DD218276A1

DD218276A1 - Verfahren zum herstellen monoklonaler antikoerper fuer ein t-zell-antigen

Info

Publication number: DD218276A1
Application number: DD25327183A
Authority: DD
Inventors: Helmut Fiebig; Ingrid Behn; Herwart Ambrosius
Original assignee: Univ Leipzig
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-02-06

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen durch Umsetzung von Phenolgruppen enthaltenden Verbindungen mit Epihalogenhydrin. Ziel ist die Verminderung des Verbrauchs von Epihalogenhydrin und die Unterdrueckung von Konkurrenzreaktionen. Das wird erreicht, indem man 10 bis 90 % der stoechiometrisch notwendigen Alkalihydroxydmenge waehrend der ersten Reaktionsstufe in 2 bis 75 % der Gesamtreaktionszeit bei Temperaturen von 333 bis 423 K eintraegt. Die restliche Alkalihydroxydmenge, bis maximal 110 %, wird in einer zweiten Reaktionsstufe waehrend des Abkuehlens auf 353 bis 293 K eingetragen. Das Verfahren kann diskontinuierlich und kontinuierlich durchgefuehrt werden.

Description

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VEB Leuna-Werke Merseburg, 27. 7. 1979

"Walter Ulbricht" DC.Hi/Sch

LP 7933

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Epoxidharz Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidharz durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit einer Phenolgruppen enthaltenden Verbindung im Äquivalenzverhältnis von mindestens 1s1 in Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches in Gegenwart von Alkalihydroxid·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein bekannt, Epoxidharze durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit mehrwertigen Phenolen in Gegenwart von Alkalihydroxidjherzustellen (H, Jahn: Epoxidharze, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie)·

Es ist bereits bekannt, diese Umsetzung'.in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln, insbesondere niederen aliphatischen Alkoholen oder Ketonen,durchzufuhren (US-PS 2 848 435, US-PS 2 986 551, US-PS 2 986 553, SU-PS 128 028, CS-PS 105 757). Gegenüber den Verfahren ohne Lösungsmittelzusatz bestehen die

-5.SEi 19/3*809657

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Vorteile in der einfachen Prozeßführung, der höheren Reaktionsgeschwindigkeit und dem Fehlen polymerer Nebenprodukte«) Ein Nachteil des Verfahrens ist der relativ hohe Chlorgehalt der Produkte, der nur durch Anwendung sehr großer Alkalihydroxidüberschüsse auf solche Werte erniedrigt werden kann, die in der Praxis gefordert werden (unter 0,5 Gew_e-%)· Bei Alkaliüberschuß erhöht sich jedoch der Epichlorhydrinverbrauch durch Nebenreaktionen beträchtlich«.

Es "wurde gefunden, daß Harze mit niedrigem Chlorgehalt erhalten werden, wenn man nach der Umsetzung von Bisphenol mit Epi.chlorhydrln das isolierte Harz in einem inerten Lösungsmittel mit Alkalihydroxid dehydrohalogeniert (US-PS 3 121 727)· Eine solche Verfahrensweise führt zu einer unerwünschten Komplizierung der Technologie, zur Verschlechterung der Viskosität der Epoxidharze und zur Gefahr der Polymerisatbildung,,

.Weiterhin wurde gefunden, daß es in bezug auf die Harzqualität vorteilhaft sein_;.soll, Ätzalkali in zwei Stufen zuzugeben, wobei die Zugabe in der ersten Stufe in Gegenwart von Wasser, in der zweiten Stufe bei höherer Temperatur unter aceotroper Wasserauskreisung durchgeführt wird» Eine solche Verfahrensweise 8ölLs auch in Gegenwart von Lösungsmitteln (mit Wasser nicht mischbaren Alkoholen, Aromaten oder Gemischen von beiden) durchführbar sein (CH-PS 508 680), bringt aber auch keine Vereinfachung der Technologie und Verbesserung des Epichlorhydrinverbrauchs gegenüber den bekannten Verfahren«

