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DE1420485C - Process for the production of poly phenylene oxides - Google Patents

Process for the production of poly phenylene oxides

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Publication number
DE1420485C
DE1420485C DE1420485C DE 1420485 C DE1420485 C DE 1420485C DE 1420485 C DE1420485 C DE 1420485C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
copper
reaction
pyridine
amine
phenols
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Allen Stuart Schenectady N Y Hay (V St A)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Publication date

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Description

Verfahren zur Oxydation von Phenolen in Gegenwart von Aminen und Kupfer(II)-salzen sind bekannt. Brackmann et al berichten in Rec. Trav. Chem. 74, 937/955, S. 1021 bis 1039, 1071 bis 1080, UOl bis 1119 (1955), über eine Experimentalarbeit, bei der Sauerstoff mit monocyclischen und bicyclischen Phenolen in Gegenwart eines Kupfer(II)-salzes und primärer, sekundärer und tertiärer Amine umgesetzt wird. In Gegenwart primärer und sekundärer Amine werden sowohl die monocyclischen als auch die bicyclischen Phenole oxydiert unter Bildung chemischer Verbindungen, bei denen die Amine einen Bestandteil des gebildeten Moleküls darstellen. In Gegenwart eines tertiären Amines lassen sich nur die bicyclischen Phenole, z. B. Naphthole, oxydieren. In diesem Fall bilden die Produkte einfache Verbindungen, wie Naphthochinone, die aus 1 oder 2 Molekülen Naphthol gebildet wurden, Naphthone, die aus 2 Molekülen Naphthol gebildet wurden, sowie im Fall von //-Naphthol (Naphthol-2), ein aus 3 Molekülen des Naphthols gebildetes Naphthochinon. Dagegen tritt keinerlei Reaktion ein, wenn versucht wird, monocycüsche Phenolein Gegenwart eines Kupfer(II)-salzes und tertiärer Amine zu oxydieren. Brackmann stellt auf S. 939 fest: »In bezug auf die Phenole der Benzolreihe sind tertiäre Amine vollständig inaktiv«. Processes for the oxidation of phenols in the presence of amines and copper (II) salts are known. Brackmann et al report in Rec. Trav. Chem. 74, 937/955, pp. 1021 to 1039, 1071 to 1080, UL to 1119 (1955), about an experimental work, in which oxygen with monocyclic and bicyclic phenols is reacted in the presence of a copper (II) salt and primary, secondary and tertiary amines. In Both the monocyclic and the bicyclic are present in the presence of primary and secondary amines Phenols oxidize with the formation of chemical compounds in which the amines are a constituent of the formed molecule. In the presence of a tertiary amine, only the bicyclic Phenols, e.g. B. naphthols, oxidize. In this case the products form simple connections, such as Naphthoquinones made from 1 or 2 molecules of naphthol, naphthones made from 2 molecules Naphthol were formed, as well as in the case of // - naphthol (naphthol-2), one of 3 molecules naphthoquinone formed by naphthol. On the other hand, there is no reaction if an attempt is made to monocyclic phenols in the presence of a cupric salt and tertiary amines to oxidize. Brackmann states on p. 939: “With regard to the phenols of the benzene series, tertiary amines are completely inactive «.

Es wurde nun gefunden, daß es doch gelingt, einbasische monocycüsche Phenole oxydativ zu verknüpfen, wobei mit nahezu quantitativer AusbeuteIt has now been found that it is still possible to oxidatively link monobasic monocyclic phenols, being with almost quantitative yield

ίο höhermolekulare Polyphenylenäther mit besonders günstigen Eigenschaften erhalten werden. Hierbei wird das Amin kein Bestandteil des Reaktionsproduktes, wie das bei den Oxydationsverfahren von Brackmann et al der Fall ist.ίο higher molecular weight polyphenylene ethers with special favorable properties can be obtained. Here, the amine does not become a component of the reaction product, as is the case with the oxidation process of Brackmann et al is the case.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyphenylenoxyden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen aus einem tertiären Amin und einem darin löslichen Kupfer(I)-salz hergestellten Kupferaminkomplex in Gegenwart von Sauerstoff bei Temperaturen von nicht über 1000C mit Phenolen der allgemeinen FormelnThe invention relates to a process for the preparation of polyphenylene oxides, which is characterized in that a copper amine complex prepared from a tertiary amine and a copper (I) salt soluble therein is mixed in the presence of oxygen at temperatures not exceeding 100 ° C. with phenols general formulas

OHOH

R0x R 0 x

R'R '

IIII

umsetzt, in denen X ein Wasserstoff-, Chlor-, Bromoder Jodatom, R' ein Halogenatom oder R und R ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoff-, Kohlenwasserstoffoxy-, Halogenkohlenwasserstoff- oder einen Halogenkohlenwasserstoffoxyrest bedeuten, wobei die aliphatischen halogenierten Substituenten mindestens 2 Kohlenstoffatome zwischen dem Halogenatom und dem Phenolkern besitzen, alle aliphatischen Substituenten an dem an den Phenolkern gebundenen Kohlenstoffatom mindestens ein Wasserstoffatom tragen und R und R' bei der allgemeinen Formel II nicht beide ein Halogenatom oder ein Aryl-, Kohlenwasserstoffoxy- oder Halogenkohlenwasserstoffoxyrest sein dürfen.in which X is a hydrogen, chlorine, bromine or iodine atom, R 'is a halogen atom or R and R are Hydrogen atom, a hydrocarbon, hydrocarbonoxy, halohydrocarbon or a Halohydrocarbonoxy radical, where the aliphatic halogenated substituents at least Have 2 carbon atoms between the halogen atom and the phenol nucleus, all aliphatic substituents at least one hydrogen atom on the carbon atom bonded to the phenol nucleus carry and R and R 'in the general formula II not both a halogen atom or an aryl, hydrocarbonoxy or halocarbon oxy radicals.

Hierbei sollen die Halogenkohlenwasserstoffoxyreste mindestens 2 Kohlenstoffatome zwischen einem Halogenatom und dem Phenolkern besitzen. Halogenmethylgruppen sind hydrolytisch so reaktionsfähig, daß sie bei der Oxydationsreaktion unerwünschte Nebenprodukte bilden. Ganz allgemein sind solche Substituenten R bzw. R' ausgenommen, die ein aliphatisches tertiäres «-Kohlenstoffatom tragen. Die Gründe hierfür sind unten dargelegt.Here, the halocarbon oxy radicals should have at least 2 carbon atoms between one Have halogen atom and the phenol nucleus. Halomethyl groups are hydrolytically so reactive that that they form undesirable by-products in the oxidation reaction. They are quite general Except for substituents R or R 'which carry an aliphatic tertiary carbon atom. the The reasons for this are set out below.

In der Oxydationsreaktion in Gegenwart des Kupferkatalysatorsystems beteiligt sich das Wasserstoffatom der phenolischen Gruppe eines Phenolmoleküls, ein Wasserstoff-, Chlor-, Brom- oder Jodsubstituent in der Ortho-(2)- oder Para-(4)-Stellung eines anderen Phcnolmoleküls und Sauerstoff unter der Bildung von Wasser gemäß folgendem Reaktionsschema, das zur Darstellung die Paraposition ver- wendet:The hydrogen atom participates in the oxidation reaction in the presence of the copper catalyst system the phenolic group of a phenol molecule, a hydrogen, chlorine, bromine or iodine substituent in the ortho (2) or para (4) position of another phenol molecule and oxygen below the formation of water according to the following reaction scheme, which shows the para position applies:

3 23 2

J 2J 2

,OH ["OH-] 5 h , OH ["OH-] 5 h

5 <>5 <>

5 (>5 (>

-+ H2O - + H 2 O

(A)(A)

Nachstehend werden die Zahlen zur Bezeichnung der Stellung der Substituenten und der Verbindungsstellen benutzt; η ist eine ganze Zahl von mindestens 10 und beträgt im film- und faserbildenden Bereich 100 bis 1500 und mehr.In the following, the numbers are used to designate the position of the substituents and the connecting points; η is an integer of at least 10 and is 100 to 1500 and more in the film and fiber-forming range.

Die Art des verwendeten Kupfer(I)-salzcs spielt keine Rolle, wenn es nur auch im Kupfer(II)-Zustand existieren und einen Komplex mit dem tertiären Amin bilden kann, der im Rcaklionsmedium löslich ist. Die Notwendigkeit, im Kupfer(II)-zustand existieren zu können, beruht auf der Annahme, daß die Oxydation des Phenols durch ein Zwischenprodukt aus einem aktivierten Kupfer(ll)-aminkomplcX bewirkt wird, der mit dem Phenol unter Regenerierung des Kupfer(l)-aminkoniplexcs reagiert. Soweit festgestellt werden kann, ist es unmöglich, diesen aktivierten Komplex ausgehend von einem Kupfer(II)-salz zu bilden. Typische Beispiele der für dieses Verfahren geeigneten Kupfcr(I)-salze sind: Kupfer(I)-chlorid, Kupfcr(I)-bromid, Kupfer(I)-sulfal, Kupfer(I)-azid, Kupfcr(I)-tetraminsulfat, Kupfer(I):acctat, Kupfcr(I)-propionat, Kupfer(l)-palmital, Kupfcr(l)-benzoat usw.The type of copper (I) salt used does not matter if it can only exist in the copper (II) state and form a complex with the tertiary amine which is soluble in the reaction medium. The necessity of being able to exist in the copper (II) state is based on the assumption that the oxidation of the phenol is brought about by an intermediate product of an activated copper (II) amine complex, which reacts with the phenol to regenerate the copper (I) -aminkoniplexcs responds. As far as can be determined, it is impossible to form this activated complex from a copper (II) salt. Typical examples of the copper (I) salts suitable for this process are: copper (I) chloride, copper (I) bromide, copper (I) sulfal, copper (I) azide, copper (I) tetramine sulfate, Copper (I) : acetate, copper (I) propionate, copper (l) palmital, copper (l) benzoate, etc.

Kupfer(I)-chlorid, Kupfer(I)-broinid und Kupfer(l)-a/id liefern die Polyphenylenäther mit dem höchsten Molekulargewicht. Obwohl man kein Kupfer(ll)-sulfit kennt, läßt sich Kupfer(l)-sull'il verwenden, da es offenbar zu Kupfcr(l)-sulfat oxydiert wird. Kiipfcr(l)-salzc, wie Kupfcr(l)-jodid, Kupfei(l)-sulful, Kupler(l)-cyanid und Kupfcr(l')-rliodanid sind /in VerwendungCopper (I) chloride, copper (I) broinide and copper (I) a / id provide the polyphenylene ethers with the highest molecular weight. Although you don't have copper (II) sulfite knows, copper (l) sulphate can be used, since it is apparently oxidized to copper (l) sulphate. Kiipfcr (l) -salzc, like Kupfcr (l) -iodide, Kupfei (l) -sulful, Kupler (l) -cyanid and copper (1 ') -iodanide are / are in use

in diesem Verfahren nicht geeignet, da sie entweder in tertiären Aminen unlöslich sind oder aber keine stabilen Kupfer(II)-salze bilden können. Zum Beispiel zersetzen sich Kupfer(II)-cyanid und Kupfer(II)-rhodanid autogen zu den entsprechenden Kupfer(I)-salzen. Die Existenz von Kupfer(I)-nitrat und Kupfer(I)-fluorid ist nicht bekannt, aber die Aminkomplexe lassen sich in situ herstellen. Ein Ersatz der Kupfer(I)-salze durch Kupfer(II)-chlorid, Kupfer(II)-sulfat, Kupfer(Il)-chlorat und Kupfer(II)-nitrat liefert keine Oxy- ίο dation der monozyklischen Phenole in Gegenwart eines tertiären Amins. Diese Ergebnisse bestätigen die Arbeit von B r a c k m a η η et al.not suitable in this process because they are either insoluble in tertiary amines or they are not can form stable copper (II) salts. For example, copper (II) cyanide and copper (II) rhodanide decompose autogenous to the corresponding copper (I) salts. The existence of copper (I) nitrate and copper (I) fluoride is not known, but the amine complexes can be prepared in situ. A substitute for the copper (I) salts by copper (II) chloride, copper (II) sulfate, copper (II) chlorate and copper (II) nitrate does not provide any oxy- ίο dation of monocyclic phenols in the presence of a tertiary amine. Confirm these results the work of B r a c k m a η η et al.

Beispiele für tertiäre Amine, die sich zur Ausführung der Erfindung verwenden lassen, sind aliphatische tertiäre Amine, wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Diäthylmethylamin, Dimethylpropylamin, Allyldiäthylamin, Dimethyl-n-butylamin, Diäthylisopropylamin, Benzyldimethylamin, Dioktylbenzylamin, Dioktylchlorbenzylamin, Dirnethylzyklohexylamin, Dimethylphenäthylamin, Benzylmethyläthylamin, Di-(chlor-phenäthyl)-brombenzylamin, l-Dimethylamino-2-phenylpropan und 1-Dimethylamino-4-pentan. Examples of tertiary amines that can be used in the practice of the invention are aliphatic tertiary amines, such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, diethylmethylamine, dimethylpropylamine, Allyl diethylamine, dimethyl-n-butylamine, diethylisopropylamine, benzyldimethylamine, Dioctylbenzylamine, dioctylchlorobenzylamine, dirnethylcyclohexylamine, Dimethylphenethylamine, benzylmethylethylamine, di- (chlorophenethyl) bromobenzylamine, l-dimethylamino-2-phenylpropane and 1-dimethylamino-4-pentane.

