NO116080B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av poly tioeterdiolor.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for framstilling av polytioeterdioler, d.v.s. forbindelsar med den generelle formel II0(CIIoS) CIL.OH

2 m 2

hvori m kan variere fra 2 til 31>og det siregne ved f remrang små to n i henhold til oppfinnelsen er at formaldehyd brinres til å reagere med en eller flere monotioeter- eiler p oly t ioe t e v-d i t i oler, med formel ]IS(CH0S) nH hvori n er et tall fra 1 til 30, uten katalysator, ved en

c-LLq

temperatur mellom o og 1oo C, hvor det fortrinnsvis anvendes et molforhold på minst 2 mol formaldohyd pr. mol ditiol.

Polytioeterdioler er nyttige industrielle produkter som i d<y>;-; finnar anvendelse i forskjellige polyicond ens ering sreaks j one r, f.eies. med urinstoff, melamin eller fenol, med det formål å fremstille harpikser. De anvendes også ved fremstilling av polyestere, polyuretaner, poly-karbonater eller andre polymerer som inneholder svovel. Da kvaliteten av de polymerer som oppnås avhender av sammensetningen av de polytioeter dioler som anvendes, og da det er bnskelig at disse bor ha et veldefinert og konstant innhold av _C[I23-grupper, er det viktig å kunne anvende en fremstillingsprosess som er i stand til å fore. til forbindelser som er så rene som mulig og som fullt ut svarer til den ovenfor angitte empiriske formel.

Nå forer den kjente fremstillingsprosess, som består i å innfore R^S

i vandig formaldehyd, som beskrevet i fransk patentskrift 1 »39l+.209, til polytioeterdioler hvori■en del av svovelet i CH^S-gruppene er er-stattet av oksygen. Denne prosess kan bare gi blandinger av forbindelser inneholdende CH20- og Ch^S-grupper, som f.eks. en blanding av H0(C.H2S)2Ci-I20iI og H0(CH2S-CH20)CH20H. 1 motsetning hertil gjor den foreliggende oppfinnelse det mulig å oppnå rene polytioeterdioler som ikke lenger inneholder CH2O-grupper. Den gjor det mulig å fremstille produkter hvori antallet ra av CHpS-gruppene er veldefinert og nær tilsvarer en onsket verdi, særlig en verdi fra 2 til- 5. Blandingen av produktene tilsvarer således nær de forbindelser som er særlig nyttige for de ovenfor angitte anvendelser.

Ved den nye fremgangsmåte gjennomføres omsetningen:

Det er kjent at innvirkning av formaldehyd på ditioler, i nærvær av sura eller basiske katalysatorer, forer til dannelse av svovelpolymerer. Den foreliggende oppfinnelse er basert på den uventede erkjennelse at hvis reaksjonen finner sted i fravær av en katalysator og fortrinnsvis med et molforhold mellom HCHO og ditiol på minst 2 (og fortrinnsvis litt hbyere enn 2), vil der i stedet for polykondensering opptre erstatning av tiolgruppene SH med hydroksylgrupper 0H, i samsvar med den ovenfor angitte omsetning.

Formaldehydat kan med fordel anvendes i sin mest vanlige kommersielle form, d.v.s. som lbsning i vann, som vanlig inneholder metanol. Disse' opplbsninger vil oftest ha en pH verdi på omtrent 3 til h}som er meget passende for å utfore fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Kommersielle lbsninger titrerer generelt til 28 til >+5 vektprosent HCI-IO, men fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan gjennomfbres med forskjellige formaldehydkonsentrasjoner, f.eks. fra 5 til 50$.

Med fordel innfores polytioeterditiol eller ditioler i formaldehyd-lbsningen under kraftig rbring, idet det påsees at der alltid er en liten mengde fri HCHO i reaksjonsmediet.

Isoleringen av de resulterende dioler fra lesningen hvori de ar blitt dannet oppnås lett. I avhengighet av deres natur, d.v.s. i samsvar med verdien av m, utfelles de enten■spontant under fremstillingen ellar de utskilles fra den vandige fase etter avkjbling av mediet. Det er således tilstrekkelig å filtrere og vaske produktet med vann.

De polytioeterdioler som er lbselig i vann kan renses ved opplbsning

i varmt vann og fornyet utfelling ved avkjbling.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er det. mulig å anvende en av de forskjellige monotioeter- og polytioeterditioler som det er mulig å skaffe i dag, eller blandinger av disse forbindelser, og hvori antallet n av -CH2S-gruppene er fra 1 til 30. Framstillingsprosessen er av særlig industriell interesse når det gås ut fra ditioler hvori n er fra 1 til 5 .

De polytioeterdioler som oppnås ved foreliggende fremgangsmåte er produkter som er faste ved vanlig temperatur, i motsetning til den fbrste homologe, d.v.s. monotioeterglykol (HO-CTLjS-CR^OH)^som er en væske. Smeltepunktene av de faste forbindelser kan ikke bestemmes skarpt på grunn av den endring som disse produkter undergår under deres opp-varming. Smeltepunktene angis således bare med en viss grad av nøy-aktighet i resten av beskrivelsen.

