20-CH20-CH20), 5,13 (s, 18,501 H, 3 x CH20, Trioxan), 5,34 (m, 10,850 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,75 (m, 1,332 H, C(0)0-CH20-C(0)) ppm. 'Η-ΝΜΡν (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 2.08 (m, 3.000 H, C (O) CH 3 ), 2.66 (m, 14.645 H, C (O) CH 2 CH 2 C ( 0)), 2.99 (s, 1.656 H, C (0) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.68 (s, 4.356 H), 4.88 (m, 14.473 H, CH 2 0-CH 2 O-CH 2 O), 5.13 (s, 18, 501 H, 3 x CH 2 O, trioxane), 5.34 (m, 10.850 H, C (O) O-CH 2 O-CH 2 0), 5.75 (m, 1.332 H, C (O) O-CH 2 O-C (0)) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis CH3CO : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 = 2 : 7,32 : 26,65. According to 1 H-NMR spectroscopy, the ratio is CH 3 CO: C (O) CH 2 CH 2 C (O): CH 2 O = 2: 7.32: 26.65.
Damit ist n vo = 3,20. Thus, n vo = 3.20.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 1635 g/mol. 13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 20,7 (-, C(0)CH3), 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,6 (+,The average molecular weight is MWAVG = 1635 g / mol. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 20.7 (-, C (O) CH 3 ), 28.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 28 , 6 (+,
C(0)CH2CH2C(0)), 28,7 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,1 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 52,0 (-), 79,5 (+, CH20), 85,3 (+, CH20), 85,6 (+,CH20), 85,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 89,3 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 92,4 (+, CH20), 93,7 (+, Trioxan), 171,7 (+, C=0) ppm. Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 202 °C ermittelt. C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.7 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28.9 (+, C (O) CH 2 CH 2 C ( 0)), 29.1 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 52.0 (-), 79.5 (+, CH 2 O), 85.3 (+, CH 2 0), 85.6 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 89.3 (+, CH 2 O), 90.8 (+, CH 2 O), 92.4 (+, CH 2 O), 93.7 (+, trioxane), 171.7 (+, C = 0) ppm. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 202 ° C was determined.
B eispiel 1 5 : Formaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-C opolymer (Polyacetal- Polyester) erhalten nach Vorschrift 1 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenre gulator und Trifluoromethansulfonsäure als Katalysator Entsprechend Vorschrift 1 wurden 30 μΕ Trifluormethansulfonsäure, 8,29 g (92 mmol) Trioxan (entsprechend 276 mmol Formaldehyd), 2,71 g (27 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,56 g (5,4 mmol) Essigsäureanhydrid eingesetzt. Bei Wasserkontakt bildete sich ein farbloser Niederschlag, welcher ab filtriert wurde. Nach Trocknung im Vakuum wurden 5,01 g eines farblosen Festoffes erhalten. „ EXAMPLE 1 5: Formaldehyde / B 8-C 8-tri-anhydride copolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 1 using acetic anhydride as chain regulator and trifluoromethanesulfonic acid as catalyst In accordance with procedure 1, 30 μΕ trifluoromethanesulfonic acid, 8.29 g (92 mmol) of trioxane ( corresponding to 276 mmol of formaldehyde), 2.71 g (27 mmol) of succinic anhydride and 0.56 g (5.4 mmol) of acetic anhydride. Upon contact with water, a colorless precipitate formed, which was filtered off. After drying in vacuo, 5.01 g of a colorless solid were obtained. "
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Das Produkt ist unlöslich in Chloroform, Aceton, Dichlormethan, Dimethylformiat, Dimethylsul- foxid, Wasser, Methanol, Tetrahydrofuran und Hexafluoroisopropanol. The product is insoluble in chloroform, acetone, dichloromethane, dimethylformate, dimethyl sulphoxide, water, methanol, tetrahydrofuran and hexafluoroisopropanol.
IR: v = 2973 (vw, v[CH2]), 2952 (vw, v[CH2]), 2923 (vw, v[CH3]), 1741 (m, v[C=0]), 1666 (vw), 1626 (vw), 1554 (s), 1436 (w), 1406 (w), 1369 (w), 1221 (w), 1111 (s), 910 (vs), 833 (vw), 805 (vw), 703 (vw), 660 (m) 581 (vw) cm . IR: v = 2973 (vw, v [CH 2 ]), 2952 (vw, v [CH 2 ]), 2923 (vw, v [CH 3 ]), 1741 (m, v [C = 0]), 1666 (vw), 1626 (vw), 1554 (s), 1436 (w), 1406 (w), 1369 (w), 1221 (w), 1111 (s), 910 (vs), 833 (vw), 805 (vw), 703 (vw), 660 (m) 581 (vw) cm.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 230 °C ermittelt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 230 ° C was determined.
Vergleich comparison
Der Vergleich des Infrarotspektrum des unlöslichen Produktes aus Beispiel 15 mit dem Infra- rotspektrum des Produktes aus Beispiel 1 zeigt eine weitgehende Übereinstimmung. Aus einer geringeren Intensität der Carbonylbande des Spektrums des Produktes aus Beispiel 15 im Vergleich zu dem Spektrum des Produktes aus Beispiel 1 ist ersichtlich, dass die mittlere Polyacetalsegment- länge in dem Produkt aus Beispiel 15 größer ist als in dem Produkt aus Beispiel 1. The comparison of the infrared spectrum of the insoluble product from Example 15 with the infrared spectrum of the product from Example 1 shows a broad agreement. From a lower intensity of the carbonyl band of the spectrum of the product from Example 15 compared to the spectrum of the product from Example 1, it can be seen that the average polyacetal segment length in the product from Example 15 is greater than in the product from Example 1.
