-
Die Erfindung betrifft eine Clathratverbindung eines
kernsubstituierten Salicylsäuresalzes. Die erfindungsgemäße
Clathratverbindung eines kernsubstituierten Salicylsäuresalzes
mit einer organischen Verbindung als Gastmolekül ist in
organischen Lösungsmitteln oder organischen Verbindungen mit relativ
schwacher Polarität leicht löslich, weist gegenüber
Lichtstrahlen und NOx-Gasen eine hohe Stabilitat auf und ist deshalb
geeignet für eine Verwendung als Antibiotikum, Stabilisator für
Polymerverbindungen oder Entwickler für
Aufzeichnungsmaterialien.
-
Kernsubstituierte Salicylsäure und ihre Salze haben eine starke
antibiotische Wirkung und sind als Antibiotika (siehe die
ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (anschließend als
"J.P. KOKAI" bezeichnet) Nr. Sho 62-153245) verwendet worden.
Salze einer kernsubstituierten Salicylsäure mit mehrwertigen
Metallen sind als Stabilisatoren für halogenhaltige
Polymerverbindungen wie Polyvinylchlorid (siehe J.P. KOKAI Nr.
Sho 56-112955) eingesetzt worden. Außerdem ist ein Salz einer
kernsubstituierten Salicylsäure mit einem mehrwertigen Metall,
insbesondere mit Zink, als Entwickler für
Aufzeichnungsmaterialien verwendet worden (siehe J.P. KOKAI Nrn. Sho 48-98914,
Sho 62-25086 und Sho 63-186729, US 3 983 292 und EP-A 322 091).
Darüber hinaus offenbart J.P. KOKAT Nr. 63-293464, die zuvor
von der Anmelderin angemeldet worden ist, daß bestimmte
kernsubstituierte Salicylsäuren und ihre Salze zur Verwendung
als Antibiotika, Stabilisatoren für Polymerverbindungen oder
Entwickler für Aufzeichnungsmaterialien geeignet sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die Stabilität bestimmter
Salze kernsubstituierter Salicylsäuren mit mehrwertigen
Metallen oder Hydrate davon gegenüber Lichtstrahlen und NOx-
Gasen zu verbessern, indem sie in Clathratverbindungen
umgewandelt werden, deren Gastmolekül eine organische
Verbindung ist, und dadurch diese Verbindungen zur Verwendung
als Antibiotika, Stabilisatoren für Polymerverbindungen und
Entwickler für Aufzeichnungsmaterialien geeigneter zu machen.
-
Erfindungsgemäß wird eine Clathratverbindung eines
kernsubstituierten Salicylsäuresalzes bereitgestellt, die als
Wirtsverbindung Kristalle eines Salzes eines mehrwertigen
Metalls einer kernsubstituierten Salicylsäure der allgemeinen
Formel (I)
-
in welcher R¹ und R² jeweils eine tert.-Butylgruppe,
tert.Amylgruppe, tert.-Octylgruppe oder eine
α,α-Dimethylbenzylgruppe bedeuten, oder ein Hydrat davon und als Gastmolekül eine
1 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltende organische Verbindung
umfaßt. Die Verbindung ist in organischen Lösungsmitteln oder
organischen Verbindungen mit relativ schwacher Polarität leicht
löslich und in ihrer Stabilität gegenüber Lichtstrahlen und
NOx-Gasen verbessert. Deshalb hat sie einen höheren praktischen
Wert als Antibiotikum, Stabilisator für Polymerverbindungen
oder Entwickler für Aufzeichnungsmaterialien.
-
Die Clathratverbindungen werden auch als Einschlußverbindungen
bezeichnet, sie sind kristalline Substanzen, die einen
Wirtskristall, der die Gerüststruktur des Kristalls bildet, und ein
Gastmolekül umfassen, das die Zwischenhohlräume des
Wirtskristalls besetzt. Deshalb kann eine Clathratverbindung
nur gebildet werden, wenn in der Gerüststruktur des Kristalls
ausreichende Zwischenhohlräuine vorhanden sind. Die Salze
kernsubstituierter Salicylsäure bilden selten
Clathratverbindungen; die Bildung solcher Verbindungen ist eine
charakteristische Eigenschaft, die den Salzen der durch die obengenannte
Formel (I) dargestellten speziellen kernsubstituierten
Salicylsäure mit mehrwertigem Metall eigentümlich ist. So ist
beispielsweise im Salz eines mehrwertigen Metalls mit 3-(α,α-
Dimethylbenzyl)-6-methylsalicylsäure,
3,5-Di-tert.-butylsalicylsäure, 3,5-Di-tert.-amylsalicylsäure oder
3,5-Di-(α,α-dimethylbenzyl)-salicylsäure, die einen ähnlichen molekularen
Aufbau wie die Verbindung der Formel (I) aufweisen, eine geringe
Wassermenge an das mehrwertige Metallatom einfach koordiniert,
ohne daß die Bildung einer Clathratverbindung dieser ähnlichen
Verbindungen zu erkennen ist. Andererseits wird Zink-3,5-di-
(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat in Form eines Kristalls
mit bis zu drei Wassermolekülen pro Zinkatom erhalten, wobei
festgestellt worden ist, daß zwei Wassermoleküle unter
Trocknungsbedingungen bei einer Temperatur von etwa 50 ºC und
einer Feuchte von etwa 30 % freigesetzt werden, und, wenn die
getrockneten Kristalle in einem Raum bei einer Temperatur von
etwa 20 ºC und einer Feuchte von etwa 80 % belassen werden, die
Kristalle wieder zwei Wassermoleküle pro Metallatom aufnehmen.
