DE4241258A1 - Aromatisches Diamin, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung - Google Patents
Aromatisches Diamin, Verfahren zu seiner Herstellung und seine VerwendungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein aromatisches Diamin mit einem vom
Phenylindan abgeleiteten Strukturelement.
Es ist bereits aus Chemical Abstracts 107, 155800n sowie aus US-Patent 4,734,482
bekannt, daß sich aus Verbindungen mit zwei 4-Aminophenoxy-Gruppen und einer
Phenylindan-Gruppierung aromatische Polyimide gewinnen lassen, die bei erhöhter
Temperatur als Klebmittel zur Herstellung von Sandwich-Bauteilen dienen können.
Es bestand daher die Aufgabe, weitere Diamine anzugeben, die sich zur
Herstellung von stickstoffhaltigen Polymeren, insbesondere aromatischen
Polyimiden oder Polyamiden eignen.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe. Gegenstand der Erfindung ist ein
aromatisches Diamin der Formel I
worin
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = H oder
R1 = R2 = CH3, R3 = H oder
R1 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = C1-16-Alkyl oder Aryl bedeuten.
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = H oder
R1 = R2 = CH3, R3 = H oder
R1 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = C1-16-Alkyl oder Aryl bedeuten.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Diamins,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Bis-halogenverbindung der Formel
(II)
wobei Hal für Chlor oder Fluor steht und X, R1, R2 und R3 die oben angegebene
Bedeutung haben, mit mindestens 2 Mol 4-Aminophenol bei erhöhter Temperatur in
Gegenwart einer Base und in Gegenwart eines Lösungsmittels umsetzt. Als
Lösungsmittel lassen sich aprotische Lösungsmittel wie z. B. N-Methylpyrrolidon
verwenden.
Die als Ausgangsprodukt verwendete Bis-halogenverbindung läßt sich in zwei
Stufen aus einem Styrolderivat herstellen. Dieser Weg ist schematisch am Beispiel
eines 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan-Derivates aus α-Methylstyrol dargestellt.
Friedel-Crafts-Acylierung oder Sulfonierung des erhaltenen Phenylindan-Derivates
mit 4-Halogenbenzoesäurechlorid oder 4-Halogensulfonsäurechlorid nach dem
Schema
liefert die gewünschte Bishalogen-Verbindung.
Die Herstellung der Bis-halogenverbindung ist auch beschrieben in der nicht
vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 42 05 811.2, auf die hiermit
ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die erfindungsgemäßen Diamine können mit Derivaten von aliphatischen oder
aromatischen Dicarbonsäuren zu Polyamiden und mit mehrwertigen aromatischen
Dicarbonsäureanhydriden zu Polyimiden umgesetzt werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:
20 g (84.6 mmol) 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan werden mit 27 g (170 mmol)
4-Fluorbenzoesäurechlorid in Gegenwart von 29,3 g (220 mmol) AlCl3 in 100 ml
Nitrobenzol als Lösungsmittel für 12 h zum Sieden erhitzt. Anschließend wird das
Lösungsmittel im Vakuum entfernt und zum Rückstand langsam 500 ml 10%ige
HCl gegeben. Diese Mischung wird mehrmals mit insgesamt 500 ml Chloroform
extrahiert, um das Rohprodukt aufzunehmen. Die organische Phase wird mit
Wasser gewaschen, im Vakuum eingeengt, und durch zweifache
Säulenchromatographie (Kieselgel, Laufmittel Hexan/Ethylacetat 4 : 1) vorgereinigt.
Durch Umkristallisieren aus Ethanol/Wasser (10 : 1) wird das Produkt weiter
gereinigt.
Fp: 45-48°C
Dieses Produkt erhält folgende beiden Isomere etwa im Verhältnis 1 : 1.
Fp: 45-48°C
Dieses Produkt erhält folgende beiden Isomere etwa im Verhältnis 1 : 1.
Durch mehrfaches Umkristallisieren kann das 5-Isomer rein erhalten werden.