Tabelle 7: Kontrolle der mittleren Polyacetalsegmentlänge durch Einstellung des Verhältnisses Aldehyde : Summe aller eingesetzten Anhydride bei der Herstellung von Polyacetal-Polyestern.a Table 7: Control of the average polyacetal segment length by adjusting the ratio of aldehydes: sum of all anhydrides used in the preparation of polyacetal polyesters. a
Figure imgf000054_0001
Figure imgf000054_0001
a Erhalten unter Verwendung von Vorschrift 2 mit Trifluormethansulfonsäure als Katalysator; Aldehyd = Trioxan, zyklisches Anhydrid = Bernsteinsäureanhydrid, offenkettiges Monoanhydrid = Essigsäureanhydrid, Verhältnis zyklisches zu offenkettigem Anhydrid = 10 : 1  a Obtained using Procedure 2 with trifluoromethanesulfonic acid as catalyst; Aldehyde = trioxane, cyclic anhydride = succinic anhydride, open chain monoanhydride = acetic anhydride, cyclic to open chain anhydride ratio = 10: 1
Der Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele 3 und 14 zeigt, dass durch Veränderung des molaren Verhältnisses Aldehyde : Summe aller eingesetzten Anhydride bei Beibehaltung des molaren Verhältnisses von zyklischem zu offenkettigem Anhydride unter anderweitig gleichen Reaktionsbedingungen Produkte mit unterschiedlichen durchschnittlichen Polyacetalsegmentlängen vo erhalten werden. Die Möglichkeit die Polyacetalsegmentlänge durch Einstellung des Verhältnisses Aldehyde : Summe alle eingesetzten Anhydride zu kontrollieren ist damit zweifelsfrei bewiesen. Λ The comparison of Examples 3 and 14 according to the invention shows that, by changing the molar ratio of aldehydes: sum of all anhydrides used while retaining the molar ratio of cyclic to open-chain anhydrides under otherwise identical reaction conditions, products having different average polyacetal segment lengths are obtained. The ability to control the polyacetal segment length by adjusting the ratio of aldehydes: sum of all anhydrides used is thus proved beyond doubt. Λ
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B eispiel 1 6 : Formaldehyd/Methacrolein/Bernsteinsäureanhydrid-Terp olymer (Po- lyacetal-Polyester erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenregulator und Bismuth(III triflat als Katalysator. EXAMPLE 1 6: Formaldehyde / methacrolein / succinic anhydride terpolymer (polyacetal polyester obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III triflate as catalyst.
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,42 g (54 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,355 g (0,54 mmol) Bismuth(III)triflat vorgelegt und sukzessive 3,99 g (44 mmol) Trioxan (entsprechend 133 mmol Formaldehyd) und 0,99 g Methacrolein (14 mmol), sowie 0,56 g (5,5 mmol) Essigsäureanhydrid zugegeben. Nach Trocknung im Vakuum wurden 8,55 g eines dunkel bernsteinfarbenen Öls erhalten. In accordance with protocol 2, 5.42 g (54 mmol) of succinic anhydride and 0.355 g (0.54 mmol) of bismuth (III) triflate were initially charged in reactor 2 and 3.99 g (44 mmol) of trioxane (corresponding to 133 mmol of formaldehyde) and 0 were successively added , 99 g of methacrolein (14 mmol), and 0.56 g (5.5 mmol) of acetic anhydride added. After drying in vacuo, 8.55 g of a dark amber oil were obtained.
Das Produkt ist in Chloroform löslich. Per Differential Scanning Calorimetry (DSC) wurde eine Glasübergangstemperatur Tg = -45,0 °C bestimmt. The product is soluble in chloroform. By differential scanning calorimetry (DSC), a glass transition temperature T g determined = -45.0 ° C.