Da keine Veränderung der kristallinen Struktur der Verbindung
vor und nach diesen zwei Vorgängen beobachtet wird, ist das
Zinksalz mit 3 Wassermolekülen pro Zinkatom eine
ausgesprochene Clathratverbindung, die als Wirtskristall Zink-3,5-
di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrat-Kristalle
und als Gastmolekül zwei Wassermoleküle pro Zinkatom umfaßt.
Ferner ist unter Berücksichtigung der Beweglichkeit dieser zwei
Wassermoleküle festgestellt worden, daß die Zwischenhohlräume
in der Gerüst struktur des Wirtskristalls größer sind als für
die Aufnahme von zwei Wassermolekülen erforderlich. Es konnte
festgestellt werden, daß die Zwischenhohlräume von einer
Vielzahl organischer Verbindungen, die größer als das
Wassermolekül sind, besetzt werden können.
-
Die kernsubstituierten Salicylsäuresalze, welche die
Wirtskristalle bilden können, sind Salze der durch obige
allgemeine Formel (I) dargestellten kernsubstituierten
Salicylsäure mit mehrwertigen Metallen oder Hydrate davon und
spezielle Beispiele dafür schließen Salze mehrwertiger Metalle
mit kernsubstituierter Salicylsäure wie 3,5-Di-tert.-butyl-6-
methylsalicylsäure, 3-tert.-Butyl-5-(α,α-dimethylbenzyl)-6-
methylsalicylsäure, 3,5-Di-tert.-amyl-6-methylsalicylsäure,
3-tert.-Octyl-5-tert.-butyl-6-methylsalicylsäure, 3-tert.-
Octyl-5-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylsäure, 3-(α,α-
dimethylbenzyl)-5-tert.-butyl-6-methylsalicylsäure und 3,5-Di-
(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylsäure oder deren Hydrate
ein. Die Salze mehrwertiger Metalle können in Form von
neutralen Salzen, in denen die kernsubstituierte Salicylsäure
als einbasische Säure dient, oder in Form von basischen Salzen
vorhanden sein, in denen die kernsubstituierte Salicylsäure als
zweibasische Säure dient. Bevorzugte Beispiele mehrwertiger
Metalle, welche die Salze der mehrwertigen Metalle mit
kernsubstituierter Salicylsäure bilden, sind Magnesium,
Aluminium, Calcium, Eisen, Cobalt, Nickel, Zink und Strontium,
wobei Calcium oder Zink am meisten bevorzugt ist.
-
Vorzugsweise besitzen die Gastmoleküle eine Größe, die sie zum
Besetzen der kristallinen Zwischenhohlräume der Gerüststruktur
der Wirtskristalle geeignet macht. Ist die Größe der
Gastmoleküle zu klein, werden sie leicht aus den
Zwischenhohlräumen freigesetzt, wodurch die erhaltenen Clathratverbindungen
zuwenig stabil sind. Sind sie andererseits zu groß, können
diese Moleküle nicht in die Zwischenhohlräume der Kristalle
eindringen. Erfindungsgemäß sind die Gastmoleküle organische
Verbindungen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise
Ameisensäure, Methansulfonsäure, Ethyienglykol, Essigsäure,
Acetamid, Propanol, 2-Propanol, 1,3-Propandiol, Propionsäure,
Acrylsaure, Acrylamid, Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, 1,4-
Butandiol, Diethylenglykol, β-Thiodiglykol, Buttersäure,
Methacrylsäure, Bernsteinsäure, Succinimid, Pentanol, 1,5-
Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Triethylenglykol, Cyclohexanol,
Hexansäure, Adipinsäure, Thiodipropionsäure, 1,8-Octandiol,
Tetraethylenglykal, 4,4'-Dihydroxybutylether, Octansäure, 1,10-
Decandiol, Sebacinsäure, 1,12-Dodecandiol oder Laurinsäure. Das
Verhalten dieser Gastmoleküle mit einem Molekulargewicht von
nicht mehr als etwa 80 unterscheidet sich von dem derjenigen
mit einem Molekulargewicht von über 80. Beispielsweise kann
neutrales Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-
Monohydrat zwei Moleküle einer organischen Gastverbindung mit
niedrigerem Molekulargewicht aufnehmen, während das Zinksalz
nur ein Molekül einer organischen Gastverbindung mit einem
höheren Molekulargewicht aufnehmen kann.