Verwendet man aliphatische tertiäre Amine, so sollen mindestens zwei der aliphatischen Gruppen geradkettige Kohlenwasserstoffgruppen sein.If aliphatic tertiary amines are used, at least two of the aliphatic groups should be used be straight chain hydrocarbon groups.

Beispiele Tür cyclische Amine sind die Pyridine, wie Pyridin selbst, Chinuclidin, die N-Alkylpyrrole, die N-AIkylpyrrolidine, die N-Alkylpiperidine, die Chinoline, Isochinoline, N-Alkyltetrahydrochinoline, N-Alkyltetrahydroisochinoline und N-Alkylmorpholine einschließlich der ringsubstituierten Produkte dieser zyklischen Amine, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome an den ringbildenden C-Atomen durch die folgenden Gruppen substituiert sein können: Alkyl- (ζ. Β. Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Heptyl-, Oktyl- sowie deren Isomere und Homologe), Alkoxyl-(z. B. Methoxyl-,Äthoxyl-, Propoxyl-, Butoxyl- und die Isomeren und Homologen), Aryl- (ζ. B. Phenyl-, ToIyI-, Dimethy!phenyl-, Chlor- < phenyl-, Bromtolyl-, Naphthyl-, Chlorbromnaphthyl- und ihre Isomeren und Homologen), Oxyaryl- (ζ. Β. Oxyphenyl-, Oxytolyl-, Oxyxylyl-, Oxychlorphenyl-, Oxynaphthylgruppen und ihre Isomeren und Homologen). Die Ringsubstituenten können gleiche oder verschiedene Kohlenwasserstoffgruppen sein. Piperidine, Pyrrole, Pyrrolidine, Tetrahydrochinoline oder Tetrahydroisochinoline werden in Form tertiärer Amine verwendet, bei denen ein Kohlenwasserstoffrest, wie sie vorstehend definiert sind, mit dem Aminstickstoff verbunden ist.Examples of cyclic amines are the pyridines, such as pyridine itself, quinuclidine, the N-alkylpyrroles, the N-alkylpyrrolidines, the N-alkylpiperidines, the Quinolines, isoquinolines, N-alkyltetrahydroquinolines, N-alkyl tetrahydroisoquinolines and N-alkyl morpholines including the ring-substituted products of these cyclic amines in which one or more Hydrogen atoms on the ring-forming carbon atoms can be substituted by the following groups: Alkyl (ζ. Β. Methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl, heptyl, octyl and their isomers and Homologues), alkoxyl (e.g. methoxyl, ethoxyl, propoxyl, butoxyl and the isomers and homologues), Aryl- (ζ. B. Phenyl-, ToIyI-, Dimethy, phenyl-, chlorine- < phenyl, bromotolyl, naphthyl, chlorobromonaphthyl and their isomers and homologues), oxyaryl (ζ. Β. Oxyphenyl, oxytolyl, oxyxylyl, oxychlorphenyl, oxynaphthyl groups and their isomers and homologues). The ring substituents can be identical or different hydrocarbon groups. Piperidines, Pyrroles, pyrrolidines, tetrahydroquinolines or tetrahydroisoquinolines are tertiary in the form Amines used in which a hydrocarbon radical, as defined above, with the amine nitrogen connected is.

Die Wirkung einer N-Arylgruppe in tertiären Aminen, z. B. N,N-Dimethylanilin oder Methyldiphenylamin besteht darin, die Basizität des Amins zu verringern, so daß seine Fähigkeit zur Bildung des Kupferkomplexes weitgehend vermindert wird. Außerdem verringert sich auch die Stabilität des Amins unter oxydierenden Bedingungen weitgehend. Wegen dieser beiden Effekte verwendet man besser keine tertiären Amine, die einen N-Arylsubstituenten tragen. Die bevorzugte Einbeziehung der Ortho- oder ParaStellungen in die Oxydationsreaktion ist so ausgeprägt, daß, falls eine der drei Stellungen mit einem Halogen substituiert ist (außer Fluor, welches nicht (\s reagiert) und die beiden anderen mil einem Kohlenwasserstoffrest substituiert sind, das Halogen entfernt wird In diesem Fall reagiert das llalogenatoni mit 1 Molekül des Kupferkatalysators und inaktiviert ihn. Daher ist es erforderlich, 1 Mol Katalysator pro Atom entferntes Halogen zu verwenden. Diese Halogenentfernung erstreckt sich nicht auf Phenole, die in jeder der beiden Orthostellungen ein Halogen tragen, da in diesem Fall die Elektronegativität der beiden Halogene die phenolische Hydroxylgruppe so inaktiviert, daß das Phenol nach diesem Verfahren nicht oxydiert werden kann. Wenn ein Kohlenwasserstoff und ein Halogen die Orthostellungen einnehmen und entweder Wasserstoff oder ein Halogen, außer Fluor, die Parastellung, so scheint nur die Parastellung an der Oxydationsreaktion teilzunehmen. Nehmen Wasserstoff und ein Kohlenwasserstoffrest die Orthostellungen ein und ein Halogen, außer Fluor, die Parastellung, dann können beide, der Wasserstoff und das Halogen, an der Oxydationsreaktion in derselben Weise teilnehmen, wie wenn beide Stellungen mit Wasserstoff substituiert wären. Da eine Reaktion unter Einbeziehung der Wasserstoffatome in den Ortho- oder ParaStellungen den Katalysator nicht zerstört, so muß nur eine kleine katalytische Menge angewandt werden, in der Größenordnung von 0,1 bis IO Molprozent, bezogen auf die zu oxydierenden Mole Phenol. Daher werden erfindungsgemäß Phenole bevorzugt, die an der in die Oxydationsreaktion einbezogenen Ringstellung Wasserstoff tragen.The effect of an N-aryl group in tertiary Amines, e.g. B. N, N-dimethylaniline or methyldiphenylamine is the basicity of the amine to reduce, so that its ability to form the copper complex is largely reduced. Besides that the stability of the amine is also largely reduced under oxidizing conditions. Because For these two effects, it is better not to use tertiary amines that have an N-aryl substituent. The preferred inclusion of the ortho or para positions in the oxidation reaction is so pronounced that if one of the three positions is substituted by a halogen (except fluorine, which is not (\ s reacts) and the other two are substituted with a hydrocarbon radical which removes halogen In this case the llalogenatoni reacts with 1 molecule of the copper catalyst and inactivates it. Therefore it is necessary to use 1 mole of catalyst per Atom removed halogen to use. This halogen removal does not extend to phenols, the Carry a halogen in each of the two ortho positions, since in this case the electronegativity of the both halogens the phenolic hydroxyl group inactivated so that the phenol after this process cannot be oxidized. When a hydrocarbon and a halogen occupy the ortho positions and either hydrogen or a halogen, besides fluorine, the para position, only the para position appears to take part in the oxidation reaction. Take hydrogen and a hydrocarbon residue the ortho positions one and a halogen, except fluorine, the para position, then both can, the Hydrogen and the halogen, participate in the oxidation reaction in the same way as when both positions would be substituted with hydrogen. As a reaction involving the hydrogen atoms in the ortho or para positions does not destroy the catalyst, only a small one has to be catalytic amount applied, in the order of 0.1 to IO mole percent, based on the moles to be oxidized phenol. Therefore, phenols are preferred according to the invention, which at the in the Oxidation reaction involved ring position carry hydrogen.

Halogenmethylgruppen sind hydrolytisch so reaktionsfähig, daß sie bei der Oxydationsreaktion unerwünschte Nebenprodukte bilden. Daher werden Phenole, die derartige Substituenten enthalten, als Hauptreaktionsteilnehmer aus der Reaktionsmischung am besten ausgeschlossen, obwohl sie in kleinen Mengen als Modifizierungsmittel zugegen sein können. Andere Ringsubstituenten, wie Nitro-, Cyano-, Karboxyl- und Formylgruppen, die mit Aminen oder Kupfersalzen reagieren können, sollten ebenso als Substituenten der als Hauptreaktionsteilnehmer verwendeten Phenole ausgeschlossen werden, obwohl Phenole, die diese Gruppen enthalten, in geringen Mengen als Modifizierungsmittel des erhaltenen Polymeren verwendet werden können.Halomethyl groups are hydrolytically so reactive that they are undesirable in the oxidation reaction Form by-products. Hence, phenols containing such substituents become major reactants best excluded from the reaction mixture, although in small amounts may be present as modifiers. Other ring substituents, such as nitro, cyano, carboxyl and formyl groups which can react with amines or copper salts should also be used as substituents of the phenols used as major reactants are excluded, although phenols containing these groups are in small amounts can be used as a modifier of the polymer obtained.

Weiter wurde festgestellt, daß Gruppen mit großem Raumbedarf, d. h. angenähert kugelförmige Gruppen, z. B. die tert.-Butylgruppe und höhere Homologe, Arylgruppen, Oxyalkylgruppen, die Oxydationsreaktion zwar nicht stoppen, jedoch nur Diphenylchinone bilden.It was also found that groups with large space requirements, i.e. H. approximately spherical groups, z. B. the tert-butyl group and higher homologues, aryl groups, oxyalkyl groups, the oxidation reaction not stopping, but only forming diphenylquinones.

Dies führt zu folgender Beobachtung betreffs aliphatischer Orthosubstituenten an den phenolischen Ausgangsstoffen: Substituenten, die ein aliphatisches tertiäres a-C-Atom tragen, liefern die entsprechenden Diphenylchinone und verhindern die Bildung von Polyphenylenäthcrn, wenn mindestens ein derartiger Orthosubstituent anwesend ist. Typische Beispiele für solche Substituenten sind:This leads to the following observation regarding aliphatic Orthosubstituents on the phenolic starting materials: Substituents that form an aliphatic Carrying tertiary a-carbon atoms, deliver the corresponding diphenylquinones and prevent the formation of Polyphenylene ethers if at least one such ortho-substituent is present. Typical examples for such substituents are:

-C(CH.,),-C (CH.,),

C
I
C.
I.
(CH.,),(CH.,),
I
C, Il
I.
C, Il
SS.
C(C,C (C, Hs):Hs): C4H,C 4 H,

-C(CHj)2 -C (CHj) 2

-C(C6H5),
usw.
-C (C 6 H 5 ),
etc.

Substitucnlcn, die ein aliphatisches sekundäres ίΐ-C-Atom haben, verhindern die Bildung von PoIyphenylenäthern zwar nicht, aber ein derartiger Orthosubstitucnt verursacht zumindest eine geringfügige Bildung des entsprechenden Diphenylchinons. Zwei derartige Orthosubstituenten haben zur Folge, daß der Hauptteil des Produktes aus dem entsprechenden Diphenylchinon besteht und mir ein kleinerer Anteil der Polyphenylenäther ist.. Orthosubstituenten, die ein aliphatisches primäres a-C-Atom haben, verhindern die Bildung der Polyphenylenäther nicht.Substitutions which have an aliphatic secondary ίΐ-C atom prevent the formation of polyphenylene ethers not, but such ortho-substitution causes at least a minor one Formation of the corresponding diphenylquinone. Have two such ortho substituents result that the main part of the product consists of the corresponding diphenylquinone and me a A smaller proportion of the polyphenylene ether is .. Orthosubstituents, which are an aliphatic primary a-C atom do not prevent the formation of polyphenylene ethers.

Weiter wurde festgestellt, daß zur Erzielung von Polyphenylenäthern mit sehr hohem Molekulargewicht nur die Parastellung und der phenolische Wasserstoff an der Oxydationsrcaktion teilnehmen dürfen. Dagegen lassen sich Polyphenylenäther mit niedrigem und mittlerem Molekulargewicht durch Oxydation von Phenolen mit nur einer reaktionsfähigen Orthostellung erhalten. Wird die Oxydation mit Phenolen durchgeführt, die mit beiden Ortho- und der Parastellung sowie mit der phenolischen Gruppe reagieren können, so stellen die erhaltenen Polyphenylenäther eine Mischung aus Polyphenyleniithern mit dreidimensionaler Struktur dar. Derartige Stoffe sind außerordentlich reaktionsfähig und neigen dazu, sich aus Flüssigkeiten in Gele umzuwandeln, ohne lösliche, feste Stoffe zu bilden, die isoliert werden können. Derartige Stoffe sind als Vergußharze, Imprägniermittel oder als hitzehärtbare Klebstoffe brauchbar.It was also found that to obtain polyphenylene ethers with a very high molecular weight only the para position and the phenolic hydrogen take part in the oxidation reaction may. In contrast, polyphenylene ethers with low and medium molecular weights can pass through Oxidation of phenols obtained with only one reactive ortho position. Will oxidation performed with phenols, those with both ortho and para positions as well as with the phenolic Group can react, the polyphenylene ethers obtained represent a mixture of polyphenylene ethers with a three-dimensional structure. Such substances are extremely reactive and tend to transform liquids into gels without forming soluble solids that are isolated be able. Such substances are available as potting resins, impregnating agents or as thermosetting adhesives useful.