IR: v = 2932 (vw, v[CH2]), 2860 (vw, v[CH3]), 1864 (vw, v[C=0]), 1783 (m, v[C=0]), 1733 (s, v[C=0]), 1459 (vw), 1421 (w), 1364 (w), 1205 (vw), 1158 (m), 1120 (m), 1046 (w), 982 (vw), 904 (vs), 814 (vw), 735 (vw), 665 (vw), 639 (vw), 561 (vw) cm"1. 'H-NMR (400 MHz, CDC13): δ = 0,83 (m, 1,7771 H, CH3), 1,00 (m, 0,8680 H), 1,08 (m,IR: v = 2932 (vw, v [CH 2 ]), 2860 (vw, v [CH 3 ]), 1864 (vw, v [C = 0]), 1783 (m, v [C = 0]), 1733 (s, v [C = 0]), 1459 (vw), 1421 (w), 1364 (w), 1205 (vw), 1158 (m), 1120 (m), 1046 (w), 982 (vw ), 904 (vs), 814 (vw), 735 (vw), 665 (vw), 639 (vw), 561 (vw) cm -1 . 'H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 0 , 83 (m, 1.7771 H, CH 3 ), 1.00 (m, 0.8680 H), 1.08 (m,
0,3723 H), 1,17 (m, 0,7961 H), 2,07 (m, 3,0000 H, C(0)CH3), 2,67 (m, 13,1621 H, C(0)CH2CH2C(0)), 2,99 (s, 4,4746 H, C(0)CH2CH2C(0), Bernsteinsäureanhydride), 3,42 (d, 1,3864 H, J = 11,2 Hz, -0-CH(-0-)-C(H)H-0-), 3,67 (m, 0,7275 H), 3,82 (d, 1,1372 H, J = 11,2 Hz, -0-CH(-0-)-C(H)H-0-), 4,23 (m, 1,6429 H), 4,65 (m, 0,6463 H, -0-CH(-0-)-C(H)H-0-), 4,72 (m, 0,4870 H, -0-CH(-0-)-C(H)H-0-), 4,91 (m, 2,6080 H, CH20-CH20-CH20), 5,11 (s, 2,4681 H,0.3723 H), 1.17 (m, .7961 H), 2.07 (m, 3.0000 H, C (0) CH 3), 2.67 (m, 13.1621 H, C ( 0) CH 2 CH 2 C (0)), 2.99 (s, 4.4746 H, C (O) CH 2 CH 2 C (0), succinic anhydrides), 3.42 (d, 1.3864 H, J = 11.2 Hz, -O-CH (-O -) - C (H) H-O-), 3.67 (m, 0.7275 H), 3.82 (d, 1.1372 H, J = 11.2 Hz, -0-CH (-O -) - C (H) H-O-), 4.23 (m, 1.6429 H), 4.65 (m, 0.6463 H, -0-CH (-O -) - C (H) H-O-), 4.72 (m, 0.4870 H, -O-CH (-O -) - C (H) H-O-) , 4.91 (m, 2.6080 H, CH 2 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.11 (s, 2.4681 H,
3 CH20, Trioxan), 5,35 (m, 5,7398 H, C(0)0-CH20-CH20), 5,52 (m, 0,3106 H, C(0)0-CH20- C(O)), 5,73 (m, 2,6704 H, C(0)0-CH20-C(0)), 8,08 (m, 0,3575 H, C(O)H) ppm. 3 CH 2 0, trioxane), 5.35 (m, 5.7398 H, C (0) 0-CH 2 0-CH 2 0), 5.52 (m, 0.3106 H, C (0) 0 -CH 2 O-C (O)), 5.73 (m, 2.6704 H, C (O) O-CH 2 O-C (O)), 8.08 (m, 0.3575 H, C (O) H) ppm.
Laut 'H-NMR-Spektroskopie beträgt das Verhältnis C(0)CH3 : C(0)CH2CH2C(0) : CH20 : HC(0)-C(H)H-0- : -0-CH(-0-)-C(H)H-0- = 2 : 6,58 : 11,33 : 0,72 : 2,11. Damit ist n vc = 1 ,49. According to 1 H-NMR spectroscopy, the ratio C (O) CH 3 : C (O) CH 2 CH 2 C (O): CH 2 O: HC (0) -C (H) H-0-: -0 -CH (-O-) -C (H) H-0- = 2: 6.58: 11.33: 0.72: 2.11. Thus n vc = 1, 49.
Das durchschnittliche Molekulargewicht beträgt MWAVG = 1299 g/mol. The average molecular weight is MWAVG = 1299 g / mol.
13C-APT-NMR (125 MHz, CDCI3): δ = 17,7 (-, -0-CH(-0-)C(=CH2)CH3), 18,3 (-,-0-CH(-0- )C(=CH2)CH3), 20,8 (-, C(0)CH3), 28,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,6 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,8 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 28,9 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 29,4 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 34,5 (+, C(0)CH2CH2C(0)), 67,11 (+, CH2), 72,8 (+,-0-CH(-0-)-C(H)H-0-), 72,9 (+,-0-CH(-0-)-C(H)H- 0-), 78,5 (+, CH20), 79,4 (+, CH20), 79,5 (+, CH20), 85,9 (+, CH20), 87,1 (+, CH20), 90,8 (+, CH20), 93,7 (+, Trioxane), 94,1 (+, CH20), 94,2 (+,-0-CH(-0-)-C(H)H-0-), 171,0 (+, C=0), 171,1 (+, C=0) ppm. 13 C-APT NMR (125 MHz, CDCl 3): δ = 17.7 (-, -O-CH (-O-) C (= CH 2 ) CH 3 ), 18.3 (-, - 0-CH (-O-) C (= CH 2 ) CH 3 ), 20.8 (-, C (O) CH 3 ), 28.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 28 , 6 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 28.8 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 28.9 (+, C (0) CH 2 CH 2 C (0)), 29.4 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (O)), 34.5 (+, C (O) CH 2 CH 2 C (0)), 67 , 11 (+, CH 2 ), 72,8 (+, - O-CH (-O -) - C (H) H-O-), 72,9 (+, - 0-CH (-O-) -C (H) H-O-), 78.5 (+, CH 2 O), 79.4 (+, CH 2 O), 79.5 (+, CH 2 O), 85.9 (+, CH 2 O), 87.1 (+, CH 2 O), 90.8 (+, CH 2 O), 93.7 (+, trioxanes), 94.1 (+, CH 2 O), 94.2 (+, - O-CH (-O -) - C (H) H-O-) , 171.0 (+, C = 0), 171.1 (+, C = 0) ppm.