-
Die Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Clathratverbindungen des kernsubstituierten Salicylsäuresalzes
variieren abhängig von den Arten der kernsubstituierten
Salicylsäuresalze und den Gastmolekülen. Ist das Gastmolekül
wasserlöslich, können vielfach die Clathratverbindungen direkt
durch eine doppelte Umsetzung erhalten werden, die zunächst die
Zugabe des Gastmoleküls zu einer wässrigen Lösung eines
kernsubstituierten Salicylats eines Alkalimetalls und
anschließend die langsame Zugabe einer wässrigen Lösung eines
Salzes eines mehrwertigen Metalls zum erhaltenen Gemisch
umfaßt, um das entsprechende Salz des mehrwertigen Metalls mit
der kernsubstituierten Salicylsäure abzutrennen. In dieser
Stufe ist die Clathratverbindung leicht herzustellen, wenn jede
wässrige Lösung in geeigneter Weise erwärmt wird. Wahlweise
kann die Clathratverbindung vorzugsweise nach einem
Gastmolekül-Austauschverfahren hergestellt werden, welches das
Mischen der gewünschten Gastmoleküle mit einer
Clathratverbindung, die ein Salz einer kernsubstituierten
Salicylsäure mit einem mehrwertigen Metall und Wassermoleküle
oder Gastmoleküle wie leicht entfernbare Methanol- oder
Ethanolmoleküle enthält, das Erhitzen, Schmelzen oder Auflösen
des gesamten Gemischs und anschließendes Abkühlen des Gemischs
umfaßt, um die erhaltene Clathratverbindung
auszukristallisieren. In dieser Gastmolekül-Austauschreaktion können die
Verfahrensstufen leicht durchgeführt werden, wenn ein inertes
organisches Lösungsmittel, das kein Gastmolekül sein kann, zum
Reaktionssystem gegeben wird, wobei die Gegenwart von etwas
Wasser erwünscht ist. Dieses Gastmolekül-Austauschverfahren
kann ebenfalls in einem heterogenen System durchgeführt werden,
in welchem das Medium Wasser ist. Während der Austauschreaktion
kann die Austauschgeschwindigkeit durch geeignetes Erwärmen des
Systems erhöht werden, wobei sich die Verteilungseigenschaften
des Systems bei Gegenwart eines geringen Anteils eines
grenzflächenaktiven Mittels verbessern.
-
Die Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf die
folgenden Beispiele, Vergleichs- und Bezugsbeispiele näher
erläutert.
Beispiel 1
-
In einen 2-1-Vierhalskolben aus Hartglas, der mit einem Rührer,
Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler ausgerüstet war,
wurden 700 g Wasser, 300 g 2-Propanol und 150 g Natrium-3,5-di-
tert.-butyl-6-methylsalicylat gefüllt und der Kolben unter
Rühren so erwärmt1 daß sich die Temperatur des Kolbeninhalts
auf 50 ºC einstellte. Nach Auflösung des Natriumsalzes wurden
220 g einer 20%igen wässrigen Zinksulfatlösung etwa 3 Stunden
lang tropfenweise durch den Tropftrichter in den Kolben
gegeben. Während dieser tropfenweisen Zugabe wurde der
Kolbeninhalt auf einer Temperatur von 50 ºC gehalten.
Anschließend wurden die Produkte dieser doppelten Umsetzung
etwa eine Stunde lang stehengelassen, danach auf 30 ºC
abgekühlt und vakuumfiltriert. Der erhaltene Filterkuchen wurde
mit etwa 500 ml Wasser gewaschen und bei 50 ºC und 40 mbar (30
Torr) getrocknet, und so 190 g eines weißen kristallinen
Pulvers erhalten. Der Wassergehalt des Produkts wurde mit der
Karl-Fischer-Analyse zu 2,62 % (ermittelter theoretischer Wert:
2,47 %) bestimmt. Ergänzend wurde das Produkt
gaschromatographisch nach thermischer Zersetzung analysiert, wobei Toluol
als innerer Standard und Aceton als Lösungsmittel verwendet
wurde, wonach das Produkt 15,9 % 2-Propanol (ermittelter
theoretischer Wert: 16,46 %) enthielt. Weiterhin wurde das
Produkt durch chelatometrische Titration analysiert, wonach es
9,00 % (ermittelter theoretischer Wert: 8,95 %) Zink enthielt.
