DE2334269B2

DE2334269B2 - Verfahren zur Herstellung von 4,4'-Di-tert-butylbenzoylperoxid

Info

Publication number: DE2334269B2
Application number: DE19732334269
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Cros; Jaques Tiquet
Original assignee: CHIMIQUE DES CHARBONNAGES SA PARIS LA DEFENSE COURBEVOIE HAUTS- DE-SEINE (FRANKREICH) Ste
Current assignee: CHIMIQUE DES CHARBONNAGES SA PARIS LA DEFENSE COURBEVOIE HAUTS- DE-SEINE (FRANKREICH) Ste
Priority date: 1972-07-05
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1978-05-18
Also published as: GB1429212A; DK134987B; DK134987C; IE37863L; DE2334269C3; NO138140B; CH573908A5; FR2190800A1; ES416599A1; IE37863B1; NL7309298A; IT994081B; BE801709A; DE2334269A1; LU67920A1; NO138140C; FR2190800B1; JPS4951240A

Description

Die Verwendung von 4-Tert.-butylbenzoesäurechlorid, bei dem es sich um ein in industriellem Maßstab hergestelltes Handelsprodukt handelt, zur Herstellung von 4,4'-Di-tert.-butylbenzoylperoxid ist bereits bekannt. Dabei wird normalerweise das 4-Tert.-Butylbenzoesäurechlorid, gelöst in einem Kohlenwasserstoff, mit einer wäßrigen Lösung von Natriumperoxid bei einer Temperatur von etwa 0⁰C behandelt. Die dabei erzielten Ausbeuten sind sehr gering und liegen in der Größenordnung von 10%.

Aus der DE-PS 9 34 592 ist auch bereits die Herstellung von Benzoylperoxid und 3,3'-Dimethylbenzoylperoxid bekannt, wobei Reaktionstemperaturen von unter 10⁰C zur Anwendung gelangen. Auch zahlreiche andere Literaturstellen machen deutlich, daß bei der Umsetzung eines Säurechlorids mit einem Peroxid bisher das Arbeiten bei vergleichsweise tiefen Temperaturen als unumgänglich notwendig erachtet wurde, um eine bei höheren Temperaturen ggf. explosionsartig erfolgende Zersetzung der Peroxide unter Erniedrigung der Ausbeute und Verschlechterung der Reinheit des Verfahrensprodukts zu vermeiden. Bei vergleichsweise hohen Temperaturen, insbesondere beim Arbeiten ohne organisches Lösungsmittel in wäßrig-alkalischem Medium, war ferner eine Hydrolyse des Benzoylchlorids zu befürchten, so daß durch das Auftreten der schwer abtrennbaren Benzoesäure eine Verschlechterung von Ausbeute und Reinheit des Verfahrensprodukts unvermeidbar schien, was dessen Verwendbarkeit als z.B. Katalysator ausschließen mußte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach durchzuführendes Verfahren anzugeben, das auf relativ billige Weise und in hohen Ausbeuten die Herstellung von 4,4'-Di-tert.-butylbenzoylperoxid ermöglicht, das aufgrund seiner hohen Reinheit als Katalysator verwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die angegebene Aufgabe lösbar ist durch Umsetzung von 4-Tert.-butylbenzoesäurechlorid und Wasserstoffperoxid bei vergleichsweise hohen Temperaturen, wie sie bisher für diesen Zweck für völlig·ungeeignet gehalten wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 30 und 35"C durchfuhrt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von 4,4'-Di-tert.-butylbenzoylperoxid in -. sehr großer Reinheit von fast 100% mit hoher Ausbeute, welche 95% übersteigen und fast quantitativ sein kann.

Überraschenderweise zeigte es sich, daß das Vorliegen eines Kohlenwasserstofflösungsmittels des beim

id angegebenen Verfahren verwendeten Typs einen ungünstigen Einfluß auf die Ausbeute ausübt.

Wesentlich höhere Temperaturen als 30 bis 35°C erweisen sich wegen der Gefahr der Zersetzung von Wasserstoffperoxid und Reaktionsprodukt als ungünstig.

ι -, Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandte Menge an Wasserstoffperoxid liegt im allgemeinen oberhalb der stöchiometrischen Menge, um eine eventuelle Zersetzung im Verlauf der Reaktion auszugleichen. Dieser Überschuß kann

j» z.B. 20 bis 30% betragen. Die verwendete Menge an alkalischer Verbindung ist so groß, daß der pH-Wert der wäßrig-alkalischen Lösung am Ende der Reaktion basisch oder neutral ist. Als alkalische Verbindungen werden Natriumhydroxid und Kaliumhy-

2"i droxid bevorzugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Gegenwart einer geringen Menge eines grenzflächenaktiven Mittels durchgeführt, das die Agglomerierung der Teilchen von Peroxid verhindert. Das grenzflächenaktive Mittel

jo muß mit den Reaktionsprodukten verträglich sein. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden mit grenzflächenaktiven Mitteln vom Typ der Alkylarylsulfonate erhalten.
Das erfindungsgemäß hergestellte 4,4'-Di-tert.-butylbenzoylperoxid wird insbesondere als Polymerisationskatalysator verwendet. Seine thermische Stabilität, welche geringfügig unterhalb derjenigen von Benzoylperoxid liegt, ermöglicht dessen vorteilhaften Einsatz für Polymerisationen bei niedriger Temperatur, z.B.