Per HMBC-NMR-Spektroskopie wurde eine Fernkopplung eines 13C-NMR-Signals bei 171,0 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,73 ppm, sowie einer Fernkopplung eines 13C-NMR-Signals bei 171,1 ppm (C=0) zu einem 'H-NMR-Signal bei 5,35 ppm beobachtet. Die Signale bei 5,73 ppm und 5,35 ppm wurden Oxymethylengruppen zugeordnet. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die aus den Anhydriden hervorgehenden Estergruppen an Oxymethylengruppen gebunden sind. Remote coupling of a 13 C NMR signal at 171.0 ppm (C = 0) to a 1 H NMR signal at 5.73 ppm as well as a 13 C NMR remote coupling was reported by HMBC NMR spectroscopy at 171.1 ppm (C = 0) to a 'H NMR signal at 5.35 ppm. The signals at 5.73 ppm and 5.35 ppm were assigned to oxymethylene groups. This demonstrates beyond any doubt that the ester groups resulting from the anhydrides are bound to oxymethylene groups.
Weiterhin wurden per HMBC-Spektroskopie folgende Fernkopplungen zwischen Oxymethylen- Gruppen (Zuordnung der 13C-NMR-Signale zu den entsprechenden 'H-NMR-Signalen per HSQC- NMR-Spektroskopie) beobachtet: Furthermore, the following remote coupling between oxymethylene groups (assignment of the 13 C NMR signals to the corresponding 'H NMR signals by HSQC NMR spectroscopy) was observed by HMBC spectroscopy:
13C-NMR /'H-NMR Fernkopplung zu 1H-NMR/13C-NMR 13 C-NMR / 'H-NMR Remote coupling to 1 H-NMR / 13 C-NMR
85,9 ppm /5,35 ppm 4,91 ppm/90,8-94,1 ppm 85.9 ppm / 5.35 ppm 4.91 ppm / 90.8-94.1 ppm
87,1 ppm/5,35 ppm 5,35 ppm/87,1 ppm 87.1 ppm / 5.35 ppm 5.35 ppm / 87.1 ppm
90,8 ppm/4,91 ppm 4,91 ppm/90,8 ppm; 5,35 ppm/85,9 ppm 94,1 ppm/4,91 ppm 5,35 ppm/85,9 ppm 90.8 ppm / 4.91 ppm 4.91 ppm / 90.8 ppm; 5.35 ppm / 85.9 ppm 94.1 ppm / 4.91 ppm 5.35 ppm / 85.9 ppm
Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass Bindungen von den an Estergruppen gebundenen Oxymethylengruppen bei 85,9 bzw. 87,1 ppm (13C-NMR-Signal) und5,35 ppm ('H-NMR-Signal) zu weiteren Oxymethylen-Gruppen bestehen. This demonstrates beyond any doubt that bonds of the oxymethylene groups bonded to ester groups at 85.9 and 87.1 ppm ( 13 C-NMR signal) and 5.35 ppm ('H-NMR signal) to further oxymethylene groups exist.
Desweiteren konnten zwei Signale 'H-NMR-Signale bei 4,65 bzw. 4,72 ppm per HSQC- Spektroskopie zu einem 13C-NMR-Signal bei 94,2 ppm zugeordnet und wurden als die Acetalein- heiten des eingebauten Methacrolein identifiziert werden. Per HMBC-Spektroskopie konnte gezeigt werden, dass diese 'H-NMR-Signale zu einem 13C-NMR-Signalen bei 94,1 ppm fernkoppeln. Dies zeigt, dass Methacrolein über die Aldehydefunktion in die Polyacetalkette eingebaut wurde. Zusätzlich wurde eine Kopplung dieser zwei Signale 'H-NMR-Signale bei 4,65 bzw. 4,72 ppm zu einem 13C-NMR-Signal bei 72,8 ppm beobachtet. Dieses Signal zeigt im HSQC-Spektrum eine Kopplung zu zwei Dupplets bei 3,42 bzw. 3,82 ppm, welche durch ihre J-Kopplungen von jeweils 11,2 Hz als 'H-NMR-Signale zweier elektronisch nicht equivalente Protonen einer CH2- Gruppe identifiziert wurden. Desweiteren wurden im HMBC-Spektrum Fernkopplung von Ή- NMR-Signalen bei 0,83 bzw. 4,91 ppm zu einem 13C-NMR-Signal bei 72,8 ppm beobachtet, wel- che mit Hilfe von 13C-APT- und HSQC-NMR Spektroskopie als Methylgruppe bzw.Furthermore, two signals, 1 H NMR signals at 4.65 and 4.72 ppm, respectively, were assigned to a 13 C NMR signal at 94.2 ppm by HSQC spectroscopy and were identified as the acetal units of the incorporated methacrolein , HMBC spectroscopy has been shown to couple these 'H NMR signals to 13 C NMR signals at 94.1 ppm. This shows that methacrolein was incorporated into the polyacetal chain via the aldehyde function. In addition, coupling of these two signals' H NMR signals at 4.65 and 4.72 ppm, respectively, to a 13 C NMR signal at 72.8 ppm was observed. This signal shows in the HSQC spectrum a coupling to two Dupplets at 3.42 and 3.82 ppm, which, with their J couplings of 11.2 Hz each, as' H-NMR signals of two electronically non-equivalent protons of a CH2- Group were identified. Furthermore, in the HMBC spectrum, remote coupling of Ή-NMR signals at 0.83 and 4.91 ppm, respectively, to a 13 C NMR signal at 72.8 ppm was observed, using 13 C-APT and NMR spectroscopy HSQC-NMR spectroscopy as methyl group or
Oxymethylengruppe identifiziert wurden. Dies zeigt, dass Methacrolein zusätzlich zu einem Einbau über seine Aldehydfunktion auch in einer Additionsreaktion über die Doppelbindung in die Poly- r Oxymethylene group were identified. This shows that in addition to incorporation via its aldehyde function, methacrolein can also undergo an addition reaction via the double bond into the poly r
- 56 - acetalkette eingebaut werden kann. Damit ist zweifelsfrei bewiesen, dass die Reaktion unter Erhalt der Methacrylgruppe durchgeführt wurde und Methacrylsäureanhydrid als Kettenregulator eingebaut wurde.  - 56 - acetal chain can be installed. This is proven beyond any doubt that the reaction was carried out to obtain the methacrylic group and methacrylic anhydride was incorporated as a chain regulator.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Polyacetal-Polyester ist damit zweifelsfrei bewiesen. Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 197 °C ermittelt. The structure of the polyacetal polyester of the invention is thus proved beyond doubt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 197 ° C was determined.