Die Darstellung erfolgt völlig analog zu Beispiel 1 aus 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan
und 4-Chlorbenzolsulfonylchlorid, jedoch fällt hier bereits nach einmaligem
Umkristallisieren das 5-Isomer rein an.
Ausbeute: 35%, Fp: 200-202°C
Ausbeute: 35%, Fp: 200-202°C
Die Darstellung erfolgt völlig analog zu Beispiel 1 aus 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan
und 4-Fluorbenzolsulfonylchlorid, jedoch fällt hier bereits nach einmaligem
Umkristallisieren das 5-Isomer rein an.
Ausbeute: 35%, Fp: 168-170°C
Ausbeute: 35%, Fp: 168-170°C
1,2 g (1.82 mmol) Diamin der allgemeinen Formel I (X = CO, R1 = R2 = CH3, R3
= H) werden unter Ausschluß von Sauerstoff und Feuchtigkeit in 20 ml trockenem
Dimethylacetamid (DMAc) gelöst. 810 mg (1.82 mmol) Dianhydrid der allgemeinen
Formel
werden unter Schutzgas zugegeben, worauf die Mischung für 7 h bei
Raumtemperatur (20°C) gerührt wird. Aus der so entstandenen
Polyamidsäurelösung wird ein Film gegossen, der jeweils für 1 h auf 100°C,
150°C, 200°C und 250°C erhitzt wird, um Lösungsmittel und Reaktionswasser zu
entfernen und so die Imidisierung zu vervollständigen. Das so erhaltene Polyimid ist
bei Raumtemperatur löslich in N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylsulfoxid (DMSO),
Tetrahydrofuran (THF) und Chloroform. Es ist vollständig amorph mit einer
Glasübergangstemperatur von Tg = 240°C. Seine Molmasse beträgt n = 28 000,
w = 81 000 (ermittelt durch GPC, THF als Eluent, Polystyroleichung).
1,5 g (2.05 mmol) Diamin der allgemeinen Formel 1 (X = SO2, R1 = R2 = R4 =
CH3, R3 = H) werden unter Ausschluß von Sauerstoff und Feuchtigkeit in 20 ml
DMAc gelöst. Hierzu werden 660 mg (2.05 mmol) Dianhydrid der allgemeinen
Formel (III) mit Y = CO gegeben, worauf die Mischung für 7 h bei Raumtemperatur
gerührt wird. Die hierbei gebildete Polyamidsäurelösung wird zu einem Film
gegossen, der durch stufenweises Erhitzen auf 100°C, 150°C, 200°C und 250°C
für jeweils eine Stunde unter Abdampfen von Lösungsmittel und Reaktionswasser
imidisiert wird. Dieses Polyimid besitzt eine Glasübergangstemperatur von Tg
251 °C. Es ist bei Raumtemperatur unlöslich, geht aber ab 80°C in dipolar
aprotischen Lösungsmitteln in Lösung.
Eine Mischung aus 36,3 g (0,062 mol) 1,1,3-Trimethyl-3-phenyl-4′,5(6)-bis(4′′-
chlorphenylsulfonyl)indan (II), 15,2 g (0,139 mol) 4-Aminophenol, 20,0 g (0,145 mol)
Kaliumcarbonat, 200 ml N-Methylpyrrolidon und 100 ml Toluol wird für 8 Stunden
am Wasserabscheider zum Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen auf
Raumtemperatur wird die Mischung in einem Scheidetrichter mit 200 ml Chloroform
versetzt. Die wasserlöslichen Bestandteile werden mit 200 ml Wasser (1×) und je
200 ml 5%iger Natriumhydrogencarbonatlösung (2×) extrahiert. Anschließend wird
nochmals mit 200 ml Wasser extrahiert. Die wäßrigen Phasen werden verworfen.
Die organische Phase wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das
Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Der Rückstand wird in 100 ml THF
aufgenommen. Durch Eingießen in 100 ml einer Ethanol/Wassermischung (1 : 1)
wird das Produkt gefällt. Es wird abfiltriert und für 20 Stunden bei 80°C Vakuum
getrocknet.