von Polyestern und Polystyrol.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

■»■> Beispiel 1

In einen von außen mittels Eis gekühlten 250-ml-Glaskolben, welcher mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Tropftrichter versehen war, wurden

-χι 14,5 g (0,128 Mol) 30%iges Wasserstoffperoxid und 37 g Wasser eingegeben. Hierzu wurden langsam innerhalb von etwa 15 Minuten bei einer Temperatur unterhalb von 1O⁰C 24,2 g (0,212 Mol) einer 35%igen Natriumhydroxidlösung und dann 1 ml einer 1 %igen

Y> Alkylarylsulfonatlösung (handelsübliches oberflächenaktives Mittel) hinzugegeben. Das Reaktionsmedium wurde heftig gerührt, und es wurden langsam 0,2 Mol 4-Tert.-butylbenzoesäurechlorid innerhalb von 30 Minuten bei einer Temperatur zwischen 30 und 35°C

w) hinzugegeben. Nach der Zugabe wurde das Rühren weitere 75 Minuten fortgesetzt. Danach wurde abfiltriert und schließlich zweimal 30 Minuten lang mit 200 ml Wasser gewaschen, worauf filtriert und im Vakuum getrocknet wurde.

h^r> Das erhaltene 4,4'-Di-tert.-butylbcnzoylperoxid besaß eine Reinheit von 99,5%. Die Ausbeute, bezogen auf das als Ausgangsprodukt verwendete Säurechlorid, erreichte 99%.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Temperatur auf die Ausbeute und Reinheit verschiedener Peroxide, wobei die bei den erfindungsgemäß anwendbaren Temperaturen erhaltenen Ergebnisse verglichen wurden mit den Resultaten, die bei relativ niedrigen Temperaturen, wie sie der Stand der Technik lehrt, erzielt werden.

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden in den Reaktionskolben 12 g 30%iges Wasserstoffperoxid (0,106MoI) und 37 g Wasser eingebracht, worauf langsam innerhalb van 15 Minuten und bei einer Temperatur von unter 10⁰C 24,2 g einer 35%igen Natronlauge (0,212 Mol) und anschließend 1 ml einer r/oigen Alkylarylsulfonatlösung (handelsübliches oberflächenaktives Mittel) zugesetzt wurden. Das Reaktionsgemisch wurde kräftig gerührt und innerhalb von 30 Minuten bei einer Temperatur von unter 10"C langsam mit 0,2MoI Benzoylchlorid versetzt. Nach beendeter Zugabe wurde 15 Minuten lang weiter gerührt, worauf filtriert, zweimal 30 Minuten lang mit 200 ml Wasser gewaschen, erneut filtriert und unter Vakuum getrocknet wurde. Die angewandten Verfahrensbedingungen entsprachen dem aus der DE-PS 9 34 592 bekannten Stand der Technik.

Unter den gleichen Bedingungen wurde die Umsetzung wiederholt unter Ersatz des Benzoylchlorids durch 4-t-Butylbenzoylchlorid, das beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsmaterial dient.

Die erhaltenen Ergebnisse sind zusammen mit den unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Beispiel 1 erzielten Ergebnissen in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Verbindung

Verfahrensbedingungen
gemäß

Temp.

Ausbeute

Reinheit

Benzoylperoxid	Stand der Technik	10	95	99
4,4'-Di-t.butyl- benzoylperoxid	Vergleichs versuch	10	73	72
4,4'-Di-t.butyl benzoylperoxid	Erfindung	30-35	99	99,5

Die Ergebnisse zeigen, daß die bekannte Herstellung von Benzoylperoxiden bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen nur bei der Herstellung von Benzoylperoxid selbst zu befriedigenden Ergebnissen führt, nicht jedoch bei der Herstellung von 4,4'-Di-t.butylbenzoylperoxid, das unter diesen Bedingungen in völlig unbefriedigender Ausbeute und Reinheit anfällt. Die Ergebnisse zeigen ferner, daß bei der Herstellung von 4,4'-Di-t.butyl-benzoylperoxid eine Erhöhung der Temperatur auf Werte, die eine Verschlechterung von Ausbeute und Reinheit erwarten ließen,

in zu einer überraschenden Verbesserung der Ergebnisse führt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 4,4'-Di-tert.-butylbenzoylperoxid durch Umsetzung von 4-Tert.-butylbenzoesäurechlorid mit einer wäßrigen, alkalischen Lösung von Wasserstoffperoxid in Abwesenheit von organischem Lösungsmittel und in Gegenwart eines greazfiächenaktiven Mittels, das mit dem Reaktionsmedium verträglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 30 und 35°C durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wäßrige alkalische Lösung Natriumhydroxidlösung verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als grenzflächenaktives Mittel ein Alkylarylsulfonat verwendet.