B eispiel 1 7 : Formaldehyd/Furfural/B ernsteinsäureanhydrid-T erpolymer (Polyacetal-Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenregulator und Bismuth(III)triflat als Katalysator. Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,40 g (54 mmol) Bernsteinsäureanhydrid und 0,354 g (0,54 mmol) Bismuth(III)triflat vorgelegt und sukzessive 2,66 g (30 mmol) Trioxan (entsprechend 90 mmol Formaldehyd) und 2,85 g (30 mmol) Furfural, sowie 0,55 g (5,4 mol) Essigsäureanhydrid zugegeben. Das Produkt wurde als Feststoff durch Filtration abgetrennt. Nach Trocknung im Vakuum wurden 5,86 g eines schwarz-silbrigen Pulvers erhalten. Das Produkt ist unlöslich in Chloroform, Aceton, Dichlormethan, Dimethylformiat, Dimethylsul- foxid, Wasser, Methanol, Tetrahydrofuran und Hexafluoroisopropanol. Example 1 7: Formaldehyde / furfural / B serious anhydride terpolymer (polyacetal polyester) obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst. According to procedure 2, 5.40 g (54 mmol) of succinic anhydride and 0.354 g (0.54 mmol) of bismuth (III) triflate were initially charged in reactor 2 and successively 2.66 g (30 mmol) of trioxane (corresponding to 90 mmol of formaldehyde) and 2 , 85 g (30 mmol) of furfural, and 0.55 g (5.4 mol) of acetic anhydride added. The product was separated as a solid by filtration. After drying in vacuo, 5.86 g of a black-silvery powder were obtained. The product is insoluble in chloroform, acetone, dichloromethane, dimethylformate, dimethyl sulphoxide, water, methanol, tetrahydrofuran and hexafluoroisopropanol.
IR: v = 2927 (vw, v[CH3]), 2732 (vw), 2619 (w), 2530 (w), 1722 (vw, v[C=0]), 1679 (s, v[C=0]), 1410 (s), 1306 (s), 1197 (s), 1175 (w), 1028 (vw), 907 (vs), 891 (vw), 801 (m), 637 (vs), 582 (m), 544 (w) cm"1. Das IR Spektrum bestätigt den Einbau von Furfural in das erhaltene Terpolymer aus Trioxann, Bersteinsäureanhydrid und Furfural. IR: v = 2927 (vw, v [CH 3]), 2732 (vw), 2619 (w), 2530 (w), 1722 (vw, v [C = 0]), 1679 (s, v [C = 0]), 1410 (s), 1306 (s), 1197 (s), 1175 (w), 1028 (vw), 907 (vs), 891 (vw), 801 (m), 637 (vs), 582 (m), 544 (w) cm "1. The IR spectrum confirms the incorporation of furfural into the terpolymer obtained from trioxane, succinic anhydride and furfural.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 225 °C ermittelt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 225 ° C was determined.
B eispiel 1 8 : F ormaldehyd/Acetaldehyd/B ernsteinsäureanhydrid-Terp olymer (P o- lyacetal-Polyester) erhalten nach Vorschrift 2 unter Verwendung von Essigsäureanhydrid als Kettenregulator und Bismuth(III)triflat als Katalysator. Example 8: Formaldehyde / acetaldehyde / B-type tartaric acid terpolymers (polyacetal polyesters) are obtained according to procedure 2 using acetic anhydride as chain regulator and bismuth (III) triflate as catalyst.
Entsprechend Vorschrift 2 wurden in Reaktor 2 5,40 g (54 mmol) Bernsteinsäureanhydrid vorgelegt und sukzessive ein Gemisch aus 2,66 g (30 mmol) Trioxan (entsprechend 90 mmol Formaldehyd) und 3,90 g (30 mmol) Paraldehyd (entsprechend 90 mmol Acetaldehyd), sowie ein Gemisch aus 0,55 g (5,4 mmol) Essigsäureanhydrid und 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure eingesetzt. Es wurde 5,65 g eines unlöslichen Feststoffes abgetrennt. Das Filtrat wurde weiter nach Vorschrift 2 aufgearbeitet. Nach Trocknung im Vakuum wurden 4,65 g eines hochviskosen Öls erhalten. In accordance with protocol 2, 5.40 g (54 mmol) of succinic anhydride were initially charged in reactor 2 and a mixture of 2.66 g (30 mmol) of trioxane (corresponding to 90 mmol of formaldehyde) and 3.90 g (30 mmol) of paraldehyde (corresponding to 90 mmol acetaldehyde), and a mixture of 0.55 g (5.4 mmol) of acetic anhydride and 50 μΕ Trifluormethansulfonsäure used. It was separated 5.65 g of an insoluble solid. The filtrate continued to decrease Rule 2 worked up. After drying in vacuo 4.65 g of a highly viscous oil were obtained.