Es wurde auch gefunden, daß sich bei kontinuierlichen Verfahren in Gegenwart von Lösungsmitteln Harze mit verbesserten Chlorgehalten herstellen lassen, wenn man vor der letzten Alkalizugabe eine zusätzliche Phäsentrennung zwischen organischer Harzphase und wäßriger Alkalihalogenidphase einführt (US-PS 2 986 551, US-PS 2 986 552, US-PS 3 069 434). Eine solche Methode der Alkalihydroxidzugabe läßt sich auch auf diskontinuierliche Verfahren übertragen* So wird in der DE-OS 2 522 745 beschrieben, daß die Natronlauge vorzugsweise in

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zwei Portionen zu zwei Drittel und ein Drittel allmählich zugesetzt und jeweils am Ende der Zugabe nach einer Nachrührperiode die wäßrige Phase abgetrennt wird« Aber auch nach einer solchen Verfahrensweise lassen sich die Epichlorhydrinverluste nicht senken, so daß in der DrJ-OS 2 522 745 ein/Alkalihydroxidunterschuß verbunden mit einer zusätzlichen Dehydrohalogenierungsstufe des isolierten Harzes angewandt, wird· Dadurch bleiben die og. Nachteile erhalten*

Es ist weiterhin bekannt, als Lösungsmittel solche zu verwenden, die eine geringe Neigung zur Bildung von Nebenprodukten aufweisen, besonders sekundäre Alkohole (US-PS 2 435) oder Ketone (US-PS 2 986 552). Der Verlust an Epichlorhydrin wird jedoch auch in diesen Lösungsmitteln nur geringfügig verringert, da er im wesentlichen durch Reaktion des Epichlorhydrins mit vorhandenem bzw. sich bildendem Wasser, im alkalischen Milieu hervorgerufen wird· /

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Epichlorhydrinverbrauch und Konkurrenzreaktionen zu vermindern« ' .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Ursache der Mangel der bisherigen Verfahren ist das Überwiegen der Konkurrenzreaktion der Verseifung des Epichlorhydrins in Gegenwart von Wasser und Alkalihydroxid gegenüber der vollständig ablaufenden Dehydrohalogenierung der Epoxidharzzwischenprodukte am Ende der Reaktion« Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen in Gegenwart von Lösungsmitteln bereitzustellen, mit dem es möglich ist, bei minimalem Epichlorhydrinverbrauch Harze mit geringem verseifbarem Halogengehalt zu erhalten. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidharz durch Umsetzen von Epihalogenhydrin mit einer Phenolgruppen enthaltenden Verbindung im Äquivalenzverhältnis von