Diese Ergebnisse zeigen die Berechtigung der Annahme, daß das
Produkt eine Clathratverbindung war, die als Wirtskristall
neutrales Zink-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat-Monohydrat
und als Gastmolekül zwei 2-Propanol-Moleküle umfaßt. Mit der
NMR-Spektroskopie konnte das Produkt nicht von einem Gemisch
unterschieden werden, das das ermittelte Verhältnis von
Wirtskristall- zur Gastmolekülkomponente aufwies. Unterwarf man
das Produkt der thermischen Analyse bei Normaldruck, wurde
beobachtet, daß ein Wassermolekül nach dem Freisetzen der
beiden 2-Propanol-Moleküle bei einer Temperatur von 120 bis
130 ºC freigesetzt wurde.
Vergleichsbeispiel 1
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer
daß 150 g Natrium-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat durch
143 g Natrium-3,5-di-tert.-butylsalicylat ersetzt wurden, um
155 g eines weißen Pulvers zu erhalten. Es wurde festgestellt,
daß das Produkt dem neutralen Zink-3,5-di-tert.-butylsalicylat-
Monohydrat auf der Grundlage der Ergebnisse entsprach, die mit
denselben Analysen wie in Beispiel 1 gewonnen wurden, und daß
das Produkt keine 2-Propanol-Moleküle enthielt.
Beispiel 2
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer
daß die 300 g 2-Propanol durch 200 g 1,6-Hexandiol ersetzt
wurden, um 190 g eines weißen Pulvers zu erhalten. Das Produkt
wurde mit denselben Analyseverfahren wie in Beispiel 1
untersucht und als Ergebnis ein Wassergehalt von 2,56 %
(ermittelter theoretischer Wert: 2,47 %), ein 1,6-
Hexandiolgehalt von 15,9 % (ermittelter theoretischer Wert:
16,23 %) und ein Zinkgehalt von 9,03 % (ermittelter
theoretischer Wert: 8,98 %) bestimmt. Diese Ergebnisse zeigen,
daß das Produkt, wie angenommen, eine Clathratverbindung ist,
die als Wirtsverbindung neutrales Zink-3,5-di-tert.-butyl-6-
methylsalicylat-Monohydrat und als Gastmolekül ein Molekül 1,6-
Hexandiol umfaßt. Außerdem konnte das Produkt mit der NMR-
Spektroskopie nicht von einem Gemisch unterschieden werden,
welches das bestimmte Verhältnis von Wirtskristall- zu
Gastmolekülkomponente aufwies.
Beispiel 3
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer
daß die 150 g Natrium-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat
durch 215 g
Natrium-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat ersetzt wurden, um 255 g eines weißen kristallinen
Pulvers zu erhalten. Das Produkt wurde mit denselben Analysen
wie in Beispiel 1 analysiert, wobei ein Wassergehalt von 1,92 %
(ermittelter theoretischer Wert: 1,84 %), ein 2-Propanol-Gehalt
von 12,0 % (ermittelter theoretischer Wert: 12,28 %) und ein
Zinkgehalt von 6,71 % (ermittelter theoretischer Wert: 6,68 %)
bestimmt wurde. Diese Ergebnisse zeigen, daß das Produkt, wie
angenommen, eine Clathratverbindung ist, die als Wirtskristall
neutrales Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-
Monohydrat und als Gastmoleküle zwei 2-Propanol-Moleküle
umfaßt. Außerdem konnte diese Clathratverbindung mit NMR-
Spektroskopie nicht von einem Gemisch mit dem bestimmten
Verhältnis von Wirtskristall- zu Gastmolekülkomponente
unterschieden werden. Man unterwarf das Produkt einer
thermischen Analyse, wobei beobachtet wurde, daß ein
Wassermolekül nach der Entfernung der 2-Propanol-Moleküle bei
einer Temperatur von 100 bis 120 ºC freigesetzt wurde.
Vergleichsbeispiel 2
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer
daß die 150 g Natrium-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat
durch 205 g Natrium-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-salicylat
ersetzt wurden, um 215 g eines weißen Pulvers zu erhalten. Es
wurde festgestellt, daß das Produkt dem neutralen Zink-3,5-di-
(α,α-dimethylbenzyl)-salicylat-Monohydrat auf der Grundlage
der Ergebnisse entspricht, die mit denselben Analysen wie in
Beispiel 1 erhalten wurden, und daß das Produkt keinerlei 2-
Propanol-Moleküle enthielt.