De fblgende eksempler illustrerer oppfinnelsen: I eksemplene er ut-byttene av de resulterende ditioler praktisk de teoretiske mengder

EKSSMPEL 1;

Framstilling av ditioet erdiol;

I en to-liters rundkolbe utstyrt :na;j trakt for innfbrlng av ditiol og også mod et termoneterror, og som er neddykket i et termostatisk kon-trollert, bad, helles 728 g av en 33# vandig lbsning av formaldehyd HCHO (d.v.s. 8 mol). Lbsnin:on uvkjblon til omtrent 10 til 15°C og 320-g (4 mol) metanditiol HS-CHg-SH tilfores, rteaksjonen er ekso-tor ilsk. Det :jp unbdvendig å rbre, på grunn av at for å unngå at reaksjonen blir for voldsom, er det å foretrekka å 1« den foregå ved grenseflaten mellom formaldohyd o~metanditiolfasone. En for hurtig i reaks.ion vil gi anledning tii produkter mor..'lengre kjede enn for den bnskede ditioeterdiol. itodijt holden i 1 time mellom 10 og 15°C hvor-etter temperaturen får gå tilbaku til rointe^ip-.jratuv (25 til 30°C). Mår mediet synes homogent vil all -letwnditiol være omsatt med formaldohyd o:'.-nedist rbrea i kort tid Cor å ful.lst0ndi.3gJ5re homogeni-serin:en. Den vandige lbsning som oppnås avsoles med et isbad. Ditioeterglykol utfalles o ■ ^00 g produkt f raf Utreres og torrao. Det hur de j.:ensk-ioar som or :-n.:itt sjuore i ilen ganoc-ille tabell.

EKSEMPEL 2:

FreAS.tiJJing. _av _t r i ti p_e t ejALQl'

Det samme utstyr som i eksempel 1 bl.j anvend tf utstyrt mod kondensator og rbi"ir. Dot ble innfbrt I"-o0 g av en 3^fjndi: formaldehydlbsning (d.v.s. 5,.noi) i kolben og under rbring ble det innfort 320 g ditio-eterdltiol HSCUiLjS^H (d.v.s. 2.52 mol). Temperaturen av badet bringes til 65 til 70°C idet denne temperatur holdes i 2 timor. Den tritioeter-diol som dannes er lbselig i vann ved 65°t;. Dsn u cf elles når lbsningen avkjHia3mod et isDad.

Jitter flltraving, tbrring og vasking isoleres 350 g produkt, som renses veri vasKing mod vann og omkrystallisering og har de egenskaper som er

.■jiigiLt 1 tabellen.

EKSEMPEL 3:

Fremstilling jav tetratloe terd iol:

Under anvendelse av samme utstyr som i eksempel 2 innfores 632 g av en 33$ vandig f oruialdohydlbsuin : (d.v.s. 8 mol), idet denne et to rf bl gos under omrbring av 688 g tritioeterditiol HStCT^S)-^ (d.v.s. h mol).

Blandingen utfores ved romtemperatur og deretter bringes blandingen til 100°C og holdes ved denne temperatur i 2 timer.

Vannet utskilles ved destillasjon.

Det resterende produkt loses i aceton hvorfra det utfelles ved av-kjbling. Det filtreres og tbrres og det rensede produkt som er tetra-tioeterdiol HOtCl^S^CTLjOH har de egenskaper som er angitt i tabellen.

EKSEMPEL *+:

F remstilling av p oly t i oeter di pl, h vori m = ^-. 69:

300 g av en vandig 30.3$ formaldehydlbsning, fortynnet til 10$ med 618 g destillert vann, helles inn i en to-liters glassreaktor som er utstyrt med effektiv rbrer og tilbakelbpskondensator og som er neddykket i et termostatisk styrt bad. Lbsningen bringes til<i>fO°C og under kraftig rbring innfores 20h g (1 mol) av en polytioeterditiol-blanding med den alminnelige formel HS(CH2S)^£<qH.>

Etter 15 min. stivner blandingen.Ueaksjonsproduktene vaskes flere ganger med vann og tbrres. Produktet renses ved å loses i aceton hvorfra det utfelles ved av-kjbling.

Analysen av det rensede produkt er angitt i tabellen.

EK SEMPEL 5 i

Fremstilling av polyti oeterdlol h vori m = M-. 69:

En 30/4f ormaldehydlbsning (12.5 mol) helles inn i en fem-liters reaktor utstyrt med en rbrer, tilbakelbpskondensator og en trakt for innfbring av væske. Oppløsningen bringes til 80 til 90°C og 5 mol polytioeterditiol HSCCI^S)-^ innfores under kraftig rbring. Reaksjonen får finne sted i 30 min. ved denne temperatur og deretter avdestilleres.vannet, idet kondensatoren da er anbragt i hellende stilling. Det utvendige bad bringes til 110 til 120°C og avdestillering av vann og formaldehyd i overskudd utfores i vakuum.

Det oppnådde produkt fir en analyse omtrent tilsvarende med det som ble

oppnådd i eksempel kt C 25,90$, S 59$, H 5.^0$, OH 11,6$.

Tabell:

Egenskapene av produktene fremstilt i de foregående eksempler er angitt i den fblgende tabell hvori:

m er antallet CIL^S-grupper i den diol

H0(CH2S) CH20H som fremstilles.

N er molekylvekten.

Smp. angir smeltepunkt i °C.

/ angir at verdien bare er tilnærmet.

ber. = beregnet ft. = funnet.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av polytioeterdioler, med den generelle formel HO(CllgS)m CH2 0H hvori m er et tall fra 2 til 31, karakterisert ved at formaldehyd bringes til å reagere med en eller flere monotioeter- eller polytioeter-ditioler, med formel HS(CH2 S)n fl hvori n er et tall fra 1 til 30, uten katalysator, ved en temperatur mellom 0 og 100 C, hvor det fortrinnsvis anvendes et molforhold på minst 2 mol formaldehyd pr. mol ditiol.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som ditioler anvendes sådanne med 1 til 5 CH2 S-grupper i molekylet.