überraschenderweise kann man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Polyphenylenäther mit sehr hohem Molekulargewicht herstellen, die außerordentlich hohe Erweichungspunkte im Bereich von 250 bis 300° C oder mehr aufweisen, wie sich aus den zu ihrer Verformung erforderlichen Preßtemperaturen ergibt. In Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen bleiben sie bei fortgesetztem Erwärmen im Vakuum auf 250°C entweder thermoplastisch, oder sie erhärten zu einem unschmelzbaren Zustand, in dem sie nicht mehr in den üblichen organischen Lösungsmitteln, wie Toluol, Xylol, Chloroform, Nitrobenzol usw., in denen sie vor der Wärmebehandlung löslich waren, löslich sind. Stoffe von niederem Molekulargewicht lassen sich erhalten, indem man entweder die reagierende Sauerstoffmenge steuert oder indem der Reaktionsmischung eine Flüssigkeit zugesetzt wird, die für das Ausgangsmaterial ein Lösungsmittel bildet, aber für die Reaktionsprodukte, nachdem diese ein vorbestimmtes Molekulargewicht erreicht haben, kein Lösungsmittel ist. Die Geschwindigkeit der Oxydation ist von der Menge des .anwesenden Kupfer(I)-kataIysators abhängig. Um eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen, bevorzugt man die Verwendung von mindestens 1 Molprozent Kupfer(I)~katalysator, bezogen auf die Menge des verwendeten Phenols. Pro Kupferatom sollen 2 Atome Aminstickstoff vorhanden sein. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man Polyphenylenäther mit Molekulargewichten von mindestens 10000 erhalten.Surprisingly, you can according to the invention Processes produce polyphenylene ethers with a very high molecular weight, which are extraordinarily have high softening points in the range of 250 to 300 ° C or more, as can be seen from results in the required pressing temperatures for their deformation. Depending on the manufacturing conditions they remain either thermoplastic with continued heating in a vacuum to 250 ° C, or they harden to an infusible state in which they are no longer in the usual organic state Solvents, such as toluene, xylene, chloroform, nitrobenzene, etc., in which they are before the heat treatment were soluble, are soluble. Low molecular weight substances can be obtained by either controls the amount of reacting oxygen or by adding a liquid to the reaction mixture which forms a solvent for the starting material, but afterwards for the reaction products they have reached a predetermined molecular weight is not a solvent. The speed the oxidation is of the amount of what is present Copper (I) catalyst dependent. In order to achieve a sufficient reaction speed, it is preferred to use at least 1 mol percent copper (I) ~ catalyst, based on the Amount of phenol used. There should be 2 amine nitrogen atoms per copper atom. To the inventive method one can polyphenylene ethers with molecular weights of at least 10000 received.

Diese hochmolekularen Stoffe stellen neue chemische Massen dar. Bisher wurden Polyphenylenäther z. B. durch die Ullman-Reaktion zwischen einem Parabromphenol und einem Kaliumphenolat in Gegenwart von Kupfcrpulver hergestellt. Eine solche Reaktion ist jedoch offenbar nicht in der Lage, PoIyphenylenäther mit mehr als etwa acht sich wiederholenden Einheiten herzustellen, so daß die Molekulargewichte auf etwa 1000 begrenzt sind. Solche Stoffe sind noch kristallin und haben scharfe Schmelzpunkte. Bromicrt man z. B. Diphenyloxyd und setzt es mit Kaliumphenolat um, bromiert die erhaltene Verbindung erneut und setzt sie wieder mit Kaliumphenolat um, so scheint das äußerstenfalls zu erhaltende Produkt C6H5O(QH4OItQHs zu sein, das einen Schmelzpunkt von 199 bis 2000C hat.These high molecular weight substances represent new chemical masses. So far, polyphenylene ethers were z. B. produced by the Ullman reaction between a parabromophenol and a potassium phenolate in the presence of copper powder. However, such a reaction is apparently unable to produce polyphenylene ethers having more than about eight repeating units, so that the molecular weights are limited to about 1,000. Such substances are still crystalline and have sharp melting points. Bromicrt z. B. Diphenyloxyd and reacts it with potassium phenolate, brominates the compound obtained again and reacts it again with potassium phenolate, so the extreme product to be obtained seems to be C 6 H 5 O (QH 4 OItQHs, which has a melting point of 199 to 200 0 C has.

Die bevorzugte Phenolklasse zur Herstellung von Harzen mit hohem Molekulargewicht entspricht der FormelThe preferred class of phenols for making high molecular weight resins is equivalent to formula

OHOH

in der R und R" der Definition von Formel 2 entsprechen und die drei Stellungen, die ohne Substituenten gezeigt sind, ein mit dem Ringkohlenstoff verbundenes Wasserstoffatom tragen.in which R and R "correspond to the definition of Formula 2 and the three positions shown with no substituents are one linked to the ring carbon Carry hydrogen atom.

Typische Beispiele für einwertige Kohlenwasserstoffreste, die in allen vorstehenden Formeln R und R" darstellen können, sind: Alkyl, einschließlich Cycloalkyl, ζ. B. Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, sek. Butyl, tert. Butyl, ' Isobutyl, Cyclobutyl, Amyl, Cyclopentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Methylcyclohexyl, Äthylcyclohexyl,- Octyl, Decyl, Oktadecyl; Alkenyl, einschließlich Cycloalkenyl, ζ. B. Vinyl, Allyl, Butenyl, Cyclobutenyl, Isopentenyl. Cyclopentenyl, Linolyl; Alkinyl, z. B. Propargyl; Aryl, einschließlich Alkylaryl, z. B. Phenyl, ToIyI, Äthylphenyl, XyIyI, Naphthyl, Methylnaphthyl; Arylalkyl, z. B. Benzyl, Phenyläthyl, Phenylpropyl, Tolyläthyl. Die einwertigen Halogenkohlenwasserstoffreste können dieselben sein, wie die oben angegebenen Kohlenwasserstoffreste, außer Methyl, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Halogen ersetzt sind. Beispiele hierfür sind:Typical examples of monovalent hydrocarbon radicals, which in all of the above formulas R and R " are: alkyl, including cycloalkyl, ζ. B. methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec. Butyl, tert. Butyl, isobutyl, cyclobutyl, amyl, Cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, methylcyclohexyl, ethylcyclohexyl, octyl, decyl, octadecyl; Alkenyl, including cycloalkenyl, ζ. B. vinyl, allyl, butenyl, cyclobutenyl, isopentenyl. Cyclopentenyl, linolyl; Alkynyl e.g. B. propargyl; Aryl, including alkylaryl, z. B. Phenyl, ToIyI, ethylphenyl, XyIyI, naphthyl, methylnaphthyl; Arylalkyl, e.g. B. benzyl, phenylethyl, Phenylpropyl, tolylethyl. The monovalent halocarbon radicals can be the same as that hydrocarbon radicals indicated above, except methyl, in which one or more hydrogen atoms are replaced by halogen. Examples for this are:

Chloräthyl, Bromäthyl, Fluoräthyl, Dichloräthyl, Brompropyl, Difluorjodäthyl, Brombutyl, Fluoramyl, Chlorvinyl, Bromallyl, Fluorpropargyl, Mono-, Di-, Tri-, Tetra- und Pentachlorphenyl, Mono-, Di-, Tri- und Tetrabromtolyl, Chloräthylphenyl, Äthylchlorphenyl, Fluorxylyl, Chlornaphthyl, Brombenzyl, Jodphenyläthyl, Phenylchloräthyl und Bromtolyläthyl.Chloroethyl, bromoethyl, fluoroethyl, dichloroethyl, bromopropyl, difluoroiodoethyl, bromobutyl, fluoramyl, Chlorovinyl, bromallyl, fluoropropargyl, mono-, di-, tri-, tetra- and pentachlorophenyl, mono-, di-, tri- and tetrabromotolyl, chloroethylphenyl, ethylchlorophenyl, fluoroxylyl, chloronaphthyl, bromobenzyl, iodophenylethyl, Phenylchloroethyl and bromotolylethyl.

Typische Beispiele für einwertige Kohlenwasserstoffoxyreste sind: Methyloxy, Äthoxy, Propyloxy, Isopropyloxy, Butyloxy, sek.Butyloxy, tert.Butyloxy, Amyloxy, Hexyloxy, Oktyloxy, Decyloxy, Vinyloxy, Allyloxy und Butenyloxy. Die einwertigen Halogenkohlenwasserstoffoxyreste können dieselben sein wie die obigen Oxykohlenwasserstoffe mit Ausnahme des Methyloxyrestes, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffe durch Halogen, z. B. Fluor, Chlor, Brom oder Jod, ersetzt sind.Typical examples of monovalent hydrocarbonoxy radicals are: methyloxy, ethoxy, propyloxy, Isopropyloxy, butyloxy, sec-butyloxy, tert-butyloxy, amyloxy, hexyloxy, octyloxy, decyloxy, vinyloxy, Allyloxy and butenyloxy. The monovalent halohydrocarbonoxy radicals may be the same as the above oxyhydrocarbons with the exception of the methyloxy radical in which one or more hydrogens by halogen, e.g. B. fluorine, chlorine, bromine or iodine are replaced.

Wie bereits erwähnt wurde, liefern Phenole mit zwei reaktionsfähigen Stellungen dreidimensionaleAs already mentioned, phenols with two reactive positions provide three-dimensional ones

Polymere, die außerordentlich reaktionsfähig sind und dazu neigen, Polymere komplexer Struktur zu bilden, überraschenderweise wurde gefunden, daß Phenole, die zwei oder drei unsubstituierte Ortho- oder ParaStellungen besitzen, d.h. zwei oder drei 5 reaktionsfähige Stellungen, unter. Bildung fester schmelzbarer Polyphenylenäther oxydiert werden können, die denjenigen gleichen, die aus Phenolen, die nur eine reaktionsfähige Ortho- oder Parastellung besitzen, hergestellt wurden. Dies wird durch die Verwendung eines tertiären Amins im Katalysatorsystem erreicht, das eine oder zwei große voluminöse Substituenten oder räumlich unbewegliche Gruppen trägt, die eine oder beide Orthostellungen wirksam blockieren.Polymers that are extremely reactive and tend to be polymers of complex structure form, surprisingly it was found that Phenols which have two or three unsubstituted ortho- or para-positions, i.e. two or three 5 responsive positions, under. Formation of solid, fusible polyphenylene ethers can be oxidized, the same as those obtained from phenols, which have only one reactive ortho or para position own, were produced. This is achieved through the use of a tertiary amine in the catalyst system achieves that one or two large bulky substituents or spatially immobile groups wears one or both ortho positions effectively To block.

Scheinbar lagert sich der Aminküpferkomplex an die phenol ische Hydroxylgruppe an, wenn er als Oxydationskatalysator wirkt. Wenn daher das Amin große voluminöse organische Gruppen trägt, die die Orthostellungen abschirmen oder sterisch hindern, so bewirkt dies, daß die Reaktion mit der Parastellung, falls diese reaktionsfähig ist, abläuft. Wenn die Parastellung nicht reaktionsfähig ist, so läuft die Reaktion noch über eine der Orthostellungen weiter, aber die Produkte besitzen ein viel niedrigeres Molekulargewicht, als es bei Phenolen, die nur eine reaktionsfähige Orthostellung haben, der Fall war. Es wurde gefunden, daß die cyclischen Amine besonders gut zur Verwendung in diesem Katalysatorsystem geeignet sind, wenn eine oder beide Orthostellungen des Phenols blockiert werden sollen. Bei den cyclischen Aminen, wie den Pyridinen und Chinolinen, sind die Ringe räumlich so angeordnet, daß ein jeder Substituent entweder in 2- oder 6-Stellung eine unsubstituierte Orthostellung des Phenols blockiert, wäh- 35; rend Substituenten in beiden, der 2- und 6-Stellung, beide unsubstituierte Orthostellungen eines Phenols blockieren. Hat daher ein Phenol nur eine unsubstituierte Orthostellung, so benötigt das cyclische Amin nur einen Substituenten in 2-Stellung, z. B. a-Picolin-(2-Methylpyridin). Sind beide Orthostellungen des Phenols unsubstituiert, so würde das cyclische Amin Substituenten sowohl in der 2- als auch in der 6-Stellung benötigen^ z. B. 2,6-Lutidin.Apparently, the amine copper complex attaches itself to the phenolic hydroxyl group when it is used as a Oxidation catalyst works. Therefore, when the amine carries large bulky organic groups that Shielding or sterically hindering ortho positions, this has the effect that the reaction with the para position, if it is reactive, expires. If the para position is not reactive, then the reaction takes place still beyond one of the ortho positions, but the products have a much lower molecular weight, than was the case with phenols, which have only one reactive ortho position. It was found that the cyclic amines are particularly well suited for use in this catalyst system are if one or both ortho positions of the phenol should be blocked. With the cyclic amines, such as the pyridines and quinolines, the Rings spatially arranged in such a way that each substituent in either the 2- or 6-position is unsubstituted Ortho position of phenol blocked, while 35; rend substituents in both, the 2- and 6-position, block both unsubstituted ortho positions of a phenol. A phenol therefore only has an unsubstituted one In the ortho position, the cyclic amine only needs one substituent in the 2-position, e.g. B. α-Picoline- (2-methylpyridine). If both ortho positions of the phenol are unsubstituted, the cyclic amine would be Substituents in both the 2- and 6-positions require ^ z. B. 2,6-lutidine.