ZID J

mindestens 1s1 in Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln und Alkalihydroxid gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einer ersten Reaktionsstufe bei Temperaturen von 60 bis 150 ⁰C, vorzugsweise 65 bis 80 ⁰C₉ 10 bis 90 %, vorzugsweise 40 bis 60 %, der stöchiometrisch notwendigen Alkalihydroxidmenge kontinuierlich in 2 bis 75 %., vorzugsweise 5 bis 20 %jder Gesamtreaktionszeit von 0,1 bis 4 Stunden in.das. Reaktionsgemisch einträgt, in einer zweiten Reaktionsstufe während des Abkühlens auf 20 bis 80 ⁰C, vorzugsweise 30 bis 50 ⁰C₅ die restliche Alkalihydroxidmenge bis zu insgesamt 80 bis 110,/vorzugsweise 90 bis 100 Mol-% der stöchiometrischen Menge kontinuierlich im restlichen Teil der Gesamtreaktionszeit für die beiden ersten Stufen in das Reaktionsgemisch einträgt, die wäßrige Alkalihalogenidphase abtrennt, die organische Phase zur Erzielung niedriger Chlorgehalte bei 20 bis 80 ⁰C, vorzugsweise 30 bis 50 ⁰C,nochmals mit der stöchiometrisch noch notwendigen Alkalimenge und einem Alkaliüberschuß von 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 7 Mol-%,behandelt, diese wäßrige Phase erneut abtrennt, die organische Phase gegebenenfalls« neutralisiert, danach das überschüssige Lösungsmittelgemisch ganz oder teilweise abdestilliert und das verbleibende Reaktionsprodukt in an sich bekannter Weise aufarbeitete Als Phenolgruppen enthaltende Verbindungen kommen in erster Linie Dephenylolpropan (Dian, Bisphenol A)₅ Diphenylοlmethan (Bisphenol I^?), Resorcin, Tetrabromdian und Phenol-Formaldehyd-Kondensate (Novolak), als Lösungsmittel Alkohole, besonders Isopropanöl, Butanole, Methyl- und Äthylglykol sowie Methylisobuferlcarbinpl, und Ketone (Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon) und als Epihalogenhydrin Eichlorhydrin in Präge« Das Äquivalenzverhältnis Phenolgruppe zu Epichlorhydrin beträgt vorteilhaft 1j2 bis 1:5 und die tösungsmittelmenge 5 bis 200, vorzugsweise 20 bis 50 Gew_e-$, bezogen auf eingesetztes Epichlorhydrin«. Das Alkalihydroxid wird vorzugsweise in solcher Konzentration eingesetzt, daß nach der Umsetzung eine gesättigte Alkalichloridlösung vorliegt, die leicht von der organischen Phase abgetrennt werden kann und nur geringste Mengen Epichlorhydrin gelöst enthält* Bei Einsatz von Epichlorhydrin und Natriumhydroxid sollte die Natronlauge eine Konzentration von

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20 bis 25 Gew.-% aufweisen.

Die Temperatur der ersten Reaktionsstufe wird vorteilhaft am oder kurz unterhalb des Siedepunktes der Mischung gewählt. Während dieser Reaktionsstufe kann die natronlauge wegen' der hohen Reaktionsgeschwindigkeit dosiert werden. Nach Freiwerden der Reaktionswärme in der ersten Phase erfolgt eine selbständige oder äußere Abkühlung auf Temperaturen zwischen 20 und 80 ⁰C, vorzugsweise 30 bis 50 ⁰C, bei der die restliche Alkalihydroxidmenge etwas langsamer zugegeben wird. Die Phasentrennungen erfolgen, nachdem 0,b5 bis 1,0, vorzugsweise 0,90 bis 0,95, und am Ende der Reaktion, wenn 1,01 bis 1,20, vorzugsweise 1,03 bis 1,07, Alkalihydroxidäquivalente zudosiert wurden. Die organische Phase kann nach der letzten Phasentrennung neutralisiert werden, vorteilhaft z.B. durch Einblasen von Kohlendioxid« Anschließend wird aus der organischen Phase durch Destillieren der flüchtigen Bestandteile das Harz isoliert· Das Destillat, das aus Epichlorhydrin, Lösungsmittel und V/asser besteht, kann nach Ergänzen des verbrauchten Epichlorhydrins für den nächsten Ansatz verwendet v/erden· Das in der wäßrigen Phase erhaltene Lösungsmittel und Epichlorhydrin läßt sich durch Destillation zurückgewinnen, wodurch gleichzeitig das Abwasser von toxischen Begleitstoffen befreit wird«,

Das Rohharz wird nach den üblichen Methoden (Filtration, ,Waschen mit Wasser oder Filtration nach Aufnahme in einem inerten Lösungsmittel) gereinigt. Zur Erzielung von Harzen mit extrem niedrigem verseifbarem Chlorgehalt (kleiner 0,05 %) läßt sich auch noch eine zusätzliche Dehydrohalogenierung in einem inerten Lösungsmittel anschließen»