Bezugsbeispiel 1
-
In einen 2-1-Vierhalskolben aus Hartglas, der mit einem Rührer,
Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler ausgerüstet war,
wurden 1 kg Methanol und 40 g Wasser gefüllt. Der Kolben wurde
unter Rühren erwärmt und die Temperatur des Kolbeninhalts auf
40 ºC eingestellt. Es wurden 20 g der in Beispiel 3
hergestellten Clathratverbindung zugegeben. Die
Clathratverbindung löste sich sofort im Kolbeninhalt unter Bildung einer
homogenen Lösung, die sich jedoch innerhalb von etwa 30 Minuten
unter Ausfällung von Kristallen eintrübte. In Abständen von
etwa 5 Minuten wurden jeweils 20 g der Clathratverbindung
wiederholt zum Kolben gegeben, bis die Gesamtmenge der
Verbindung 200 g betrug. Sofort nach der Zugabe der
Clathratverbindung wurde das Gemisch abgekühlt, um die
Temperatur des Inhalts auf 20 ºC einzustellen. Der Kolbeninhalt
wurde vakuumfiltriert und der erhaltene Filterkuchen bei 50 ºC
und einer Feuchte von 30 % getrocknet, um 170 g eines weißen
Pulvers zu erhalten. Das Produkt wurde mit denselben
Analyseverfahren wie in Beispiel 1 untersucht und festgestellt,
daß sein Wassergehalt 2,21 % (ermittelter theoretischer Wert:
2,10 %) und der Zinkgehalt 7,59 % (ermittelter theoretischer
Wert: 7,62 %) betrug. Dadurch wurde bestätigt, daß das Produkt
wie angenonimen, neutrales Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-
methylsalicylat-Monohydrat war. Es wurde ein Teil des Produkts
entnommen, als dünne Schicht auf einer Petrischale ausgebreitet
und über Nacht in einem Raum stehengelassen, dessen Temperatur
auf etwa 20 ºC und dessen Feuchte auf etwa 80 % eingestellt
worden war, anschließend wurde der Wassergehalt bestimmt.
Dadurch wurde bestätigt, daß sein Wassergehalt 6,15 %
(ermittelter theoretischer Wert: 6.04 %) betrug und daß das
Produkt, wie angenommen, neutrales Zink-3,5-di-(α,α-
dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Trihydrat war. Darüber hinaus
setzte das Trihydrat reversibel Wassermoleküle bei einer
Temperatur von 50 ºC und einer Feuchte von 30 % frei und
schmolz bei etwa 160 ºC, wobei das letzte Wassermolekül während
der thermischen Analyse freigesetzt wurde. Daher konnte
ermittelt werden, daß ein Wassermolekül des Trihydrats das
Kristallwasser zur Bildung des Wirtskristall ist, und daß die
verbleibenden Wassermoleküle als Gastmoleküle dienen.
Beispiel 4
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, außer
daß die 300 g 2-Propanol durch 200 g 1,6-Hexandiol und die
150 g Natrium-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat durch 215 g
Natrium-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat ersetzt
wurden, um 226 g eines weißen kristallinen Pulvers zu erhalten.
Das Produkt wurde mit denselben Analyseverfahren wie in
Beispiel 1 untersucht und festgestellt, daß der Wassergehalt
2,03 % (ermittelter theoretischer Wert: 1,84 %), der 1,6-
Hexandiolgehalt 13,0 % (ermittelter theoretischer Wert:
12,10 %) und der Zinkgehalt 6,72 % (ermittelter theoretischer
Wert: 6,69 %) betrug. Dadurch wurde bestätigt, daß das Produkt,
wie angenommen, eine Clathratverbindung war, die als
Wirtskristall neutrales Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-
methylsalicylat-Monohydrat und als Gastmolekül ein Molekül 1,6-
Hexandiol enthielt.
-
Außerdem konnte die Clathratverbindung mit NMR-Spektroskopie
nicht von einem Gemisch unterschieden werden, das durch Mischen
des in Bezugsbeispiel 1 erhaltenen Zink-3,5-di-(α,α-
dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrats und 1,6-Hexandiol
erhalten wurde, dessen Mischungsverhältnis gleich dem des
Produkts dieses Beispiels war. Man unterwarf das Produkt einer
thermischen Analyse, wobei festgestellt wurde, daß das Produkt
bei 202 ºC schmolz und gleichzeitig Wasser und 1,6-Hexandiol
langsam freigesetzt wurden.