Das Produkt ist unlöslich in Chloroform, Aceton, Dichlormethan, Dimethylformiat, Dimethylsul- foxid, Wasser, Methanol, Tetrahydrofuran und Hexafluoroisopropanol. The product is insoluble in chloroform, acetone, dichloromethane, dimethylformate, dimethyl sulphoxide, water, methanol, tetrahydrofuran and hexafluoroisopropanol.
IR: v = 2933 (vw, v[CH2]), 2867 (vw, v[CH3]), 1722 (s, v[C=0]), 1685 (vw, v[C=0]), 1453 (w), 1381 (w), 1232 (w), 1157 (s), 1071 (w), 1029 (vs), 925 (s), 733 (vw), 701 (vw), 637 (vw), 604 (vw), 584 (vw) cm"1. IR: v = 2933 (vw, v [CH 2 ]), 2867 (vw, v [CH 3 ]), 1722 (s, v [C = 0]), 1685 (vw, v [C = 0]), 1453 (w), 1381 (w), 1232 (w), 1157 (s), 1071 (w), 1029 (vs), 925 (s), 733 (vw), 701 (vw), 637 (vw), 604 (vw), 584 (vw) cm "1 .
Das IR Spektrum bestätigt den Einbau von Acetaldehyd in das erhaltene Terpolymer aus Trioxann, Bersteinsäureanhydrid und Paraldehyd. The IR spectrum confirms the incorporation of acetaldehyde into the terpolymer obtained from trioxane, succinic anhydride and paraldehyde.
Über thermogravimetrische Analyse (TGA) wurde eine Zersetzungstemperatur Td = 228 °C ermittelt. By thermogravimetric analysis (TGA), a decomposition temperature Td = 228 ° C was determined.
Vergleich comparison
Tabelle 8: Einsatz von Aldehydgemischen in der Synthese von Polyacetalpolyestern. Table 8: Use of aldehyde mixtures in the synthesis of polyacetal polyesters.
Beispiel Eingesetztes Aldehydgemisch / Verhältnis Td / °C Example Aldehyde mixture used / ratio T d / ° C
3 Trioxane : - / 1 : - 146  3 trioxanes: - / 1: - 146
16 Trioxane : Methacrolein / 1 : 0,32 197  16 trioxanes: methacrolein / 1: 0.32 197
17 Trioxane : Furfural / 1 : 1 225  17 trioxanes: furfural / 1: 1 225
18 Trioxane : Paraldehyd / 1 : 1 228  18 trioxanes: paraldehyde / 1: 1 228
a Erhalten unter Verwendung von Vorschrift 2 mit Trifluormethansulfonsäure bzw. Bismuthtriflat als Katalysator; zyklisches Anhydrid = Bernsteinsäureanhydrid, offenkettiges Monoanhydrid = Essigsäureanhydrid, Verhältniss zyklisches zu offenkettigem Anhydrid = 10 : 1 a Obtained using procedure 2 with trifluoromethanesulfonic acid or bismuth triflate as catalyst; cyclic anhydride = succinic anhydride, open chain monoanhydride = acetic anhydride, cyclic to open chain anhydride ratio = 10: 1
Der Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele 16 bis 18 mit dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 zeigt, dass Gemische von verschiedenen Aldehyden eingesetzt werden können. Desweiteren zeigt der Vergleich der Zersetzungstemperaturen der erhaltenen Produkte, dass der Einsatz eines zusätzlichen Aldehyds zu einer Erhöhung der Zersetzungstemperatur der Polyacetalpolyester führt. The comparison of Examples 16 to 18 according to the invention with Example 3 shows that mixtures of different aldehydes can be used. Furthermore, the comparison of the decomposition temperatures of the products obtained shows that the use of an additional aldehyde leads to an increase in the decomposition temperature of the polyacetal polyesters.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Polyacetal-Polyestern durch Reaktion von zyklischen Anhydriden mit Aldehyden in Anwesenheit eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in Gegenwart eines offenkettigen Monoanhydrids durchgeführt wird. 1. A process for the preparation of polyacetal polyesters by reaction of cyclic anhydrides with aldehydes in the presence of a catalyst, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an open-chain monoanhydride.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei der Katalysator eine Bronsted- Säure und / oder eine Lewis-Säure ist. 2. The method according to claim 1, wherein the catalyst is a Bronsted acid and / or a Lewis acid.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei als Aldehyd 1 ,3,5-Trioxan, Paraformaldehyd, hochmolekulares Polyoxymethylen (POM), Dimethylacetal, 1 ,3-Dioxolan, 1 ,3-Dioxan 1 ,3- Dioxepan oder eine Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Aldehyde eingesetzt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein as aldehyde 1, 3,5-trioxane, paraformaldehyde, high molecular weight polyoxymethylene (POM), dimethyl acetal, 1, 3-dioxolane, 1, 3-dioxane 1, 3-dioxepane or a mixture of two or more of the aforementioned aldehydes is used.
