Диметиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве пластификатора полимеров

Авторы патента:

Хаширова Светлана Юрьевна (RU)

Беева Джульетта Анатольевна (RU)

Беев Ауес Ахмедович Россия (RU)

C08K5/12 - циклических поликарбоновых кислот

C07C69/80 - эфиры фталевой кислоты

Владельцы патента RU 2757596:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к применению диметилового эфира 4-хлорфталевой кислоты формулы в качестве пластификатора поливинилхлорида. Изобретение позволяет получать полимеры и композиты с повышенными значениями огне-, тепло- и термостойкости, сохраняющие хорошие диэлектрические свойства в широком интервале температур и частот, легко растворимые в обычных органических растворителях, и которые могут перерабатываться в изделия обычными технологическими методами. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к хлорсодержащему диметиловому эфиру фталевой кислоты, который может быть использован в качестве пластификатора полимеров, полупродукта для синтеза мономеров, используемых для получения полимеров, в частности полиимидов.

Изобретение относится к новому химическому соединению, конкретно к ди(1,2-метилкарбоксилат)4-хлор-бензолу:

проявляющего пластифицирующие свойства, а так же мономера с реакционноспособными концевыми группами, вступающего в реакции синтеза полимеров.

Известны диалкиловые эфиры фталевой кислоты, и способы их получения, которые используются в качестве пластификаторов различных полимеров:

1. Справочник химика 21 стр. 671. Химия и химическая технология.

https://www.chem21.info/page/002204213213070044112171038177108225007175230096/

2. Пат. РФ № 2064923. Способ получения пластификаторов поливинилхлорида. Опубл. 10.08.1996 г.

3. Пат. РФ № 2158729. Способ получения диэтилового эфира фталевой кислоты. Опубл. 10.11.2000г.

4. Кнунянц И.Л. Химическая энциклопедия в 5 томах. - Советская энциклопедия. 1988г. С. 1116-1118.

Обнаружить описание и способ получения диметилового эфира 4-хлорфталевой кислоты в доступной литературе не удалось.

Более близким к предлагаемым по структуре и свойствам (аналог) является Авт. свид. СССР № 525662. Хлорсодержащие сложные эфиры карбоновых кислот, проявляющие пластифицирующие свойства. Опубл. 25.08.76. Бюлл. № 31.

Согласно авторскому свидетельству, предлагаются соединения:

где R - алкил, фенил, проявляющие пластифицирующее действие по отношению к поливинилхлориду. Недостатками этих мономеров являются недостаточно высокие значения термостойкости и механических свойств получаемых на их основе пластифицированных полимерных композитов.

Задачей изобретения является расширение ассортимента органических соединений, проявляющих пластифицирующие свойства, а так же мономеров с реакционноспособными концевыми группами, вступающих в реакции синтеза полимеров.

Задача решается получением нового хлорсодержащего диметилового эфира - ди(1,2-метилкарбоксилат)4-хлор-бензола взаимодействием 4-хлорфталевого ангидрида (4-ХФА) с метанолом в присутствии серной кислоты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 36,512 г (0,2 моль) 4-хлорфталевого ангирида, 81 мл метанола (2 моль), 0,1 г концентрированной серной кислоты (ρ = 1,84 г/мл). Мольное соотношение 4-ХФА:метанол составляет 1:10. Включают перемешивание и, повысив температуру до 50°С, проводят реакцию этерификации в течение 30 минут, затем повышают температуру до 60°С, и выдерживают реакционную смесь в течение 60 минут. После этого, содержимое колбы нагревают до 75°С в водяной бане, убирают мешалку, и отгоняют избыток метилового спирта. Содержимое колбы - маслянистую жидкость разбавляют 50 мл хлороформа и промывают раствором гидрокарбоната натрия в дистиллированной воде до нейтральной реакции промывных вод по фенолфталеину. После этого, проводят отгонку хлороформа при температуре 75°С водяной бани. Получают 38,87 г (85 %) светло-желтой жидкости - ди(1,2-метилкарбоксилат)4-хлор-бензола.