Im allgemeinen neigen Amine, einschließlich tertiäre Amine, dazu, sich in Anwesenheit von Sauerstoff zu verfärben, auch wenn man sie nur in Gegenwart einer begrenzten Luftmenge stehen läßt. Diese Tendenz zur Verfärbung unter gleichzeitiger Bildung von komplexen Produkten scheint bei Pyridin und seinen ringsubstituierten Derivaten nicht so sehr ausgeprägt zu sein wie z. B. bei den nahe verwandten Chinolinen. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung tertiärer Amine, die zur Verfärbung neigen, in Abwesenheit einer nitroaromatischen Verbindung, die Produkte der Erfindung nicht so rein und die physikalischen Eigenschaften nicht so günstig sind, als wenn ein tertiäres Amin verwendet wird, weiches in Gegenwart von Sauerstoff beständig ist. Daher wird unter solchen Bedingungen die Verwendung von Pyridin als tertiäres Amin in der Katalysatormischung bevorzugt.In general, amines, including tertiary amines, tend to break up in the presence of oxygen discolor, even if left in the presence of a limited amount of air. This tendency to Discoloration with simultaneous formation of complex products appears with pyridine and its ring-substituted derivatives not to be as pronounced as e.g. B. in the closely related quinolines. It was found that when using tertiary amines, which tend to discolour, in the absence a nitroaromatic compound, the products of the invention are not as pure and the physical ones Properties are not as favorable as when a tertiary amine is used, soft in Presence of oxygen is stable. Therefore, under such conditions, the use of Pyridine is preferred as the tertiary amine in the catalyst mixture.

Es wird angenommen, daß 1 Mol Kupfer(I)-salz mit 2 Mol Amin einen Komplex bildet. Dieser Komplex kann mit Sauerstoff unter Bildung eines oxydierten Zwischenprodukts reagieren, das auf verschiedene Weise mit dem Phenol einen Komplex bilden kann. Letzterer Komplex aktiviert den Arylkern so, daß unter Rückbildung des Katalysators in deh ursprünglichen Zustand die Polymerketten gebildet werden. Diese Annahme beruht auf der Tatsache, daß beim Einleiten von Sauerstoff in das Katalysatorsystem bis zur Sättigung bei anschließender Phenolzugabe ohne weiteren Zusatz von Sauerstoff 1 Mol Phenol pro 2 Mol vorhandenen Katalysator oxydiert wird. Die folgenden Gleichungen zeigen diese Reaktionen, wobei ein 0 den Arylkern des phenolischen Reaktionsteilnehmers darstellt, (A) das tertiäre Amin ist und CuCl für ein typisches Kupfer(I jsalz steht.It is assumed that 1 mole of cuprous salt forms a complex with 2 moles of amine. This complex can react with oxygen to form an oxidized intermediate that reacts to various Way can form a complex with the phenol. The latter complex activates the aryl core so that the polymer chains are formed with regression of the catalyst in the original state will. This assumption is based on the fact that when oxygen is introduced into the Catalyst system up to saturation with subsequent addition of phenol without further addition of oxygen 1 mole of phenol is oxidized per 2 moles of catalyst present. The following equations show these reactions, where an 0 represents the aryl nucleus of the phenolic reactant, (A) the tertiary amine and CuCl for a typical copper (I jsalz stands.

2 (A) + CuCl -^£U H2O: Cu: Cl —i3-» HO: Cu : Cl + H2O2 (A) + CuCl - ^ £ U H 2 O: Cu: Cl -i3- »HO: Cu: Cl + H 2 O

(A)(A)

CfO: Cu: ClCfO: Cu: Cl

χα)χα)

Hierin kann b zwei oder mehr sein. Die obigen Gleichungen zeigen auch die Mitwirkung des Wassers.Herein, b can be two or more. The above equations also show the contribution of the water.

Obwohl Mischungen tertiärer Amine Und Mischungen von Kupfer(I)-salzen verwendet werden können, erwächst doch daraus kein Vorteil. Vorzugs- weise wird das Kupfer(I)-salz vor Zugabe des phenolischen Reaktionsteilnehmers in dem tertiären Amin gelöst. In manchen Fällen kann die Auflösung des Kupfersalzes durch Erwärmen der Mischung, durch Einleiten von Luft oder Sauerstoff oder durch eine Kombination von beiden beschleunigt werden. Zur vollständigen Ausnutzung des Kupfers sollte genügend Amin zugegeben Werden, um alles zugegebene Kupfersaiz durch Komplexbildung zu lösen. Größere (A)
^L (0O)1,+ H2O: CuCl
Although mixtures of tertiary amines and mixtures of copper (I) salts can be used, there is no benefit therefrom. The copper (I) salt is preferably dissolved in the tertiary amine before the phenolic reactant is added. In some cases, the dissolution of the copper salt can be accelerated by heating the mixture, bubbling in air or oxygen, or a combination of both. To fully utilize the copper, enough amine should be added to dissolve all of the added copper acid through complex formation. Bigger (A)
^ L (0O) 1 , + H 2 O: CuCl

Überschüsse an Amin beeinflussen die Reaktion nicht vorteilhaft, sie können jedoch in manchen Fällen erwünscht sein, um alle phenolischen Reaktionsteilnehmer völlig zu lösen und als Lösungsmittel flir die Reaktionsprodukte zu dienen. Andere Lösungsmittel, wie Alkohole, Ketone, Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Nitrokohlenwasserstoffe, Äther, Ester, Amide, gemischte Äther-Ester oder Sulfoxyde können im Reaktionssystem vorhanden sein, soweit sie die Oxydationsreaktion nicht stören oder daran teilnehmen. Dann wird Sauerstoff oder ein sauerstofT-haltiges Gas in die Reaktionsmischung eingeleitet und verursacht dort das Auftreten einer exothermen Reaktion Unter Bildung von Wasser als Nebenprodukt;Excesses of amine do not favorably influence the reaction, but they can in some cases be desirable to completely dissolve all phenolic reactants and as a solvent for the To serve reaction products. Other solvents such as alcohols, ketones, hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, Nitro hydrocarbons, ethers, esters, amides, mixed ether-esters or sulfoxides can be present in the reaction system as long as they do not interfere with the oxidation reaction or because of it take part. Then oxygen or an oxygen-containing one Gas introduced into the reaction mixture, where it causes an exothermic reaction to occur With formation of water as a by-product;

109Ä22/339109Ä22 / 339

Zur Herstellung der Polyphenylenoxyde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verhindert man z. B. bei chargenweisem Betrieb am besten das Entweichen dieses Reaktionswassers aus dem Reaktionsgefäß, oder man steuert das Entweichen des Wassers auf dem Fächmann bekannte Weise so, daß immer 1 Mol Wasser pro Mol Kupferkatalysator vorhanden ist. Bei Durchführung der Erfindung kann der Sauerstoff mit einem inerten öas, wie Stickstoff, Helium, oder Argon, verdünnt werden, oder man verwendet Luft. Zur Vermeidung örtlicher Uberhitzungen infolge der exothermen Reaktion und der damit verbundenen störenden Nebenwirkungen läßt man zweckmäßig die Oxydationsreaktion bei der niedrigstmögüchen Temperatur beginnen, was durch das Freiwerden von Wärme bei der Reaktion angezeigt wird. Gewöhnlich wird die Oxydationsreaktion durch Abführung der Wärme so geregelt, daß die maximale Temperatur 100°C nicht übersteigt und vorzugsweise nicht über 8O0C hinausgeht.To prepare the polyphenylene oxides by the process according to the invention one prevents z. B. in batch operation, it is best to allow this water of reaction to escape from the reaction vessel, or the escape of the water is controlled in a manner known to those skilled in the art so that there is always 1 mole of water per mole of copper catalyst. In practicing the invention, the oxygen can be diluted with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or air can be used. In order to avoid local overheating as a result of the exothermic reaction and the associated disruptive side effects, it is advisable to start the oxidation reaction at the lowest possible temperature, which is indicated by the release of heat during the reaction. Typically, the oxidation reaction is controlled by removal of heat so that the maximum temperature does not exceed 100 ° C and preferably not higher than 8O 0 C.

Gewöhnlich wird das Einleiten von Sauerstoff in die Reaktionsmischung fortgesetzt, bis keine Wärme mehr frei wird oder die beabsichtigte Sauerstoffmenge absorbiert ist. Man kann aber auch während der Oxydationsreaktion kontinuierlich oder intermittierend das gleiche oder ein anderes Phenol wie das Ausgangsmaterial zusetzen, um einen gemischten Polyphenylenäther herzustellen, der eine andere. Struktur aufweist, als wenn man die gemischten Phenole als Ausgangsmaterial verwendet hätte. Um die Reaktion zu beenden, zerstört man das Katalysatorsystem durch Zugabe einer Säure, vorzugsweise einer Mineralsäure, wie Salzsäure oder Schwefelsäure, die mit dem tertiären Amin und mit dem Kupfer(l)-salz reagiert. Oder man trennt das Reaktionsprodukt vom Katalysator, entweder durch Abfiltrieren, falls es ausgefallen ist, oder durch Eingießen der Reaktionsmischung in ein Material, das für das Katalysatorsystem ein Lösungsmittel ist, für das Reaktionsprodukt aber kein Lösungsmittel darstellt. Zur Abwechslung kann man auch das Kupfer als unlösliche Verbindung ausfällen und vor der Isolierung des Reaktionsproduktes von der Lösung abfiltrieren, oder man setzt ein Geliermittel zu, welches das Kupfer inaktiviert. Nachdem man das Reaktionsprodukt ausgefällt hat, kann man es zur Reinigung beliebig oft umfallen. Zuletzt wird es filtriert und von allen noch verbliebenen Verunreinigungen freigewaschen. Nach dem Trocknen kann das Harz durch Preßformen, Strangpressen oder Schmelzspinnen verarbeitet werden, oder man kann es in Lösungsmitteln auflösen, um Lösungen herzustellen, die bei der Herstellung von überzügen, Fasern oder Klebstoffen Verwendung finden.Usually the introduction of oxygen into the reaction mixture is continued until no heat more is released or the intended amount of oxygen is absorbed. But you can also during the oxidation reaction continuously or intermittently the same or a different phenol as the starting material add to make one mixed polyphenylene ether, the other. Has structure, as if one had used the mixed phenols as starting material. To stop the reaction, if the catalyst system is destroyed by adding an acid, preferably a mineral acid, such as hydrochloric acid or sulfuric acid, which reacts with the tertiary amine and with the copper (l) salt. Or the reaction product is separated from the catalyst, either by filtering off, if it has precipitated is, or by pouring the reaction mixture into a material suitable for the catalyst system Is solvent, but is not a solvent for the reaction product. For a change you can also precipitate the copper as an insoluble compound and before isolating the reaction product from filter off the solution, or a gelling agent is added which inactivates the copper. After if the reaction product has precipitated, it can be overturned any number of times for purification. Last will it is filtered and washed free of any remaining impurities. After drying the resin can be processed by compression molding, extrusion molding, or melt spinning, or one can Dissolve it in solvents to produce solutions that are useful in the production of coatings, Find fibers or adhesives use.

Man kann der Reaktionsmischung Modifizierungsmittel für die Reaktion zusetzen, um Produkte mit verbesserten Eigenschaften gegenüber solchen zu erhalten, die ohne Modifizierungsmittel hergestellt wurden. Modifiers for the reaction can be added to the reaction mixture in order to produce products with to obtain improved properties over those made without modifying agents.

Besonders geeignete Modifizierungsmittel sind: Anionenaustauscherharze, besonders solche, die tertiäre Amingruppen als aktiven Bestandteil enthalten, Nitroaromaten, wie Mono-, Di- und Trinitrobenzole, Mono-, Di- und Trinitrophenole; Peroxyddeaktivatoren, wie Schwermetalle und ihre Oxyde; Adsorbenzien, wie Aktivkohle, Kreselgel oder Tonerde.Particularly suitable modifiers are: anion exchange resins, especially those that contain tertiary amine groups as an active ingredient, nitroaromatics, such as mono-, di- and trinitrobenzenes, mono-, di- and trinitrophenols; Peroxide deactivators, like heavy metals and their oxides; Adsorbents such as activated charcoal, Kresel gel or clay.