Beispiel 5
-
In einen 2-1-Vierhalskolben aus Hartglas, der mit einem Rührer,
Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler ausgerüstet war,
wurden 1,4 kg Wasser, 150 g 1,6-Hexandiol und 100 g des in
Bezugsbeispiel 1 erhaltenen neutralen Zink-3,5-di-(α,α-
dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrats gefüllt und der
Kolben unter Rühren erwärmt, wobei die Temperatur des
Kolbeninhalts 30 Minuten lang auf 95 ºC eingestellt wurde. Nach
langsamem Abkühlen des Kolbeninhalts auf 25 ºC wurde er
vakuumfiltriert und der erhaltene Filterkuchen mit 500 g Wasser
gewaschen. Das Produkt wurde bei 60 ºC und 40 mbar (30 Torr)
getrocknet, wodurch 113 g eines weißen kristallinen Pulvers
erhalten wurden. Dieses Produkt konnte analytisch nicht von dem
des Beispiels 4 unterschieden werden.
Beispiel 6
-
In einen 1-1-Vierhalskolben aus Hartglas, der mit einem Rührer,
Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler ausgerüstet war,
wurden 100 g Benzol, 50 g Cyclohexanol und 100 g des in
Bezugsbeispiel 1 erhaltenen Produkts gefüllt. Zur Erhaltung
einer leicht viskosen Lösung wurde der Kolbeninhalt gerührt.
Durch den Tropftrichter wurden zum Inhalt 200 ml Hexan
tropfenweise zugegeben, wobei die Lösung innerhalb einer Stunde
trüb wurde und Kristalle ausfielen. Anschließend wurden 3
Stunden lang weitere 300 ml Hexan tropfenweise zur Lösung
gegeben. Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe wurde das
Gemisch weitere 3 Stunden gerührt und danach der Inhalt
vakuumfiltriert. Der erhaltene Filterkuchen wurde mit 500 ml
Hexan gewaschen und bei 40 ºC getrocknet, um 107 g eines weißen
kristallinen Pulvers zu erhalten. Das Produkt wurde mit
denselben Analyseverfahren wie in Beispiel 1 untersucht, wobei
ein Wassergehalt von 1,98 % (ermittelter theoretischer Wert:
1,88 %), ein Cyclohexanolgehalt von 10,1 % (ermittelter
theoretischer Wert: 10,45 %) und ein Zinkgehalt von 6,85 %
(ermittelter theoretischer Wert: 6,82 %) festgestellt wurde.
Dadurch wurde bestätigt, daß das Produkt eine
Clathratverbindung ist, die als Wirtskristall ein neutrales Zink-3,5-
di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrat und als
Gastmolekül ein Molekül Cyclohexanol enthält. Außerdem konnte
die Clathratverbindung mit NMR-Spektroskopie nicht von dem
Gemisch aus Produkt des Bezugsbeispiels 1 und Cyclohexanol mit
einem Mischungsverhältnis, das dem des Produkts dieses
Beispiels gleich war, unterschieden werden.
Beispiel 7
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer
daß die 150 g 1,6-Hexandiol durch 19 g 1,8-Octandiol ersetzt
wurden, um 113 g eines weißen kristallinen Pulvers zu erhalten.
Das Produkt wurde mit denselben Analyseverfahren wie in
Beispiel 1 untersucht und ein Wassergehalt von 1,92 %
(ermittelter theoretischer Wert: 1,79 %), ein 1,8-Octandiol-
Gehalt von 13,8 % (ermittelter theoretischer Wert: 14,50 %) und
ein Zinkgehalt von 6,51 % (ermittelter theoretischer Wert:
6,48 %) festgestellt. Das bestätigt, daß das Produkt eine
Clathratverbindung ist, die als Wirtskristall ein neutrales
Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrat
und als Gastmolekül ein 1,8-Octandiol-Molekül enthält.
Beispiel 8
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer
daß die 150 g 1,6-Hexandiol durch 150 g Triethylenglykol
ersetzt wurden, um 112 g eines weißen kristallinen Pulvers zu
erhalten. Das Produkt wurde mit denselben Analyseverfahren wie
in Beispiel 1 untersucht und ein Wassergehalt von 1,94 %
(ermittelter theoretischer Wert: 1,79 %), ein Triethylenglykol-
Gehalt von 14,9 % (ermittelter theoretischer Wert: 14,89 %) und
ein Zinkgehalt von 6,6 % (ermittelter theoretischer Wert:
6,48 %) festgestellt. Das bestätigt, daß das Produkt eine
Clathratverbindung war, die als Wirtskristall neutrales
Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrat und
als Gastmolekül ein Triethylenglykol-Molekül enthält. Man
unterwarf das Produkt einer thermischen Analyse, wobei
festgestellt wurde, daß die Clathratverbindung einen deutlichen
Schmelzpunkt bei 178 ºC hatte, die Wassermoleküle gleichzeitig
mit dem Schmelzen freigesetzt und anschließend die
Triethylenglykol-Moleküle
freigesetzt wurden. Die Ergebnisse der NMR-
Spektroskopie des Produkts waren ähnlich den in den
vorhergehenden Beispielen beobachteten.