4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei als zyklisches Anhydrid wenigstens ein ungesättigtes zyklisches Anhydrid eingesetzt wird. 4. The method according to one or more of claims 1 to 3, wherein at least one unsaturated cyclic anhydride is used as the cyclic anhydride.
5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei als offenkettiges Monoanhydrid wenigstens ein ungesättigtes offenkettiges Monoanhydrid eingesetzt wird. 5. The method according to one or more of claims 1 to 4, wherein at least one unsaturated open-chain monoanhydride is used as the open-chain monoanhydride.
6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verhältnis der eingesetzten Stoffmenge an Aldehyd zur Summe der eingesetzten Stoffmengen an zyklischen Anhydriden und offenkettigen Monoanhydriden zwischen 1 : 1 und 10: 1 beträgt. 6. The method according to one or more of claims 1 to 5, wherein the ratio of the amount of substance used to aldehyde to the sum of the amounts used of cyclic anhydrides and open-chain monoanhydrides between 1: 1 and 10: 1.
7. Polyacetal-Polyester erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6. 7. Polyacetal polyester obtainable by a process according to one or more of claims 1 to 6.
8. Polyacetal-Polyester gemäß Anspruch 7, wobei die Polyacetal-Polyester ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 232 g/mol bis 2 000 000 g/mol aufweisen. A polyacetal polyester according to claim 7, wherein the polyacetal polyesters have a number average molecular weight of 232 g / mol to 2,000,000 g / mol.
9. Polyacetal-Polyester gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Polyacetal-Polyester Oxymethy- leneinheiten als Polyacetal- Abschnitte umfassen. 9. A polyacetal polyester according to claim 7 or 8, wherein the polyacetal polyester include oxymethylene units as polyacetal portions.
10. Polyacetal-Polyester gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, wobei die durchschnittliche Anzahl n vc an Acetal-Einheiten zwischen zwei Ester-Einheiten 1 bis 6 ist. 10. A polyacetal polyester according to one or more of claims 7 to 9, wherein the average number n vc of acetal units between two ester units is 1 to 6.
1 1. Polyacetal-Polyester gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, wobei diese eine Zersetzungstemperatur Td > 130 °C aufweisen. 1 1. polyacetal polyester according to one or more of claims 7 to 10, wherein these have a decomposition temperature T d > 130 ° C.
12. Polyacetal-Polyester gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Poly- acetal-Polyester C=C-Doppelbindungen aufweisen, die nicht Teil eines aromatischen Ringsystems sind. 12. polyacetal polyester according to one or more of claims 7 to 11, wherein the poly-acetal-polyester C = C double bonds which are not part of an aromatic ring system.
13. Verwendung von Polyacetal-Polyestern gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12 als Thermoplasten und/oder Polymeradditive. 13. Use of polyacetal polyesters according to one or more of claims 7 to 12 as thermoplastics and / or polymer additives.
14. Verwendung von Polyacetal-Polyestern gemäß Anspruch 12 zur Herstellung von Elastomeren oder Duromeren. 14. Use of polyacetal polyesters according to claim 12 for the preparation of elastomers or duromers.
15. Polyacetal-Polyester der allgemeinen Formel (I),
Figure imgf000060_0001
15. polyacetal polyester of the general formula (I),
Figure imgf000060_0001
(I) welche eine alternierende Abfolge aus Mono- oder Polyacetal-Abschnitten -0-(CHR1-0)m- und Carbonsäurediester-Einheiten -0-C(0)-R2-C(0)-0- enthalten, wobei die Mono- oder Po- lyacetal-Abschnitte und die Dieester-Einheiten jeweils über ein gemeinsames Sauerstoff- Atom direkt miteinander verknüpft sind, oder (I) which contain an alternating sequence of mono- or polyacetal sections -O- (CHR 1 -0) m - and carboxylic acid diester units -O-C (0) -R 2 -C (O) -O-, wherein the mono- or polyacetal segments and the diester units are each directly linked via a common oxygen atom, or
Polyacetal-Polyester der allgemeinen Formel (II),
Figure imgf000060_0002
Polyacetal polyester of the general formula (II),
Figure imgf000060_0002
(Π) welche eine alternierende Abfolge aus Polyoxyalkylen-Polyacetal- Abschnitten -0[(CHR10)a((CR' 2)oO)b]i- und Carbonsäurediester-Einheiten -0-C(0)-R2-C(0)- O- enthalten, wobei die Polyoxyalkylen-Polyacetal- Abschnitte und die Dieester-Einheiten jeweils über ein gemeinsames Sauerstoff- Atom direkt miteinander verknüpft sind, wobei (Π) which an alternating sequence of polyoxyalkylene polyacetal portions -0 [(CHR 1 0) a ((CR '2) oO) b] i- and carbonic acid diester units -0-C (0) -R2 -C (0) - O-, wherein the polyoxyalkylene polyacetal sections and the diester units are each directly linked together via a common oxygen atom, wherein