Obwohl die Anionenaustauscherharze in der Reaktionsmischung unlöslich sind, sind sie scheinbar irgendwie mit dem Kupferaminkomplex wirksam, wahrscheinlich als Promotoren oder Kokatalysatoren. Die Verwendung eines Anionenaustauscherharzes als Modifiziermittel ist besonders nützlich, wenn das zu oxydierende Phenol entweder in einer oder beiden Orthostellungen zur phenolischen Hydroxylgruppe unsubstituiert ist. Wie oben ausgeführt, würde man diese Reaktion gewöhnlich unter Verwendung spezieller tertiärer Amine ausführen. Man fand aber, daß Anionenaustauscherharze, die an einen unlöslichen Träger gebundene Dialkylaminogruppen enthalten, in mancher Hinsicht einen vorteilhaften Einfluß auf den Verlauf der Reaktion ausüben, ähnlich den mit den speziellen Aminen erzielten. Wenn z. B. Orthokresol in Pyridinlösung mit einem Kupfer(I)-chloridkatalysator in Gegenwart eines Anionenaustauscherharzes oxydiert wird, welches Dimethylaminogruppen auf einem Styroldivinylbenzokräger enthält, so wird ein lösliches Polymeres gebildet. Führt man dieselbe Reaktion in Abwesenheit des Anionenaustauscherharzes oder der speziellen Aminkatalysatoren aus, so werden komplexe Produkte gebildet, die nicht so brauchbar sind. Soweit bekannt, müssen diese Harze keine andere Forderung erfüllen, als daß sie Anionen absorbieren können, was ein Kennzeichen aller Anionenaustauscherharze ist. Typische Beispiele für derartige Anionenaustauscherharze, die verwendet werden können, sind aminmodifizierte oder quaternisierte Polymere, z. B. vernetzte Styroldivinylbenzolpolymere, Styrolglykoldimethylacrylatpolymere, Anilinformaldehydharze, Arylpolyaminformaldehydharze, Phenolformaldehydharze, Harnstofformaldehydharze und Melaminformaldehydharze, die mit Aminen modifiziert worden sind. Diejenigen Verbindungen, die Reaktionsprodukte von Formaldehyd sind, lassen sich mit Aminen modifizieren, solange sie im Methylolzustand sind. Alle Verbindungen lassen sich chlormethylieren und dann mit Aminen umsetzen. Derartige Stoffe sind schnell verfügbar und handelsüblich. Da primäre und sekundäre Amingruppen mit Sauerstoff reagieren, soll die Amingruppe tertiär oder quaternisiert sein, so daß die Wirksamkeit des Harzes während der Oxydationsreaktion nicht beeinträchtigt wird.Although the anion exchange resins are insoluble in the reaction mixture, they are apparently somehow effective with the copper amine complex, likely as promoters or cocatalysts. The use of an anion exchange resin as a modifier is particularly useful when that is the case oxidizing phenol either in one or both ortho positions to the phenolic hydroxyl group is unsubstituted. As stated above, this reaction would usually be more specific using run tertiary amines. But it was found that anion exchange resins, which are insoluble Carrier-bound dialkylamino groups contain, in some respects, a beneficial effect on exercise the course of the reaction similar to those obtained with the specific amines. If z. B. Orthocresol in pyridine solution with a copper (I) chloride catalyst in the presence of an anion exchange resin is oxidized, which contains dimethylamino groups on a styrene divinylbenzo support, so will a soluble polymer is formed. If the same reaction is carried out in the absence of the anion exchange resin or the special amine catalysts, complex products are formed that are not so are useful. As far as is known, these resins do not have to meet any requirement other than that they contain anions can absorb, which is a characteristic of all anion exchange resins. Typical examples of such Anion exchange resins that can be used are amine modified or quaternized Polymers, e.g. B. crosslinked styrene divinylbenzene polymers, Styrene glycol dimethyl acrylate polymers, aniline formaldehyde resins, Aryl polyamine formaldehyde resins, phenol formaldehyde resins, urea formaldehyde resins, and Melamine-formaldehyde resins modified with amines. Those compounds that are reaction products from formaldehyde can be modified with amines as long as they are in the methylol state are. All compounds can be chloromethylated and then reacted with amines. Such Fabrics are quickly available and commercially available. Because primary and secondary amine groups with oxygen react, the amine group should be tertiary or quaternized, so that the effectiveness of the resin during the oxidation reaction is not impaired.

Die Wirkung des Zusatzes von Nitroaromaten, wie Pikrinsäure und Nitrobenzolen, zur Reaktionsmischung scheint in der Zerstörung von Nebenprodukten oder der Verhinderung ihrer Bildung zu liegen. Diese würden mit dem Hauptprodukt reagieren unter Bildung von unreinem Material mit weniger erwünschten Eigenschaften. Die Verwendung von Nitroaromaten ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Harzen mit viel hellerer Farbe, als dieses unter denselben Reaktionsbedingungen ohne sie möglich ist. Ihre Verwendung, ist besonders wünschenswert, wenn man tertiäre Amine als Katalysator verwendet, die gegen Oxydation unbeständig sind, d. h. sich in Gegenwart von Sauerstoff leicht verfärben, z. B. aliphatische tertiäre Amine. Da die Nitrophenole mit dem Kupferaminkatalysator Komplexe bilden können, sollte genügend Katalysator verwendet werden, damit ein Überschuß über den mit dem vorhandenen Nitrophenol reagierenden gewährleistet ist.The effect of adding nitroaromatics, such as picric acid and nitrobenzenes, to the reaction mixture appears to lie in the destruction of by-products or the prevention of their formation. These would react with the main product to form impure material with less desirable ones Properties. The use of nitroaromatics is particularly advantageous in the manufacture of resins with a much lighter color than this is possible under the same reaction conditions without them is. Their use is particularly desirable when using tertiary amines as a catalyst, which are not resistant to oxidation, d. H. discolor easily in the presence of oxygen, e.g. B. aliphatic tertiary amines. Since the nitrophenols can form complexes with the copper amine catalyst, Sufficient catalyst should be used to allow an excess over that of the nitrophenol present responsive is guaranteed.

Um die Anhäufung von Peroxyden zu verhindern, die einen Angriff auf das Phenol an einer unerwünschten Stellung des aromatischen Ringes verursachen können, kann man Peroxyddcaktivatoren verwenden, ι. B. Selen, Silizium, Blei, Quecksilber, Kupfer, Silber, Gold, Nickel, Palladium, Platin, Kobalt, Rhodium,In order to prevent the accumulation of peroxides, which can cause attack on the phenol at an undesired position on the aromatic ring, peroxydcactivators can be used, ι. B. selenium, silicon, lead, mercury, copper, silver, gold, nickel, palladium, platinum, cobalt, rhodium,

Iridium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Mangan, Chrom, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob, Cer, Thorium, sowie ihre Oxyde oder Salze. Andere Peroxyddeaktivatoren werden auf den S. 467 bis 501 von »Hydrogen Peroxyde« von S c h u m b, Satterfield&Wentworth, Rheinhold Pub. Corp., New York, N. Y., 1955, beschrieben.Iridium, iron, ruthenium, osmium, manganese, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, cerium, thorium, as well as their oxides or salts. Other peroxide deactivators are on pages 467 to 501 of »Hydrogen Peroxides «by S c h u m b, Satterfield & Wentworth, Rheinhold Pub. Corp., New York, N.Y., 1955.

Die Reaktion läßt sich auch in Gegenwart von Adscrbenzien ausführen, die dazu neigen, Nebenprodukte zu entfernen, die in geringer Menge vorhanden sind und die Reaktion nachteilig beeinflussen können. Beispiele für diese Adsorbenzien sind: Aktivkohle, Kieselgel (einschließlich Xerogele, Aerogele, Dampfkieselsäure usw.), Tonerde und Magnesiumsilikat. The reaction can also be carried out in the presence of adsorbents, which tend to produce by-products to remove which are present in a small amount and adversely affect the reaction be able. Examples of these adsorbents are: activated carbon, silica gel (including xerogels, aerogels, Silica, etc.), clay and magnesium silicate.

Außerdem wurde gefunden, daß man die Qualität der Polyphenylenäther verbessern kann, wenn eine organische, schwefelhaltige Verbindung zugesetzt wird, die auf eine Lösung des Produktes am Ende der Oxydationsreaktion ebenfalls reduzierende Eigenschaften ausübt. Typische derartige Verbindungen sind Thioharnstoff und seine Derivate. Diese Stoffe entfernen nicht nur alles Kupfer aus dem Produkt, sondern sie zerstören auch alle farbbildenden Nebenprodukte, die im Endprodukt unerwünscht sein können. Diese Farbbildner scheinen Diphenylchinone zu sein. Diese gefärbten Stoffe sind chemische Nebenprodukte und keine Teile des polymeren Moleküls, da man sie aus dem Polymeren entfernen kann. Wenn jedoch ein gefärbtes Endprodukt gewünscht wird, so muß man der Reaktionsmischung absichtlich Hydrochinone oder Chinone zusetzen, um im Endprodukt eine gesteuerte, gewünschte Färbung zu erzielen, die als Teil des Polymermoiekiils nicht entfernt werden kann. Typische hierzu verwendbare Hydrochinone sind: Hydrochinone, Katechol, substituierte Hydrochinone, wie Toluhydrochinone (Methylhydrochinon), halogensubstituierte Hydrochinone, wie Tetrachlorhydrochinon, die Naphthohydrochinone, die Dihydroxyanthracene oder die Dihydroxyphenanthrene.It has also been found that the quality of the polyphenylene ethers can be improved if a organic, sulfur-containing compound is added, resulting in a solution of the product at the end of the oxidation reaction also has reducing properties. Typical such compounds are thiourea and its derivatives. These substances not only remove all copper from the product, they remove it also destroy any color-forming by-products that may be undesirable in the final product. This Color formers appear to be diphenylquinones. These colored fabrics are chemical by-products and no parts of the polymer molecule as they can be removed from the polymer. However, if a If a colored end product is desired, one must purposely add hydroquinones to the reaction mixture or add quinones to achieve a controlled, desired color in the end product, as part of of the polymer film cannot be removed. Typical hydroquinones that can be used for this purpose are: Hydroquinones, catechol, substituted hydroquinones, such as toluhydroquinones (methylhydroquinone), halogen-substituted ones Hydroquinones, such as tetrachlorohydroquinone, the naphthohydroquinones, the dihydroxyanthracenes or the dihydroxyphenanthrenes.

In den nachstehenden Beispielen kommt das folgende, prinzipielle Verfahren zur Anwendung:The following basic procedure is used in the examples below:

Im allgemeinen werden die Oxydationen bei Zimmertemperatur ausgeführt, indem Sauerstoff in eine heftig gerührte Lösung, die das Phenol und ein Kupfer(I)-salz enthält, so schnell eingeleitet wird, daß nicht alles absorbiert werden kann. Letztere sind in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, welches gewöhnlich das Amin oder das Amin mit einem zu-Die folgenden Beispiele erläutern die Oxydation von 2,6-disubstituierten Phenolen.In general, the oxidations are carried out at room temperature carried out by adding oxygen to a vigorously stirred solution containing the phenol and a Copper (I) salt contains, is introduced so quickly that not all can be absorbed. The latter are in dissolved in a suitable solvent, which is usually the amine or the amine with a to-Die The following examples illustrate the oxidation of 2,6-disubstituted phenols.

In eine
phenol
In a
phenol

Beispiel
Reaktionsmischung,
example
Reaction mixture,

CH3 CH 3

die 5 g 2,6-Methyl-the 5 g of 2,6-methyl-

OHOH

CH3 CH 3

1 g Cu2Cl2 und 100 ml Pyridin enthielt, wurde 10 Minuten lang Sauerstoff eingeleitet. Während der Reaktionsdauer stieg die Temperatur auf ein Maximum von 7O0C. Dabei wurde kein Wasser entfernt. Das Produkt wurde durch Eingießen der Reaktionsmischung in etwa 500 ml verdünnte Salzsäure ausgefällt und durch Filtrieren abgetrennt.Containing 1 g of Cu 2 Cl 2 and 100 ml of pyridine, oxygen was passed in for 10 minutes. During the reaction, the temperature rose to a maximum of 7O 0 C. No water was removed. The product was precipitated by pouring the reaction mixture into about 500 ml of dilute hydrochloric acid and separated by filtration.

Das Produkt, Poly-(2,6-dimethyl-l,4-phenyl)-äther, kennzeichnet sich durch wiederkehrende Struktureinheiten der FormelThe product, poly (2,6-dimethyl-1,4-phenyl) -ether, is characterized by repeating structural units the formula

Es wurde in praktisch quantitativer Ausbeute erhalten.It was obtained in a practically quantitative yield.

Das Molekulargewicht des Produktes lag nach dem Lichtstreuverfahren im Bereich von 300000 bis 70000Ü, und es schmolz bei 3000C nicht. Das durch Ausfällen erhaltene Pulver ließ sich formpressen, kalandern oder bei Drücken von 140 kg/cm2 bei 2400C zu einem einheitlichen Stück strangpressen. Aus 10%igen Lösungen des Polymeren in jedem der folgenden Lösungsmittel, 1. Benzol, 2. Toluol, 3. Xylol, 4. Tetrahydrofuran, 5. Pyridin, ließen sich durch Aufstreichen auf eine Glasfläche und Abziehen nach dem Verdampfen des Lösungsmittels zähe Filme herstellen. Diese Filme wurden durch Strecken und Kaltziehen orientiert. Durch Strangpressen einer gesättigten LöThe molecular weight of the product was for the light scattering method in the range of 300,000 to 70000Ü and it did not melt at 300 0 C. The powder obtained by precipitation could be compression molding, calendering or extrusion into a unitary piece at pressures of 140 kg / cm 2 at 240 0 C. From 10% strength solutions of the polymer in each of the following solvents, 1. benzene, 2. toluene, 3. xylene, 4. tetrahydrofuran, 5. pyridine, tough films could be produced by brushing on a glass surface and peeling off after the solvent had evaporated . These films were oriented by stretching and cold drawing. By extruding a saturated lo

sung des Polymeren in Xylol .in Luft wurden Fasern sätzlichen geeigneten Lösungsmittel ist. Der Sauerstoff 50 hergestellt. Diese ließen sich ebenfalls durch StreckenSolution of the polymer in xylene. In air, fibers were additional suitable solvents. The oxygen 50 is made. This could also be done by stretching

wird so lange in die Reaktionsmischung eingeleitet, bis keine Wärme mehr entwickelt wird. Die Temperatur steigt zuerst an und beginnt dann zu fallen, bis die Reaktion vollständig ist. Ist das Reaktionsprodukt in der Reaktionsmischung entweder löslich oder teilweise löslich, so wird letztere zu etwa dem 5fachen Volumen eines Nichtlösungsmittels für das Polymere zugegeben. Soweit in dem Nichtlösungsmittel verdünnte Salzsäure anwesend ist, verwendet man genügend Säure, um alles in der Reaktionsmischung vorhandene Amin zu neutralisieren. Wenn wäßrige Salzsäure das Nichtlösungsmittel darstellt, so ist sie etwa anormal, obwohl stärker verdünnte oder konzentrierte Lösungen auch verwendet werden kön- und Kaltziehen orientieren.is introduced into the reaction mixture until no more heat is developed. The temperature rises first and then begins to fall until the reaction is complete. Is the reaction product either soluble in the reaction mixture or partially soluble, the latter becomes about 5 times the volume of a nonsolvent for the Polymers added. So much for the nonsolvent When dilute hydrochloric acid is present, enough acid is used to neutralize any amine present in the reaction mixture. When If aqueous hydrochloric acid is the nonsolvent, it is somewhat abnormal, although more dilute or Concentrated solutions can also be used and cold-draw orientate.