Es ist überraschend, daß sich Nebenreaktionen zurückdrängen lassen, wenn die letzte Portion Alkalihydroxid bis zur Erreichung der stöchiömetrischen Menge oder einem geringen Überschuß nach der Abtrennung des gebildeten Alkalihalogenide bei tieferer Temperatur als während der ersten Reaktionsphase zugegeben wird. Aus den Angaben der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß unter diesen Bedingungen ein Bereich der zugesetzten Alkalihydroxidmenge existiert, bei- dem verseifbarer Halögengehalt

Om « - .sJ

im Harz und Epicblorhydrinverlust minimiert -werden können«,

!Tabelle 1

Epichlorhydrinverbrauch und Harzqualität in Abhängigkeit von der zugesetzten Alkalihydroxidmenge bei einer Phäsentrennung nachjier Zugabe von 0,9 Äquivalenten NaOH pro Phenoläquivalent·

NaOH-Menge Erfindungsgemäßes Verfahren Vergleichsverfahren Temperatur der 2» Reaktions- Temperatur! 70.-75 °C phases 40 ⁰C

	ECH-Verbrauch	Gl-Gehalt	EGH-Verbrauch	C !-»Ge
Mol/Phenol-	g/Phenoläqui-	Gew«~%	g/Phenoläqui	halt
äqu«	valent		valent	Gew_e-%
0,95	93	1,0	93	1,1
.0,975	93	0,8	95	0,9 ,
1,00	94	0,5	101	0,6
1,02	94	0,3	109	0,5
1,04	95	0,25	. 115	0,4
1,06	95	0,25	121	0,3
1,08	V 97	.0,25	129	0,3
1,10 -	101	0,2	137	0,25
1,20	134	0,2	145	0,2

Das Verfahren kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden*

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

In einem 2 1-Kolben, versehen mit Tropftrichter, Rührwerk, Temperiermantel, Rückflußkühler, Thermometer und Bodenventil, wurden 160 g Dian in 582 g Epicblorhydrin, 200 g Isopropanol und 45 g Wasser-gelöst und auf 70 ⁰C erwärmt* Innerhalb 45 min wurden 225 g einer 22,5%igen Natronlauge zuerst schnell, dann etwas langsamer zugetropft» Während dieser Zeit stieg

2\5

'die Temperatur auf 75 °C an. Mach 40 rain Reaktionszeit wurde mit der Kühlung bis auf 40 ⁰C begonnen« Nach einer Nachreaktionszeit von 5 min wurde die wäßrige Phase durch das Bodenventil abgelassen und nochmals 37 g '<^J2,5 %ige Natronlauge zugegebene Die wäßrige Phase wurde nach einer Reaktionszeit you . 10 min bei 40 ⁰O abgetrennt und die organische Phase einer Destillation, unterworfen· 678 g Lösungsmittelgemisch wurden zurückgewonnen, das 448 g Epichiorhydrin und 192 g Isopropanol enthielt,. An der wäßrigen Phase konnten durch Destillation weitere 7 g Isopropanol und 1 g Epichlorhydrin zurückgewonnen werden, so daß sich ein Verbrauch von 133 g Epichlorhydrin ergab· Das Harz wurde in Toluol gelöst und dreimal mit Wasser gewaschen« Danach wurde das Toluol abdestilliert«

Harzausbeute 232_?5 g

Epichlorhydrinverbrauch pro Phenoläquivalent 95 g Epoxidäquivalent 184

verseifbarer Chlorgehalt. 0,25 %

Viskosität , 19000 cP/20 ⁰C

Beispiel 2 -!(Vergleichsbeispiel)

Die Einsatzmengen und die Durchführung waren analog zum Beispiel 1, nur daß während beider Reaktionsstufen eine Temperatur von 70-75 C eingehalten und die Natronlauge mit konstanter Dosiergeschwindigkeit zugegeben wurde« - Harzausbeute 233 g

Epichlorhydrinverbrauch pro Phenoläquivalent 120 g Epoxidäquivalent , 186

verseifbarer Chlorgehalt 0,35 %

Viskosität ' 24000 cP/20 ⁰C

Beispiel 3

200 g Bisphenol P wurden in 740 g Epichlorhydrin, 240 g Isopropanol und 40 g Wasser gelöst undjWie in Beispiel 1 beschriebe^ mit 373 g 22,5 %iger Natronlauge umgesetzt·