Beispiel 9
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer
das die 150 g 1,6-Hexandiol durch 100 g β-Thiodiglykol ersetzt
wurden, um 110 g eines weißen kristallinen Pulvers zu erhalten.
Das Produkt wurde mit denselben Analyseverfahren wie in
Beispiel 1 untersucht und ein Wassergehalt von 2,21 %
(ermittelter theoretischer Wert: 1,84 %), ein
Thiodiglykolgehalt von 12,5 % (ermittelter theoretischer Wert:
12,46 %) und ein Zinkgehalt von 6,80 % (ermittelter
theoretischer Wert: 6,67 %) festgestellt. Das bestätigt, daß
das Produkt eine Clathratverbindung ist, die als Wirtskristall
neutrales Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-
Monohydrat und als Gastmolekül ein β-Thiodiglykol-Molekül
enthält. Das Produkt wurde einer Schwefelanalyse unterzogen und
der Schwefelgehalt zu 3,19 % (ermittelter theoretischer Wert:
3,27 %) bestimmt. Weiterhin wurde es der thermischen Analyse
unterworfen, wobei die Verbindung bei 178 ºC schmolz, die
Wassermoleküle gleichzeitig mit dem Schmelzen und anschließend
die β-Thiodiglykol-Moleküle langsam freigesetzt wurden. Die
Ergebnisse der NMR-Spektroskopie des Produkts waren denen der
vorhergehenden Beispiele sehr ähnlich.
Beispiel 10
-
Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 5 wurde wiederholt, außer
das die 150 g 1,6-Hexandiol durch 100 g Diethylenglykol ersetzt
wurden, um 109 g eines weißen kristallinen Pulvers zu erhalten.
Das Produkt wurde mit denselben Analyseverfahren wie in
Beispiel 1 untersucht und ein Wassergehalt von 2,18 %
(ermittelter theoretischer Wert: 1,87 %), ein Diethylenglykol-
Gehalt von 10,9 % (ermittelter theoretischer Wert: 11,00 %) und
ein Zinkgehalt von 6,69 % (ermittelter theoretischer Wert:
6,78 %) festgestellt. Das bestätigt, daß das Produkt eine
Clathratverbindung ist, die als Wirtskristall neutrales Zink-
3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-methylsalicylat-Monohydrat und
als Gastmolekül ein Diethylenglykol-Molekül enthält. Man
unterwarf das Produkt einer thermischen Analyse, wobei
festgestellt wurde, daß die Verbindung bei 191 ºC schmolz, die
Wassermoleküle gleichzeitig mit dem Schmelzen und anschließend
die Diethylenglykol-Moleküle langsam freigesetzt wurden. Die
Ergebnisse der NMR-Spektroskopie des Produkts waren identisch
mit den in den vorhergehenden Beispielen erhaltenen.
Beispiel 11
-
In einen dem in Beispiel 6 verwendeten identischen Kolben
wurden 150 g Benzol und 150 g des in Bezugsbeispiel 1
erhaltenen Produkts gefüllt und das Gemisch gerührt, um das
Produkt in Benzol aufzulösen. Zu der erhaltenen Lösung wurden
400 g Hexan und anschließend 14 g Essigsäure etwa 5 Stunden
lang unter Rühren tropfenweise zum Gemisch gegeben. Während der
tropfenweise Zugabe der Essigsäure trübte sich die Lösung im
Kolben und es wurden Kristalle ausgefällt. Nach der
tropfenweisen Zugabe wurde die Lösung weitere 2 Stunden gerührt und
danach vakuumfiltriert. Der erhaltene Filterkuchen wurde mit
300 g Hexan gewaschen und getrocknet, um 109 g eines weißen
kristallinen Pulvers zu erhalten. Das Produkt wurde mit
denselben Analyseverfahren wie in Beispiel 1 untersucht und ein
Wassergehalt von 2,06 % (ermittelter theoretischer Wert:
1,84 %), ein Essigsäuregehalt von 13,1 % (ermittelter
theoretischer Wert: 12,28 %) und ein Zinkgehalt von 6,75 %
(ermittelter theoretischer Wert: 6,68 %) festgestellt. Das
bestätigt, daß das Produkt eine Clathratverbindung ist, die als
Wirtskristall neutrales Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-6-
methylsalicylat-Monohydrat und als Gastmoleküle zwei
Essigsäuremoleküle enthält.