B e i s ρ i e I 2B e i s ρ i e I 2

Wird an Stelle von Sauerstoff Luft verwendet, so verläuft die Reaktion langsamer, und die erhaltene Maximaltemperatur ist niedriger, da die Wärme durch den inerten Stickstoff abgeführt wird. Wenn z. B. Luft in eine gut gerührte Mischung von 5 g 2,6-Dimethylphenol, 1 g Kupfer(I)-chlorid und 125 ml Pyridin eingeleitet wird, so steigt die Temperatur innerhalb 14 Minuten von 30 auf 43" C und fällt danach während der nächsten 9 Minuten auf 36°C. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Reaktionsmischung in Methanol eingegossen und dann gründlich mit Me-If air is used instead of oxygen, the reaction proceeds more slowly and the one obtained The maximum temperature is lower because the heat is dissipated by the inert nitrogen. If z. B. Air into a well-stirred mixture of 5 g of 2,6-dimethylphenol, 1 g of copper (I) chloride and 125 ml of pyridine is initiated, the temperature rises from 30 to 43 ° C. within 14 minutes and then falls during the next 9 minutes to 36 ° C. After this time, the reaction mixture was in Poured in methanol and then thoroughly

nen. Das ausgefällte Reaktionsprodukt wird dann ab- 65 thanol gewaschen, welches eine ausreichende Menge filtriert. Soweit das Reaktionsprodukt in der Ursprung- I2molare Salzsäure enthält, um das Methanol sauer liehen Reaktionsmischung unlöslich ist, wird es durch zu halten. Die Ausbeute betrug 4,9 g gegen 4,92 g Filtrieren entfernt. nachderTheorie,Poly-(2,6-Dimethylphenyl-l,4)-äther,nen. The precipitated reaction product is then washed off, which is a sufficient amount filtered. As far as the original reaction product contains I2 molar hydrochloric acid, the methanol becomes acidic borrowed reaction mixture is insoluble, it will hold out. The yield was 4.9 g versus 4.92 g Filter removed. according to the theory, poly (2,6-dimethylphenyl-1,4) -ether,

der dieselbe sich wiederholende Einheit hat wie oben. Er hatte eine wahre Viskosität von 0,625.which has the same repeating unit as above. It had a true viscosity of 0.625.

Beispiel 3Example 3

Die wahre Viskosität und die physikalischen Eigenschaften lassen sich variieren, wenn man die in der Reaktionsmischung absorbierte Sauerstoffmenge regelt. Um die tatsächlich absorbierte Sauerstoffmenge zu messen, war es notwendig, ein geschlossenes System zu benutzen, das ein geeignetes Vorratsgefäß für den Sauerstoff und eine geeignete Nivelliervorrichtung, um das ganze System auf Atmosphärendruck zu halten, besitzt. Zwei Gasbüretten, die durch eine Reihe von Sperrhähnen mit einer Nivellierkugel verbunden waren, eine Sauerstoffquelle, ein Manometer und das Reaktionsgefäß lieferten ein geeignetes geschlossenes System, in dem die eine Gasbürette mit Sauerstoff wieder aufgeladen werden konnte, während der Sauerstoff aus der anderen Bürette dem Ansatz zugeführt wurde. Unter Verwendung dieses Systems wurden zwei Partien zu je 50 g 2,6-Dimethylphenol in Gegenwart von 1 g Kupfer(I)-chlorid und 500 ml Pyridin oxydiert. Das Phenol wurde nicht zugegeben, bevor die anderen Stoffe mit Sauerstoff gesättigt waren. Die Reaktionstemperatur wurde auf 3O0C gehalten, indem das Reaktionsgefäß in ein temperaturkonstantes Bad teilweise eingetaucht wurde. Nach 60 Minuten waren 102% der theoretischen Sauerstoffmenge absorbiert, die zur Oxydation allen Phenols zu Polyaryläther erforderlich ist. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen, um das Produkt auszufällen. Es wurde so lange mit verdünnter wäßriger Salzsäure ausgewaschen, bis kein Geruch nach Pyridin mehr festgestellt werden konnte, anschließend wurde mit Wasser gewaschen. Das Polymere wurde sechsmal in Aceton digeriert, gefolgt von Auflösen in Chloroform und Ausfällen in Methanol. Beide Partien wurden durch Auflösen in Chloroform vereint, gemischt und in Methanol ausgefällt. Dieses Produkt wird in Tabelle I als Produkt A angerührt. Produkt B wurde in der gleichen Weise wie Produkt A hergestellt, aber die Reaktion wurde im Falle der 1. Partie, die nur 40 g Phenol enthielt, 70 Minuten lang fortgesetzt und im Fall derThe true viscosity and physical properties can be varied by controlling the amount of oxygen absorbed in the reaction mixture. In order to measure the amount of oxygen actually absorbed, it was necessary to use a closed system with a suitable storage vessel for the oxygen and a suitable leveling device to keep the whole system at atmospheric pressure. Two gas burettes, which were connected to a leveling ball by a series of stopcocks, an oxygen source, a manometer and the reaction vessel provided a suitable closed system in which one gas burette could be recharged with oxygen while the oxygen from the other burette was added was fed. Using this system, two batches of 50 g each of 2,6-dimethylphenol were oxidized in the presence of 1 g of copper (I) chloride and 500 ml of pyridine. The phenol was not added until the other materials were saturated with oxygen. The reaction temperature was maintained at 3O 0 C by the reaction vessel was immersed in a constant temperature bath partially. After 60 minutes, 102% of the theoretical amount of oxygen required to oxidize all phenols to polyaryl ether had been absorbed. At this point the reaction mixture was poured into water to precipitate the product. It was washed out with dilute aqueous hydrochloric acid until no more odor of pyridine could be detected, then washed with water. The polymer was digested six times in acetone, followed by dissolving in chloroform and precipitating in methanol. Both lots were combined by dissolving in chloroform, mixed and precipitated in methanol. This product is mixed up as product A in Table I. Product B was prepared in the same way as product A, but the reaction was continued for 70 minutes in the case of the 1st batch, which contained only 40 g of phenol, and in the case of the

ίο 2. Partie, die 50 g Phenol enthielt, 90 Minuten lang. In beiden Fällen wurden 107% der theoretischen Sauerstoffmenge, die zur Oxydation der Phenole erforderlich ist, absorbiert. Produkt C stellt ein Polymeres dar, das nach einem Zweischrittverfahren hergestellt wurde. Das Verfahren war das gleiche wie bei Produkt A, nur wurden 2,5 g Kupfer(I)-chlorid verwendet. Nach 3,5 Minuten waren etwa 50% der theoretischen Sauerstoffmenge absorbiert worden. Durch Zugabe von so viel Salzsäure, daß die Lösung sauer wurdfi, wurde die Reaktion abgebrochen. Das Polymere wurde aus der wäßrigen Lösung mit Benzol extrahiert und mit 5%iger wäßriger Natronlauge gewaschen, um alles nicht umgesetzte Phenol zu entfernen. Die Benzollösung wurde mit Wasser gewaschen und mit einem Trockenmittel getrocknet. Das Benzol wurde abgezogen und ein sprödes Polymeres von niedrigem Molekulargewicht isoliert. 29 g dieses Polymeren von niederem Molekulargewicht wurden in 620 ml Pyridin, das 3,1 g Kupfer(I)-chlorid enthielt, aufgelöst und 1 Stunde nach demselben Verfahren wie im ersten Schritt oxydiert. Produkt C wurde aus der Reaktionsmasse nach demselben Verfahren wie Produkt A isoliert.ίο 2nd batch containing 50 g phenol for 90 minutes. In both cases 107% of the theoretical amount of oxygen was required for the oxidation of the phenols is absorbed. Product C is a polymer that is produced by a two-step process would. The procedure was the same as for product A, only 2.5 g of cuprous chloride was used. After 3.5 minutes, about 50% of the theoretical amount of oxygen had been absorbed. The reaction was stopped by adding so much hydrochloric acid that the solution became acidic. The Polymers were extracted from the aqueous solution with benzene and washed with 5% aqueous sodium hydroxide solution, to remove any unreacted phenol. The benzene solution was washed with water and dried with a desiccant. The benzene was withdrawn and a brittle polymer of low molecular weight isolated. 29 g of this low molecular weight polymer were dissolved in 620 ml of pyridine containing 3.1 g of copper (I) chloride and followed for 1 hour by the same procedure as oxidized in the first step. Product C was made from the reaction mass by the same procedure like product A isolated.

Die physikalischen und elektrischen Eigenschaften dieser drei Polymeren werden in Tabelle I verglichen.The physical and electrical properties of these three polymers are compared in Table I.

Tabelle I
Physikalische Eigenschaften von PoIy-(2,6-dimethyIphenylen-l,4)-äther
Table I.
Physical properties of poly (2,6-dimethylphenylene-1,4) ether

AA. BB. CC. Wahre Viskosität True viscosity 0,50
20 000
230 bis 250
1,07
1 099
0.50
20,000
230 to 250
1.07
1 099
0,97
45 000
250 bis 270
1,07
1 225
0.97
45,000
250 to 270
1.07
1 225
1,45
70 000
270 bis 290
1,06
1 064
1.45
70,000
270 to 290
1.06
1 064
Ungefähres Molgewicht
(nach osmotischem Druck)
Optimale Preßtemperatur, 0C
Dichte (gepreßter Film)
Approximate molecular weight
(after osmotic pressure)
Optimal pressing temperature, 0 C
Density (pressed film)
469469 875875 1 1131 113
Äußerste Zugfestigkeit (kg/cm2) bei
25°C
Ultimate tensile strength (kg / cm 2 ) at
25 ° C
203203 770770 1 0641 064
15O0C 150 0 C 357357 686686 175°C 175 ° C 7272 8181 6464 200°C 200 ° C 7171 133133 170170 Dehnung, %, bei
25°C -
Elongation, %, at
25 ° C -
5353 167167 230230
1500C 150 0 C 140140 200200 175°C 175 ° C 2,6
0,0006
! ■ H)18
2.6
0.0006
! ■ H) 18
2,60
0,0007
6 ■ 1017
2.60
0.0007
6 ■ 10 17
2,60
0,0008
1 ■Ί0»1
2.60
0.0008
1 ■ Ί0 » 1
200°C 200 ° C Elektrische Eigenschaften ,
Dielektrizitätskonstante 25° C
(60 Hz)
Electrical Properties ,
Dielectric constant 25 ° C
(60 Hz)
tang f> (60 Hz) , tang f> (60 Hz), Spezifischer Glcichstromwiderstand
(Ohm · cm)
Specific direct current resistance
(Ohm cm)

Fortsetzungcontinuation

Spezifischer WechselstromwiderstandSpecific alternating current resistance

(Ohm ■ cm) (Ohm ■ cm)

Dielektrizitätskonstante 175° CDielectric constant 175 ° C

(60 Hz) (60 Hz)

tang δ (60 Hz) tang δ (60 Hz)

Spezifischer GleichstromwiderstandSpecific DC resistance

(Ohm ■ cm) (Ohm ■ cm)

Spezifischer WechselstromwiderstandSpecific alternating current resistance

(Ohm · cm) (Ohm cm)

1 · 1013 1 · 10 13

2,60 0,00342.60 0.0034

9 · 1013 5 · 1012 9 · 10 13 5 · 10 12

Werden diese drei Polymeren einem gesättigten Dampf bei 150° C (4,7 Atm Druck) 3 Wochen lang ausgesetzt, so ist die wahre Viskosität die gleiche wie vor dem Test, woraus sich ergibt, daß die Polymeren der Hydrolyse nicht unterliegen. Diese Beständigkeit wird auch festgestellt, wenn die Polymeren 3 Wochen auf 175° C in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt werden. Ein Erhitzen auf diese Temperatur in Sauerstoff verursacht eine Vernetzung des Polymeren und eine gewisse Oxydation der Alkylseitenketten.Are these three polymers in a saturated steam at 150 ° C (4.7 atm pressure) for 3 weeks exposed, the true viscosity is the same as before the test, from which it is found that the polymers not subject to hydrolysis. This resistance is also determined after the polymers have been used for 3 weeks heated to 175 ° C in a nitrogen atmosphere. Heating to this temperature in oxygen causes crosslinking of the polymer and some oxidation of the alkyl side chains.

B e i s ρ i e 1 4B e i s ρ i e 1 4

Andere tertiäre Amine können sowohl als Teil des Katalysators wie als Lösungsmittel für die Reaktion verwendet werden. Das Verfahren vom Beispiel 1 wurde wiederholt, nur wurden Chinoline, N-Methylmorpholin, a-Picolin, 2,6-Lutidin, Tri-n-propylamin, Triäthylamin und Ν,Ν-Dimethylbenzylamin an Stelle von Pyridin verwendet. In jedem Fall änderte sich das Molekulargewicht und die Farbe des Endproduktes mit dem verwendeten Amin. Die am hellsten gefärbten Produkte wurden mit den monoarylcyclischen Aminen, ζ. B. Pyridin, α-Picolin und 2,6-Lutidin erhalten. Aliphatische Amine sind schlechte Lösungsmittel für die Reaktion, und daher sind die bei ihrer Verwendung erhaltenen Produkte niedriger als bei anderen Aminen.Other tertiary amines can be used both as part of the catalyst and as solvents for the reaction be used. The procedure of Example 1 was repeated, only quinolines, N-methylmorpholine, a-picoline, 2,6-lutidine, tri-n-propylamine, triethylamine and Ν, Ν-dimethylbenzylamine in place used by pyridine. In each case the molecular weight and color of the final product changed with the amine used. The lightest colored products were with the monoarylcyclic Amines, ζ. B. pyridine, α-picoline and 2,6-lutidine. Aliphatic amines are poor solvents for the reaction, and so they are in theirs Use obtained products lower than with other amines.