- .8 -

Harzausbeute 302^ g

Epichlorhydrinverbrauch pro i'henoläquivalent 96 g Epoxidäquivalent 171

Verseifbarer Chlorgehalt 0,28 %

Viskosität 4900 cP/20°c

Beispiel 4

g (1 Phenoläquivalent) eines Novolaks mit einem mittleren Molgewicht von 350 wurden in 463 g Epichlorhydrin, 200 g Iso~ propanol und 50 g Wasser gelöst und analog zu Beispiel 1 mit g einer 22,5 %igen Katronlauge umgesetzt.

Harzausbeute 153 g

Epichlorhydrinverbrauch pro Phenoläquivalent 94 g Epoxidäquivalent 182

Verseifbarer Chlorgehalt 0,22 %

Viskosität ' 2700 cP/80°C

Beispiel 5

g Tetrabromdian wurden in 463 g Epichlorhydrin, 4'6O g Isopropanol und 70 g Wasser gelöst und analog zu Beispiel 1 mit-187 g einer 22,5 %igen Natronlauge umgesetzte :

Harzausbeute ' 328 g

Epichlorhydrinverbrauch pro Phenoläquivalent 96 g Epoxidäquivalent 345

Verseifbarer Chlorgehalt 0,20

'Erweichungspunkt (Ring-Kugel) 58 °(

Bromgehalt 48,3

Claims

- 9 - ü l 5 3 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von Epoxidharz durch Umsetzen von Epihalogenhydrin mit einer Phenolgruppen enthaltenden Verbindung im Äquivalenzverhältnis von mindestens 1:1 in Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln und Alkalihydroxid und anschließende Aufarbeitung des Reaktionsproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Reaktionsstufe bei Temperaturen von 333 bis 423 K, vorzugsweise 338 bis 353 K, 10 bis 90 %, vorzugsweise 40 bis 60 %, der stöchiometrisch notwendigen Alkalihydroxidmenge kontinuierlich in 1 bis 75 %, vorzugsweise 5 bis 20 %, der Gesamtreaktionszeit (von 0,1 bis 4 Stunden) in das Reaktionsgemisch einträgt, in einer zweiten Reaktionsstufe während Abkühlens auf 293 bis 353 K, vorzugsweise 303 bis 323 K, die restliche Alkalihydroxidmenge bis zu insgesamt 80 bis 110 %, vorzugsweise 90 bis 100 %, der stöchiome-» trischen Menge kontinuierlich im restlichen Teil der Gesamtreaktionszeit für die beiden ersten Stufen in das Reaktionsgemisch einträgt, die wäßrige Alkalihalogenidphase abtrennt und die organische Phase ggf. nachverseift. ·

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phenolgruppen enthaltende Verbindung Bisphenol A, Bisphenol P, Tetrabromdian, Resorcin und Phenol-Aldehyd-Kondensate (ITovoloke) eingesetzt werden. ·

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Lösungsmittel niedere aliphatisch^ Alkohole, Ketone, Äther, Chlorkohlenwasseräoffe, Aromaten oder Gemische davon in einer Menge von 5 bis 200 Gew.-%, bezogen auf eingesetztes Epihalogenhydrin, verwende^ werden.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionstemperatür der 1. Reaktionsstufe die Temperatur gewählt wird, bei der die Mischung siedet. ,

ZVb

5* Verfahren nach Punkt 1 bis 4» dadruch gekennzeichnet, daß als Alkalihydroxid wäßrige jjatronlauge mit einer Konzentration von 5 bis 75 Gevv.-',a eingesetzt wird, vorzugswei-^ se mit einer solchen Konzentration, daß nach der Unsetzung eine gesättigte Alkalichloridlüsung,vorliegt, die leicht von der organischen Phase abgetrennt werden kann. ^;