Из результатов элементного анализа, функционального анализа, тонкослойной хроматографии, ИК-спектроскопии образуется диметиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты формулы:

Расчетная молекулярная масса продукта = 228,6317 г/моль; элементный состав, %: С = 52,53/51,66; Н = 3,97/3,59; О = 27,99/28,24; Сl = 15,51/15,36 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).

В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см^-1: 1090-1072 (C_аром-Cl); (валентные колебания -С=О сложноэфирной группы); 1280-1050 (валентные колебания простой эфирной -С-О-С- связи).

Пример 2.

По примеру 1, только количество метанола в реакционной смеси составляет 89 мл (2,2 моль). Мольное соотношение 4-ХФА:метанол составляет 1:11. Выход продукта реакции составляет 39,85 г (87,2%).

Пример 3.

По примеру 1, только количество метанола в реакционной смеси составляет 97 мл (2,4 моль). Мольное соотношение 4-ХФА:метанол составляет 1:12. Выход продукта реакции составляет 41,34 г (90,4%).

Пример 4.

По примеру 1, только количество метанола в реакционной смеси составляет 101 г (2,5 моль). Мольное соотношение 4-ХФА:метанол составляет 1:12,5. Выход продукта реакции составляет 42 г (92%).

Пример 5.

По примеру 1, только количество метанола в реакционной смеси составляет 105 мл (2,6 моль). Мольное соотношение 4-ХФА:метанол составляет 1:13. Выход продукта реакции составляет 42,3 г (92,5%).

Пример 6.

По примеру 1, только количество метанола в реакционной смеси составляет 113,5 мл (2,8 моль). Мольное соотношение 4-ХФА:метанол составляет 1:14. Выход продукта реакции составляет 42,7 г (93,3%).

Синтезированный диметиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты проявляет пластифицирующее влияние по отношению к полимерам, а также может быть использован как мономер с реакционноспособными концевыми группами, вступающего в реакции синтеза полимеров.

Предлагаемое соединение имеет жидкое агрегатное состояние, что дает возможность получать на его основе заливочные компаунды, пластификаторы, обладающие повышенной огнестойкостью и другими важными эксплуатационными характеристиками.

В таблице приведены некоторые свойства поливинилхлорида, пластифицированных синтезированным по примеру 5 диметиловым эфиром 4-хлорфталевой кислоты и аналога.

Таблица

Композит	Свойства пластифицированного поливинилхлорида
ε, %	σ_разр.,кгс/см²	Т_2%, °С
По примеру 5	220-240	380-460	210-280
Аналог	210-230	190-220	200-260

σ_разр.- разрушающее напряжение при растяжении;

ε - относительное удлинение при разрыве.

При прикладном использовании диметилового эфира 4-хлорфталевой кислоты получаются полимеры и композиты с повышенными значениями огне-, тепло- и термостойкости, сохраняющие хорошие диэлектрические свойства в широком интервале температур и частот, легко растворимы в обычных органических растворителях и могут перерабатываться в изделия обычными технологическими методами.

Технический результат - расширение ассортимента органических соединений, проявляющих пластифицирующие свойства, а так же мономеров с реакционноспособными концевыми группами, вступающих в реакции синтеза полимеров.

Применение диметилового эфира 4-хлорфталевой кислоты формулы

в качестве пластификатора поливинилхлорида.

Изобретение относится к пластифицирующей композиции, содержащей по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты и по меньшей мере один сложный диалкиловый эфир терефталевой кислоты, к формовочным массам, содержащим термопластичный полимер или эластомер и указанную пластифицирующую композицию, а также к применению указанных пластифицирующих композиций и формовочных масс.