Ausbeute: 39,8 g (88% d.Th.) an 1 (X = SO2, R1 = R3 = CH3, R2 = H)
Schmelzpunkt: 110°C (Isomerenmischung).
Schmelzpunkt: 110°C (Isomerenmischung).
Ein Gemisch aus 29,8 g (0,062 mol) 1,1,3-Trimethyl-3-phenyl-4′,5(6)-bis(4′′-
fluorbenzoyl)-indan (II), 15,2 g (0,139 mol) 4-Aminophenol, 20,0 g (0,145 mol)
Kaliumcarbonat, 200 ml N-Methylpyrrolidon und 100 ml Toluol wird 8 Stunden am
Wasserabscheider zum Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur
wird die Reaktionsmischung im Scheidetrichter mit 200 ml Chloroform versetzt und
mit 200 ml Wasser (1×) sowie je 200 ml 5%iger Natriumhydrogencarbonatlösung
(2×) extrahiert, um die wasserlöslichen Bestandteile zu entfernen. Anschließend wird
nochmals mit 200 ml Wasser extrahiert. Die wäßrigen Phasen werden verworfen.
Die organische Phase wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das
Lösungsmittel wird im Vakuum abgezogen, der Rückstand in 100 THF
aufgenommen und durch Eingießen in 100 ml einer Ethanol/Wasser-Mischung (1 : 1)
gefällt. Das Produkt wird abfiltriert und bei 80°C im Vakuum für 20 Stunden
getrocknet.
Ausbeute: 36,8 g (90% d.Th.) an I (X=CO, R1 = R3 = CH3, R2 = H)
Schmelzpunkt: 145°C (Isomerenmischung).
Ausbeute: 36,8 g (90% d.Th.) an I (X=CO, R1 = R3 = CH3, R2 = H)
Schmelzpunkt: 145°C (Isomerenmischung).
Claims (3)
1. Aromatisches Diamin der Formel
worin
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = H oder
R1 = R2 = CH3, R3 = H oder
R1 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = C1-C16-Alkyl oder Aryl bedeuten.
X = CO oder SO2,
R1 = CH3, R2 = R3 = H oder
R1 = R2 = CH3, R3 = H oder
R1 = CH3, R2 = R3 = C1-C16-Alkyl oder Aryl oder
R1 = CH3, R3 = H, R2 = C1-C16-Alkyl oder Aryl bedeuten.
2. Verwendung des Diamins gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von
Polymeren.
3. Verfahren zur Herstellung des Diamins gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine Bis-halogen-Verbindung der Formel (II)
wobei Hal für Chlor oder Fluor steht und X, R1, R2 und R3 die in Anspruch
1 angegebene Bedeutung haben, mit mit mindestens 2 Mol 4-Aminophenol
bei erhöhter Temperatur in Gegenwart einer Base und in Gegenwart eines
Lösungsmittels umsetzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4241258A DE4241258A1 (de) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | Aromatisches Diamin, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4241258A DE4241258A1 (de) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | Aromatisches Diamin, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4241258A1 true DE4241258A1 (de) | 1994-06-09 |
Family
ID=6474664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4241258A Withdrawn DE4241258A1 (de) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | Aromatisches Diamin, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4241258A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200075862A1 (en) * | 2017-05-12 | 2020-03-05 | Dottikon Es Holding Ag | Indane derivatives and their use in organic electronics |
CN115745831A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-07 | 东华大学 | 含茚基二胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺薄膜及其应用 |
-
1992
- 1992-12-08 DE DE4241258A patent/DE4241258A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200075862A1 (en) * | 2017-05-12 | 2020-03-05 | Dottikon Es Holding Ag | Indane derivatives and their use in organic electronics |
US11495746B2 (en) * | 2017-05-12 | 2022-11-08 | Dottikon Es Holding Ag | Indane derivatives and their use in organic electronics |
CN115745831A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-07 | 东华大学 | 含茚基二胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺薄膜及其应用 |
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8181 | Inventor (new situation) |
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8130 | Withdrawal |