Beispiel 12
-
In einen dem in Beispiel 5 verwendeten ähnlichen Kolben wurden
1,4 kg Wasser, 150 g β-Thiodiglykol und 100 g des in Beispiel 1
erhaltenen Produkts gefüllt, der Kolben unter Rühren erhitzt,
um die Temperatur des Kolbeninhalts auf 95 ºC einzustellen und
ihn 30 Minuten lang auf dieser Temperatur zu halten. Der
Kolbeninhalt wurde langsam abgekühlt und, nachdem seine
Temperatur 30 ºC oder darunter erreicht hatte, vakuumfiltriert.
Der erhaltene Filterkuchen wurde mit 500 g Wasser gewaschen und
bei 70 ºC und einem Druck von 40 mbar (30 Torr) getrocknet,
wodurch 100 g eines weißen kristallinen Pulvers erhalten
wurden. Das Produkt wurde mit denselben Analyseverfahren wie in
Beispiel 1 untersuchtund ein Wassergehalt von 0,31 %
(ermittelter theoretischer Wert: 0 %), ein β-Thiodiglykol-Gehalt von
14,7 % (ermittelter theoretischer Wert: 15,23 %) und ein
Zinkgehalt von 11,3 0% (ermittelter theoretischer Wert: 11,04 %)
festgestellt. Das bestätigt, daß das Produkt eine
Clathratverbindung ist, die als Wirtskristall wasserfreies
Zink-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat und als Gastmolekül
ein β-Thiodiglykol-Molekül enthält. Außerdem unterscheidet sich
nach der NMR-Spektroskopie das Produkt von dem Gemisch aus
Produkt des Beispiels 1 und β-Thiodiglykol mit einem
Mischungsverhältnis, das identisch dem des Produkts dieses
Beispiels ist, in Bezug auf die Gegenwart eines Wassermoleküls
und zweier 2-Propanol-Moleküle.
-
Die in jedem Beispiel hergestellte Clathratverbindung hat
insbesondere eine verbesserte Beständigkeit gegenüber
Lichtstrahlen und NOx-Gasen. Beispielhaft werden Entwickler für
Aufzeichnungsmaterialien genannt, um spezielle Prüfbeispiele zu
erläutern und damit die Verbesserung dieser Eigenschaften zu
zeigen, wobei auf die folgenden Vergleichsbeispiele Bezug
genommen wird.
-
Es wurde mit einer Clathratverbindung oder einer
Vergleichsverbindung und Polyvinylalkohol als Klebstoff eine wässrige
Beschichtungslösung hergestellt, die auf eine Papieroberfläche
derart aufgebracht wurde, daß der Anteil der aufgetragenen
Verbindung etwa 10 g/m² betrug, anschließend wurde das Papier
zur Herstellung einer Entwicklungsfolie getrocknet. Die
Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der Tabelle zusammengefaßt.
-
Die Entwicklungsfähigkeit wurde bestimmt, indem die erhaltene
Entwicklungsfolie auf holzfreies Papier für druckempfindliche
Kopiergeräte aufgebracht, mit einer elektrischen
Schreibmaschine beschrieben und die entwickelte Farbdichte
visuell geprüft wurde, um die Entwicklungsfähigkeit nach den
folgenden Kriterien zu bewerten:
-
: sehr hoch, : hoch,
-
Δ: niedrig, ×: sehr niedrig.
-
Die Wetterbeständigkeit wurde ermittelt, indem die erhaltene
Entwicklungsfolie in der Zeit vom 10. bis 17. März wiederholt
an drei Schönwettertagen 6 Stunden lang (von 9 bis 15 Uhr) dem
Sonnenlicht ausgesetzt und die Veränderung der Helligkeit der
Entwicklungsfolie zur Bewertung der Wetterbeständigkeit
entsprechend den folgenden Kriterien herangezogen wurde:
-
: keine Veränderung, : gering verfärbt,
-
Δ: verfärbt, ×: sehr verfärbt.
-
Zusätzlich wurde die Beständigkeit gegenüber NOx-Gasen durch
Prüfung der Entwicklungsfolie entsprechend dem Verfahren JIS
L 0855 untersucht und die Beständigkeit nach den folgenden
Kriterien bewertet:
-
: keine Veränderung, : gering verfärbt,
-
Δ: verfärbt, ×: sehr verfärbt.
Probe Entwicklungsfähigkeit
Wetterbeständigkeit
Beständigkeit geg. NOx
Vergleichsbeispiel A: Das Produkt des Bezugsbeispiels 1.
Vergleichsbeispiel B:
Zink-3,5-di-tert.-butyl-6-methylsalicylat-Monohydrat
Vergleichsbeispiel C:
Zink-3,5-di-(α,α-dimethylbenzyl)-salicylat-Monohydrat (das Produkt des
Vergleichsbeispiels 2)
Vergleichsbeispiel D: Zink-3,5-di-tert.-butylsalicylat-
Monohydrat (das Produkt des
Vergleichsbeispiels 1)