DE2334269B2 - Verfahren zur Herstellung von 4,4'-Di-tert-butylbenzoylperoxid - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 4,4'-Di-tert-butylbenzoylperoxidInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C409/00—Peroxy compounds
- C07C409/32—Peroxy compounds the —O—O— group being bound between two >C=O groups
- C07C409/34—Peroxy compounds the —O—O— group being bound between two >C=O groups both belonging to carboxylic acids
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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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.
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.
hr> Das erhaltene 4,4'-Di-tert.-butylbcnzoylperoxid besaß
eine Reinheit von 99,5%. Die Ausbeute, bezogen auf das als Ausgangsprodukt verwendete Säurechlorid,
erreichte 99%.
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
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 (3)
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.
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---|---|---|---|---|
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