4545

5555

Beispiel 5Example 5

Das Reaktionsprodukt läßt sich aus der Reaktionsmischung vom Beispiel 1 außer der dort verwendeten verdünnten Salzsäure auch mit anderen Mitteln ausfallen. Das Verfahren vom Beispiel 1 wurde wiederholt, nur wurden jeweils Methanol, Äthanol, Isopropanol und Aceton als Fällungsmittel an Stelle der verdünnten Salzsäure verwendet. In jedem Fall wurde das Produkt genau so schnell ausgefällt und genau so leicht abfiltriert wie das Produkt vom Beispiel 1. Das spezielle Ausfällmittel hatte keinen merkbaren Einfluß auf die physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Produktes. Obwohl es nicht nötig ist, ist es normalerweise wünschenswert, genügend 12normale wäßrige Salzsäure zum Ausfällen zuzusetzen, um das Amin zu neutralisieren und das Kupfer(I)-salz zu inaktivieren. Dieser Schritt unterstützt die Bildung eines reineren Produktes.The reaction product can be derived from the reaction mixture from Example 1 except for that used there Dilute hydrochloric acid can also be precipitated by other means. The procedure of Example 1 was repeated, only methanol, ethanol, isopropanol and acetone were used as precipitants instead of the diluted hydrochloric acid is used. In either case, the product failed just as quickly and exactly like that easily filtered off like the product from Example 1. The special precipitating agents had no noticeable influence on the physical or chemical properties of the product. Although not necessary, it is usually desirable to have enough normal add aqueous hydrochloric acid for precipitation in order to neutralize the amine and the copper (I) salt to inactivate. This step aids in the formation of a cleaner product.

Beispiel 6Example 6

Pyridin kann mit anderen Lösungsmitteln zur Herstellung eines Polymeren kombiniert werden. Die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zeigen, daß das Molekulargewicht des gebildeten Polymeren von dem 2 · 1013 Pyridine can be combined with other solvents to make a polymer. The results shown in Table 11 show that the molecular weight of the polymer formed is from the 2 x 10 13

2,55
0,002
2.55
0.002

2 · 1013
4 · 1012
2 · 10 13
4 · 10 12

1 · 1013 1 · 10 13

2,60 .
0,002
2.60.
0.002

9 · 1014
5 · 1012
9 · 10 14
5 · 10 12

speziell verwendeten Lösungsmittelsystem abhängt. Propanol stellt für die Ausgangsstoffe ein Lösungsmittel dar, aber nicht für die Reaktionsprodukte. Das Molekulargewicht ist dem Erweichungspunkt und der wahren Viskosität des Polymeren direkt proportional. depends on the specific solvent system used. Propanol is a solvent for the starting materials but not for the reaction products. The molecular weight is the softening point and directly proportional to the true viscosity of the polymer.

In Reaktionsmischungen, die 10 Teile 2,6-Dimethylphenol, 1 Teil Cu2Cl2 und die angegebenen Mengen Pyridin und n-Propanol enthielten, wurde etwa 10 Minuten Sauerstoff eingeleitet. Während der Reaktionsdauer stieg die Temperatur der Lösungen von 30° C zu Höchstwerten im Bereich von 60 bis 70° C. Während der Reaktion, bei der etwas Niederschlag gebildet wurde, wurde kein Wasser entfernt. Die Reaktionsprodukte wurden durch Eingießen in salzsäurehaltigen Äthanol vollständig ausgefällt und durch Filtrieren abgetrennt. Die Produkte besaßen dieselbe wiederkehrende Struktureinheit wie im Beispiel 1, aber das Molekulargewicht fiel mit steigenden Propanolmengen, wie die Ergebnisse von Tabelle II zeigen.Oxygen was passed in for about 10 minutes into reaction mixtures which contained 10 parts of 2,6-dimethylphenol, 1 part of Cu 2 Cl 2 and the stated amounts of pyridine and n-propanol. During the reaction period the temperature of the solutions rose from 30 ° C to maximum values in the range 60 to 70 ° C. No water was removed during the reaction, in which some precipitate was formed. The reaction products were completely precipitated by pouring into ethanol containing hydrochloric acid and separated off by filtration. The products had the same repeating unit as in Example 1, but the molecular weight decreased with increasing amounts of propanol, as the results of Table II show.

Die wahre Viskosität wird durch Auflösen des PoIyaryläthers in einem geeigneten Lösungsmittel und Messen der relativen Viskositäten über einen bestimmten Konzentrationsbereich bestimmt. Wenn ein geeignetes Lösungsmittel verwendet wurde, so ergibt ein Auftragen der Viskosität-Konzentrationswerte eine Gerade. Durch Extrapolation dieser Linie auf die Konzentration erhält man den Wert der wahren Viskosität.The true viscosity is determined by dissolving the polyaryl ether in a suitable solvent and measuring the relative viscosities over a certain one Concentration range determined. If a suitable solvent has been used, it gives a straight line plotting the viscosity-concentration values. By extrapolating this line the value of the true viscosity is obtained from the concentration.

Tabelle IITable II

Gewichtsteile
benutztes Lösungsmittel
Parts by weight
solvent used
n-Propanoln-propanol Erweichungs
punkt
Softening
Point
Wahre
Viskosität
Real
viscosity
PyridinPyridine 93,893.8 des Produktsof the product 6,26.2 87,887.8 219°C219 ° C 0,210.21 12,212.2 54,554.5 235°C235 ° C 0,230.23 45,545.5 schmilztmelts 0,640.64 bei 3000Cat 300 0 C nichtnot

Beispiel 7Example 7

Nicht nur das Verhältnis von Lösungsmittel zu Pyridin beeinflußt das Molekulargewicht, sondern auch die spezielle Lösungsmittelkatalysatorkonzentration und die Reaktionsdauer. Tabelle III zeigt die Ergebnisse, die mit verschiedenen Lösungsmitteln wie auch mit verschiedenen Aminen erhalten wurden. In allen Fällen war das oxydierte Phenol 2,6-Dimethylphenol. Molecular weight is not only influenced by the ratio of solvent to pyridine, but also the specific solvent catalyst concentration and the reaction time. Table III shows the Results obtained with different solvents as well as with different amines. In in all cases the oxidized phenol was 2,6-dimethylphenol.

109 622 339109 622 339

CuClCuCl 11 1717th Py rid inPyride in 1 420 4851 420 485 Toluoltoluene Temperatur "C
Anf.-Max.
Temperature "C
Start-max.
7070 1818th II. Wahre
Viskosität
Real
viscosity
(g)(G) '(300)'(300) 22 11 AminAmine PyridinPyridine Tabelle IIITable III o-Dichlorbenzolo-dichlorobenzene 5050 7373 Reaktionszeitreaction time 0,900.90 PhcnoPhcno (ml)(ml) (50)(50) Lösungsmittelsolvent (50)(50) (Minuten)(Minutes) (g)(G) 11 11 PyridinPyridine (ml)(ml) /f-Methoxyäthanol/ f-methoxyethanol 3030th 7575 etwa 10about 10 0,870.87 5050 (50)(50) (50)(50) 11 11 PyridinPyridine t-Amylalkoholt-amyl alcohol 3030th 7272 55 0,670.67 1010 (50)(50) (50)(50) 11 PyridinPyridine /ί-Acetoxyäthanol/ ί-acetoxyethanol 3030th 7474 44th 0,970.97 1010 (50)(50) (50)(50) II. PyridinPyridine BenzonitrilBenzonitrile 3030th 8080 55 0,430.43 1010 (50)(50) (50)(50) 11 PyridinPyridine DimethylformamidDimethylformamide 3030th 4444 1212th 0,480.48 1010 (20)(20) (120)(120) 11 TriäthylaminTriethylamine ß-Phenoxyäthanolß-phenoxyethanol 3030th 5050 44th 0,490.49 1010 (100)(100) (100)(100) 11 DimethylstearylaminDimethylstearylamine DichlorbenzolDichlorobenzene 3636 3939 4,54.5 0,350.35 1010 (0,1)(0.1) (100)(100) 0,10.1 DimethylstearylaminDimethylstearylamine DichlorbenzolDichlorobenzene 2424 3737 2727 0,120.12 55 (1,0) ' ·(1,0) ' (100) + 10 ml(100) + 10 ml 0,10.1 DimethylsulfoxydDimethyl sulfoxide 2626th 4141 0,780.78 55 Dimeth} istearylaminDimeth} istearylamine o-Dichlorbenzolo-dichlorobenzene 4040 (D(D (100)(100) 240240 55 0,10.1 t-Amylalkoholt-amyl alcohol 2626th 0,440.44 (10)(10) DimethylstearylaminDimethylstearylamine TetrachloräthylenTetrachlorethylene 3838 104104 55 (D(D (100)(100) 0,10.1 t-Amylalkoholt-amyl alcohol 2525th 0,360.36 DimethylstearylaminDimethylstearylamine XylolXylene 5050 (1)(1) (100)(100) 142142 55 0,10.1 t-Amylalkoholt-amyl alcohol 2525th 0,470.47 (10)(10) PyridinPyridine t-Amylalkoholt-amyl alcohol 6262 158158 55 (50)(50) (80)(80) 11 PyridinPyridine t-Amylalkoholt-amyl alcohol 2626th 6161 0,750.75 (30)(30) (50)(50) 11 DimethylsulfoxydDimethyl sulfoxide 2626th 77th 0,520.52 1010 (50)(50) DimethylbenzylaminDimethylbenzylamine NitrobenzolNitrobenzene 5050 77th 1010 (30)(30) (100)(100) TributylaminTributylamine NitrobenzolNitrobenzene 3131 4848 0,590.59 (30)(30) (100)(100) PyridinPyridine t-Amylalkoholt-amyl alcohol 3232 6666 3232 0,360.36 55 (50)(50) (80)(80) PyridinPyridine CH2CI2 CH 2 CI 2 2727 5151 3131 0,690.69 55 (75)(75) (50)(50) 3131 88th 0,880.88 1010 2727 55

Beispiel 8Example 8

Dieses Beispiel zeigt, daß sich Polymere von verschiedenem Molekulargewicht auf Grund der Löslichkeit des speziellen Polymeren im System trennen lassen.This example shows that polymers of different molecular weights differ based on solubility of the special polymer in the system.

Das Verfahren vom Beispiel 6 wurde mit dem größten Verhältnis von Propanol zu Pyridin wiederholt, nur wurde der Anteil des Polymeren, der während der Reaktion ausfiel, abfiltriert (Niederschlag I). DaraufThe procedure of Example 6 was repeated with the highest ratio of propanol to pyridine, only the portion of the polymer which precipitated out during the reaction was filtered off (precipitate I). Thereon

wurde die Mutterlösung wie im Beispiel 6 in verdünnte Salzsäure eingegossen und der Niederschlag abgetrennt (Niederschlag N). Die vom Niederschlag II abgetrennte Muttcrlösung ließ man über Nacht stehen und filtrierte den ausgefallenen Niederschlag ab. Niederschlag I besaß einen Erweichungspunkt von 2000C, Niederschlag II von l45"CundNiederschlagIII von 120" C.the mother solution was poured into dilute hydrochloric acid as in Example 6 and the precipitate was separated off (precipitate N). The mother solution separated from the precipitate II was left to stand overnight and the precipitate which had separated out was filtered off. Precipitation I had a softening point of 200 0 C, precipitation of l45 II "CundNiederschlagIII of 120" C.

Beispiel 9Example 9

Wurde das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren unter Verwendung anderer 2,6- oder 2,4-substitu-Was the procedure described in Example 1 using other 2,6- or 2,4-substituted

Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.The results are summarized in Table IV.

ierter Phenole, anderer Kupfer(I)-salze oder anderer tertiärer Amine wiederholt, so wurden dem Ausgangsphenol entsprechende Polyphenylenäther erhalten. ated phenols, other copper (I) salts or others repeated tertiary amines, polyphenylene ethers corresponding to the starting phenol were obtained.