Полимерная композиция, содержащая циклоалкилалкилдикарбоновой кислоты сложный диэфир в качестве пластификатора // 2743230

Изобретение относится к полимерной композиции, содержащей циклоалкилалкилдикарбоновой кислоты сложный диэфир в качестве пластификатора, к формовочным композициям и пластизолям, содержащим в каждом случае такую полимерную композицию, и к применению этих полимерных композиций. Предложена полимерная композиция для использования в качестве формовочной композиции или пластизоля, содержащая один или более полимеров, выбранных из гомополимеров и сополимеров ПВХ, при условии, что полимерная композиция содержит от 50 до 100 мас.%, на основе общего количества полимеров в полимерной композиции, по меньшей мере одного полимера, который выбран из гомополимеров и сополимеров ПВХ, и одно или более соединений формулы (I), в которой Z представляет собой неразветвленную C2-C8-алкиленовую группу, и R1 представляет собой насыщенную, неразветвленную или разветвленную C7-C12-алкильную группу, и R2 представляет собой насыщенную C3-C8-циклоалкильную группу.

Пластифицирующая композиция, содержащая полимерные сложные эфиры дикарбоновых кислот и сложные эфиры 1, 2-циклогександикарбоновой кислоты // 2741299

Группа изобретений относится к пластифицирующей композиции. Описана пластифицирующая композиция для термопластичного полимера, выбранного из поливинилхлорида (ПВХ), поливинилбутираля (ПВБ), гомополимеров и сополимеров винилацетата, гомополимеров и сополимеров стирола, полиакрилатов, термопластичных полиуретанов (ТПУ) и полисульфидов, содержащая: а) одно или несколько соединений общей формулы (I): в которой X в каждом случае означает неразветвленную алкиленовую группу с 2-5 атомами углерода, Y в каждом случае означают неразветвленную или разветвленную алкиленовую группу с 2-5 атомами углерода, а означает целое число от 5 до 40, и R1 оба обозначают метил, оба обозначают этил, оба обозначают н-пропил, оба обозначают изопропил, оба обозначают н-бутил, оба обозначают изобутил или оба обозначают н-пентил, причем группы Y, находящиеся в соединениях (I), могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга, и причем, если соединения (I) содержат более одной группы X, последние могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга, и b) одно или несколько соединений общей формулы (II): в которой R2 и R3 независимо друг от друга выбраны из разветвленных и неразветвленных алкильных остатков с 8-11 атомами углерода, причем содержание соединения общей формулы (I) в пластифицирующей композиции составляет от 50 до 90 мас.% и содержание соединений общей формулы (II) в пластифицирующей композиции составляет от 10 до 50 мас.%, в пересчете на общее количество соединений (I) и (II) в пластифицирующей композиции.

Пластифицирующая композиция, которая содержит алифатический сложный эфир дикарбоновой кислоты и сложный диэфир, выбранный из сложных эфиров 1,2-циклогександикарбоновой кислоты и сложных эфиров терефталевой кислоты // 2729055

Настоящее изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, которая содержит один или несколько алифатических сложных эфиров дикарбоновой кислоты общей формулы (I) и один или несколько сложных диэфиров общей формулы (II), выбранных из сложных эфиров 1,2-циклогександикарбоновой кислоты и сложных эфиров терефталевой кислоты, а также к формовочным массам для изготовления формованных изделий и пленок, которые содержат термопластичный полимер и указанную пластифицирующую композицию и применения указанных пластифицирующих композиций и формовочных масс.

Способ получения терефталатного и бензоатного пластификаторов из побочных продуктов // 2708641

Изобретение относится к способу получения терефталатного и бензоатного пластификаторов ПВХ с использованием в качестве сырья побочных продуктов химических производств – кислоты терефталевой технической обводненной (КТТО) и кубового остатка ректификации 2-этилгексанола (КОРЭГ). Способ характеризуется тем, что из КОРЭГ выделяют две спиртовые фракции – 2-этилгексанольную при давлении 8-14 мм рт.ст.