1, m und x für ganze Zahlen stehen, m für eine ganze Zahl > 1 steht und unterschiedliche m in verschiedenen Abschnitten -(CHR1- 0)m- unterschiedliche Werte annehmen können, x für eine ganze Zahl > 1 steht und unterschiedliche x in unterschiedlichen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder Verbindungen der allgemeinen Formel (II) unterschiedliche Werte annehmen können, a und b unabhängig voneinander jeweils für eine ganze Zahl > 0 stehen und innerhalb einer Wiederholungseinheit [(CHR10)a((CR' 2)oO)b] die Summe von a + b > 1 ist, o = 2, 3 oder 4 ist, unterschiedliche a, b, 1 und o in unterschiedlichen Wiederholungseinheiten [(CHR10)a((CR'2)oO)b]i innerhalb einer Verbindung der Formel (II) verschiedene Werte annehmen können, 1, m and x are integers, m is an integer> 1 and different m in different sections - (CHR 1 - 0) m - can assume different values, x is an integer> 1 and different x in different compounds of general formula (I) and / or compounds of the general formula (II) can assume different values, a and b independently of one another in each case stand for an integer> 0 and within a repeating unit [(CHR 1 0) a ((CR ' 2 ) oO) b ] the sum of a + b is> 1, o = 2, 3 or 4, different a, b, 1 and o in different recurring units [(CHR 1 0) a ((CR '2) oO) b] i within a compound of formula (II) can take different values
R1 für Wasserstoff oder einen gesättigten oder ungesättigten, linearen oder verzweigten Cl- bis C20-Alkyl, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylrest steht, der gegebenenfalls weitere Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Silizium, Fluor, Chlor, Brom, Iod enthält, und verschiedene R1 sich in verschiedenen Einheiten -CHR'-O- innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel(I) unterscheiden können, R 1 is hydrogen or a saturated or unsaturated, linear or branched C 1 - to C 20 -alkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl radical which optionally contains further heteroatoms such as oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, silicon, fluorine, chlorine, bromine, Contains iodine, and different R 1 may differ in different units -CHR'-O- within a compound of general formula (I),
R2 für ein Kette aus 2, 3 oder 4 Kohlenstoff- Atomen steht, wobei die Kohlenstoff- Atome in der Kette R2jeweils über Einfach- oder Doppelbindungen bzw. ein verbrückendes Sauerstoff- oder Schwefel- Atom miteinander verknüpft sind, oder R2 Teil eines aromatischen oder cycloaliphatischen mono-, bi- oder polyzyklischen Ringsystems ist, und die Kohlenstoff- Atome in R2 oder im R2 enthaltenden aromatischen oder cycloaliphatischen Ringsystem unabhängig voneinander einen oder mehrere Substituenten tragen können, welche ausgewählt sind aus der Gruppe R 2 is a chain of 2, 3 or 4 carbon atoms, wherein the carbon atoms in the chain R 2 are linked to each other via single or double bonds or a bridging oxygen or sulfur atom, or R 2 part an aromatic or cycloaliphatic mono-, bi- or polycyclic ring system, and the carbon atoms in R 2 or in the R 2 -containing aromatic or cycloaliphatic ring system independently of one another can carry one or more substituents which are selected from the group
R4, Alkenyl =CR4 2, Ether -OR4, Thioether -SR4, Amino -NR4 2, Phosphino -PR4 2, Silyl -SiR4 3, Carboxyl -C02H, Carboxylat -C02\ Ester -C02R4, Sulfonsäure -S03H, Sulfonat -S03 ", Sul- fonsäureester -SO3R4, Fluor, Chlor, Brom, Iod, Nitril -CN, Nitro -NO2, wobei R4 in allen Fällen die analoge Bedeutung besitzt wie R1, sich von R1 unterscheiden kann, und verschiedene Substituenten R4 sich innerhalb einer Kette R2 unterscheiden können und/oder so miteinander verknüpft sein können, dass sie untereinander und/oder mit R2 ein mono-, bi- oder polycyclisches Ringsystem bilden, und verschiedene R2 sich in verschiedenen Diester-Einheiten -0-C(0)-R2-C(0)-0- innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) unterscheiden können, R3 die analoge Bedeutung besitzt wie R1, wobei R3 gleich R1 oder verschieden von R1 sein kann und verschiedene R3 sich innerhalb einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) unterscheiden können, R 4 , alkenyl = CR 4 2 , ether -OR 4 , thioether -SR 4 , amino -NR 4 2 , phosphino-PR 4 2 , silyl -SiR 4 3 , carboxyl -C0 2 H, carboxylate -C0 2 \ ester - C0 2 R 4, -S0 3 H sulfonic acid, sulfonate -S0 3 ", sulfonic fonsäureester -SO3R 4, fluorine, chlorine, bromine, iodine, nitrile -CN, nitro -NO 2, wherein R 4 in all cases, the analogous meaning has as R 1 , may differ from R 1 , and different substituents R 4 may differ within a chain R 2 and / or may be linked together such that they each other and / or with R 2 is a mono-, bi- or polycyclic Ring system, and different R 2 may differ in different diester units -O-C (O) -R 2 -C (O) -O- within a compound of general formula (I), R 3 has the analogous meaning as R 1 , wherein R 3 may be R 1 or different from R 1 and different R 3 may differ within a compound of general formula (I),
R' eine analoge Bedeutung besitzt wie R1, wobei R' gleich R1 oder verschieden von R1 sein kann und unterschiedliche R' innerhalb einer Wiederholungseinheit ((CR'2)o-0) und in verschiedenen Wiederholungseinheiten ((CR'2)o-0)b innerhalb einer Verbindung der Formel (II) verschieden sein können. R 'has an analogous meaning to R 1 , where R' may be R 1 or different from R 1 and different R 'within a repeating unit ((CR'2) o-0) and in different repeating units ((CR'2) o-0) b may be different within a compound of formula (II).
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