Пластифицирующая композиция, содержащая полимерные сложные эфиры дикарбоновых кислот и диалкиловые сложные эфиры терефталевой кислоты // 2706647

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичных полимеров, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты и по меньшей мере один диалкилтерефталат, к формовочным композициям, которые содержат термопластичный полимер или эластомер и такую пластифицирующую композицию, и к применению этих пластифицирующих композиций и формовочных композиций.

Композиция пластификатора, содержащая циклоалкиловые сложные эфиры насыщенных дикарбоновых кислот и терефталевые сложные эфиры // 2700064

Настоящее изобретение относится к композиции пластификатора, к формовочным композициям, содержащим термопластичный полимер или эластомер и данную композицию пластификатора, а также к использованию данных композиций пластификатора и формовочных композиций. Композиция пластификатора содержит по меньшей мере один циклоалкиловый эфир насыщенных дикарбоновых кислот и по меньшей мере один терефталевый сложный эфир.

Пластифицирующая композиция, которая содержит полимерные сложные эфиры дикарбоновой кислоты // 2699617

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также к формовочной массе для приготовления формовочных изделий, которая содержит термопластичный полимер или эластомер и указанную пластифицирующую композицию, и применению пластифицирующей композиции и формовочной массы.

Композиция пластификатора, содержащая циклоалкиловые сложные эфиры насыщенных дикарбоновых кислот и сложные 1,2-циклогександикарбоновые эфиры // 2698691

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, содержащей по меньшей мере один циклоалкиловый эфир насыщенных дикарбоновых кислот и по меньшей мере один сложный 1,2-циклогександикарбоновый эфир, к формовочным композициям для изготовления формованных изделий, содержащим термопластичный полимер и данную пластифицирующую композицию.

Способ получения сложноэфирного пластификатора // 2696261

Изобретение относится к способу получения сложноэфирного пластификатора ПВХ и других полимеров с использованием в качестве сырья побочных продуктов производства – сивушного масла, кубового остатка ректификации бутиловых спиртов (КОРБС) и побочного продукта производства диметилтерефталата (ППДМТФ). Способ получения сложноэфирного пластификатора поливинилхлорида переэтерификацией диметиловых эфиров терефталевой и изофталевой кислот смесью одноатомных спиртов в присутствии катализатора характеризуется тем, что в качестве сырья используют побочный продукт производства диметилтерефталата (ППДМТФ), содержащий смесь диметилтерефталата и диметилизофталата в количестве 70,0-95,0%, и спиртовую фракцию, получаемую либо из сивушного масла фракционной перегонкой при атмосферном давлении и температуре паров 110-140°С, либо из кубовых остатков ректификации бутиловых спиртов (КОРБС) фракционной перегонкой при атмосферном давлении и температуре паров 150-195°С или при давлении 0,01-0,007 МПа и температуре паров 100-150°С, при этом процесс переэтерификации ведут кипячением при атмосферном давлении в присутствии катализатора смеси ППДМТФ и спиртовой фракции, взятых в количестве, обеспечивающем мольное отношение диметиловых эфиров и спиртов 1 : 2.3-4.0, с одновременной отгонкой выделяющейся в процессе реакции метанольной фракции с температурой паров отгона в интервале 60-70°С, затем проводят отгонку избытка спиртовой фракции при пониженном давлении, полученный продукт нейтрализуют, фильтруют и сушат.

Диаллиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве мономера для получения термореактивных полимеров повышенной огнестойкости и способ его получения // 2751105

Изобретение относится к получению нового хлорсодержащего органического соединения - ди(1,2-пропенилкарбоксилат)4-хлор-бензола в качестве мономера для синтеза термореактивных полимеров, а также к способу его получения. Заявлен аллиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве мономера для получения термореактивных полимеров, а также способ получения диаллилового эфира 4-хлорфталевой кислоты обработкой 4-хлорфталевой кислоты аллибромидом при мольных соотношениях компонентов 1:4÷1:10 при температурах 40-50°С.