Tabelle IVTable IV

Oxydiertes Ausgangsmaterial
(g)
Oxidized starting material
(G)
Kupfer(l)-salz
<g)
Copper (l) salt
<g)
Pyridin
(ml)
Pyridine
(ml)
Temperatur "C
Anf.-Max.
Temperature "C
Start-max.
7575 4040 Reaktionsdauer
(Minuten)
Reaction time
(Minutes)
Wahre ViskositiiTrue viscosity
2,6-Dimethylphenol2,6-dimethylphenol Cu2SO3 Cu 2 SO 3 100100 9090 3030th 0,250.25 (10)(10) (1)(1) 8585 6464 2,6-Dimethylphenol2,6-dimethylphenol CuOHCuOH 125125 3030th 100100 0,190.19 (10)(10) (1,6)
O
Il
(1.6)
O
Il
5959 6464
2,6-Dimethylphenol2,6-dimethylphenol Il
CuOCCH3
Il
CuOCCH 3
100100 3030th 88th 0,350.35
(10)(10) (1,2)(1.2) 4141 2,6-Dimethylphenol2,6-dimethylphenol CuClO4 CuClO 4 100100 3030th 1212th - (1,6)(1.6) 5656 2,6-Dimethylphenol2,6-dimethylphenol CuBRCuBR 125125 3030th 8181 0,910.91 (10)(10) (2)(2) 5656 2,6-Dimethylphenol2,6-dimethylphenol CuN3*)CuN 3 *) 150150 3030th 77th 1,131.13 (5)(5) (D(D 5656 2-Methyl-6-äthylphenol2-methyl-6-ethylphenol CuClCuCl 100100 3030th 88th 0,290.29 (5)(5) (1)(1) 42 .42. 2,6-Diäthylphenol2,6-diethylphenol CuClCuCl 100100 3030th 88th - (5)(5) (D(D erhitzt auf 90° Cheated to 90 ° C 2-Methyl-6-isopropylphenol2-methyl-6-isopropylphenol CuClCuCl 100100 2727 2020th 0,240.24 (5)(5) (D(D erhitzt auf 800Cheated to 80 ° C. 2-Chlor-6-phenylphenol2-chloro-6-phenylphenol CuClCuCl 4040 153153 - (10)(10) (D(D 2929 2-Chlor-6-methylphenol2-chloro-6-methylphenol CuClCuCl 125125 3131 - (5)(5) (D(D 2525th 2-Methyl-6-methoxyphenol2-methyl-6-methoxyphenol CuClCuCl 130130 1212th 0,270.27 (3)(3) (1)(1) umaround 2-Allyl-6-methylphenol2-allyl-6-methylphenol CuClCuCl 125125 gebendgiving 1212th - (5)(5) (D(D 2,4-Dimethylphenol2,4-dimethylphenol CuClCuCl 100100 99 - (10)(10) (D(D

*) Die Menge wurde auf Grund des Ausgangsmaterials berechnet. Die Verbindung kann nicht isoliert werden, da sie im trockenen Zustand explosiv ist.*) The amount was calculated on the basis of the raw material. The connection cannot be isolated because it is dry is explosive.

Die ersten sechs Phenole bilden Poly-(2,6-dimethyl- 50 thylphenyl-l,6)-äther. Letztere Verbindung hätte folphenyl-l,4)-äther mit folgender sich wiederholender gende sich wiederholende Einheit:
Einheit:
The first six phenols form poly (2,6-dimethyl-50thylphenyl-1,6) -ether. The latter compound would have folphenyl-1,4) -ether with the following repeating unit:
Unit:

O-O-

CH3 CH 3

CH3 CH 3

während die anderen Phenole je nach dem bilden: Poly-2-(methyl-6-äthylphenyI-l,4)-äthcr, Poly-2,6-diäthylphenyl-l,4)-äther, Poly-(2-methyl-6-isopropylpheny I -1,4) - äther. Poly - (2 - chlor - 6 - phenylphenyll,4)-äther, Poly-(2-chlor-6-methylphenyl-l,4)-äthcr, Poly-(2-methyl-6-methoxyphenyl-l,4)-äthcr, PoIy-(2-allyl-6-methylphenyl-l,4)-äther und Poly-(2,4-dime-while the other phenols depending on the form: poly-2- (methyl-6-ethylphenyl-1,4) -ether, poly-2,6-diethylphenyl-1,4) -ether, Poly (2-methyl-6-isopropylpheny I -1,4) ether. Poly (2 - chloro - 6 - phenylphenyl, 4) ether, Poly (2-chloro-6-methylphenyl-1,4) ether, poly (2-methyl-6-methoxyphenyl-1,4) ether, poly (2-allyl-6-methylphenyl-1,4 )-ether and poly (2,4-dimen-

während die anderen Stoffe alle sich wiederholende Einheiten haben, ähnlich wie Poly-(2,6-dimethylphenyl-l,4)-äther, deren Substituenten jedoch dem Namen entsprechen.while the other substances all have repeating units, similar to poly (2,6-dimethylphenyl-1,4) -ether, however, their substituents correspond to the name.

In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, einen Polyphenylenäther mit bestimmter Farbe herzustellen. Dies kann durch Zusatz von Chinonen oder Hydrochinonen zur Reaktionsmischung vor der Oxy-In some cases it may be desirable to produce a polyphenylene ether with a specific color. This can be done by adding quinones or hydroquinones to the reaction mixture before the oxy-

dation erfolgen, wodurch ein Produkt entsteht, das eine eingebaute Farbe hat, die durch Lösungsmittel nicht entfernt werden kann. Diese Farbreaktion kann so modifiziert werden, daß man verschiedene Schattierungen erhält oder sie völlig verhindert. Genauso wie Phenole mit großen voluminösen Gruppen in der Orthostellung des Ringes keinen Polyphenylenätherdation, creating a product that has a built-in color that is made by solvents cannot be removed. This color reaction can be modified to give different shades receives or prevents it entirely. Just like phenols with large voluminous groups in the The ortho position of the ring does not contain polyphenylene ether

bilden können, so können auch Chinone und Hydrochinonc, die große voluminöse Substituenten am Ring tragen, keine gefärbten Produkte bilden. Chinone und Hydrochinone, bei denen alle Ringstellungen substituiert sind, können ebenfalls keine gefärbten Verbindungen bilden, wenn derSubstituent nicht Halogen ist.can form, so can quinones and hydroquinone, that carry large, voluminous substituents on the ring, do not form colored products. Quinones and Hydroquinones in which all ring positions are substituted can also not contain colored compounds when the substituent is not halogen.

Beispiel 10Example 10

Die folgenden Beispiele erläutern die Möglichkeiten lierung des Reaktionsproduktes. In manchen FällenThe following examples explain the possibilities of the reaction product. In some cases

der Darstellung von Polyphenylenäthern aus Phe- mußte die Reaktion zu ihrer Einleitung erhitzt werden,the preparation of polyphenylene ethers from Phe- the reaction had to be heated to initiate it,

nolen, die mehr als eine reaktionsfähige Stellung In Fällen, in denen ein festes Modifizierungsmittelnolen that have more than one reactive position in cases where a solid modifier

haben. Das allgemeine Verfahren war wie im Bei- zugegen war, wurde dieses vor der Ausfällung desto have. The general procedure was as was enclosed, this was done prior to the precipitation of the

spiel 1 in bezug auf die Herstellung der Reaktions- 15 Polyphenylenäthers aus der Lösung abfiltriert. DieGame 1 with respect to the preparation of the reaction 15 polyphenylene ethers filtered out of the solution. the

mischung das Einleiten von Sauerstoff und die Iso- Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengefaßt.Mixture, the introduction of oxygen and the ISO results are summarized in Table V.

CuClCuCl AminAmine Tabelle VTable V ModifizicrmittclModification means TcmpciTcmpci atur Cature C Dauerlength of time Wahre
Viskosität
Real
viscosity
Phenolphenol (μ)(μ) (P)(P) Lösungsmittelsolvent SlarlSlarl Max.Max. (Ρ)(Ρ) II. 2-Benzylpyridin2-benzyl pyridine (ml)(ml) 0,1 g0.1 g 3030th 4545 9191 0,10.1 GuiacolGuiacol (5,2)(5.2) TrichlorethylenTrichlorethylene PikrinsäurePicric acid (10) ,(10), II. 2-Methyl-2-methyl (40)(40) 0,1 g0.1 g 7070 - 310310 0,20.2 Phenolphenol 6-undecylpyridin6-undecyl pyridine s-Tetrachloräthans-tetrachloroethane PikrinsäurePicric acid (75)(75) (5)(5) (150)(150) 11 2-(5-Nonyl)-2- (5-nonyl) - - 2626th 5050 180180 0,390.39 0-Kresol0 cresol pyridinpyridine NitrobenzolNitrobenzene (5)(5) (6,2)(6.2) (100)(100) t-Amylaikoholt-amyla alcohol 11 2-Benzylpyridin2-benzyl pyridine (10)(10) - 150150 - 155155 0,110.11 o-Phcnylphcnolo-phenylphenol (5,1)(5.1) NitrobenzölNitrobenzene (K))(K)) 11 s-Collidins-collidine (125)(125) - 9191 - 111111 0,060.06 m-Phenyl-m-phenyl (25 ml)(25 ml) TetrachloräthanTetrachloroethane phcnolphcnol (250)(250) (50)(50) 11 2-Amylpyridin2-amyl pyridine 4,2 MgSO4 4.2 MgSO 4 2929 4747 8686 0,260.26 o-K resolo-K resol (3)(3) TetrachloräthanTetrachloroethane (anh)(anh) (75)(75) 11 2-Amylpyridin2-amyl pyridine (15)(15) 4,29 MgSO4 4.29 MgSO 4 2929 4646 107107 0,420.42 o-Kresolo-cresol (3>(3> TetrachloräthanTetrachloroethane + ig+ ig (75)(75) (125)(125) 5% Platin5% platinum auf Kohlenon coals stoffmaterial II. 2-(5-Nonyl)-pyridin2- (5-nonyl) pyridine 5% Pt auf5% Pt 2828 3232 12401240 0,420.42 o-Kresolo-cresol (6,2)(6.2) TetrachloräthanTetrachloroethane Kohlenstoffcarbon (5)(5) (125)(125) (D(D II. 2-Amylpyridin2-amyl pyridine 5% Pt auf5% Pt 3030th 5050 8383 0,480.48 o-Kresolo-cresol (3)(3) TetrachloräthanTetrachloroethane Kohlenstoffcarbon (7,5)(7.5) (125)(125) (D(D 22 2-Äthylpyridin2-ethyl pyridine 3030th 9898 99 0,140.14 o-Kresolo-cresol 100 ml100 ml - (15)(15) 33 2-(5-Nonyl)-2- (5-nonyl) - - 5050 - 9494 0,30.3 o-Kresolo-cresol pyridinpyridine PhenylcellosolvPhenylcellosolv (15)(15) (18.5)(18.5) (70)(70) BenzonitrilBenzonitrile II. 2-Amylpyridin2-amyl pyridine (30)(30) 5% Pt auf5% Pt 5050 - 145145 0,240.24 o-Chlorphcnolo-chlorophenol (3)(3) TetrachloräthanTetrachloroethane Kohlenstoffcarbon (15)(15) (125)(125) (D(D PhenylcellosolvPhenylcellosolv II. 2-Amylpyridin2-amyl pyridine (65)(65) 5 ml (2% Iso-5 ml (2% iso- 9595 135135 0,250.25 o-Chlorphcnolo-chlorophenol (3)(3) TetrachloräthanTetrachloroethane propyl-propyl (15)(15) (125)(125) vanadat invanadate in Isopropa-Isopropyl PhcnylcellosolvPhcnylcellosolv nol)nol) (65)(65)

CuClCuCl
(g)(G)
2323 AminAmine
(g)(G)
1 420 4851 420 485 rr Modifiziermittel'Modifier ' 2424 // 9898 atur 'Cnature 'C
Max.Max.
Dauerlength of time WahreReal
Viskositätviscosity
11 2-Amylpyridin2-amyl pyridine 4,2 g MgSO4 4.2 g MgSO 4 4040 114114 0,440.44 (3)(3) Fortsetzungcontinuation + ig+ ig Tem|ieiTem | iei
Startbegin
Phenolphenol
(g)(G)
Lösungsmittelsolvent
(ml)(ml)
5% Palla5% palla 2929
o-Kresolo-cresol s-Tetrachloräthans-tetrachloroethane dium aufdium on 9090 (75)(75) (125)(125) Kohlenstoffcarbon 11 2-Amylpyridin2-amyl pyridine - - 6060 0,120.12 (3)(3) o-Chlorphenolo-chlorophenol TetrachloräthanTetrachloroethane (15)(15) 33 2-(5-Nonyl)-2- (5-nonyl) - (125)(125) - - 137137 0,210.21 pyridinpyridine PhenylcellosolvPhenylcellosolv (18,5)(18.5) (65)(65) o-Chlorphenolo-chlorophenol PhenylcellosolvPhenylcellosolv (15)(15) (70)(70) BenzonitrilBenzonitrile (30)(30)

Das Reaktionsprodukt aus Guiacol (o-Methoxyphenol) war Poly-(2-methoxyphenyl-l,4)-äther, aus Phenol = Polyphenyl-1,4-äther, aus o-Kresol = PoIy-(2-methylphenyl-l,4)-äther, aus o-Phenylphenol = Poly-(2-phenyIphenyl-l,4)-äther, aus m-Phenylphenol = Poly-(3-phenylphenyl-l,4)-äther und aus ο - Chlorphenol - poly - (2 - chlorphenyl -1,4) - äther. Alle diese Stoffe bestehen aus wiederkehrenden Einheiten derselben allgemeinen Struktur:The reaction product from Guiacol (o-methoxyphenol) was poly (2-methoxyphenyl-1,4) ether, from Phenol = polyphenyl-1,4-ether, from o-cresol = poly- (2-methylphenyl-1,4) -ether, from o-phenylphenol = poly (2-phenylphenyl-1,4) ether, from m-phenylphenol = Poly (3-phenylphenyl-1,4) -ether and from ο - chlorophenol - poly - (2 - chlorophenyl -1,4) - ether. All these substances consist of recurring units with the same general structure:

worin die Zahlen die Stellung der Substituenten angeben.in which the numbers indicate the position of the substituents.

Wie bereits erwähnt, ist die wahre Viskosität ein Maß für das Molekulargewicht. Sie liefert jedoch eher relative wie spezifische Meßwerte. In1 Tabelle VI werden einige der gemessenen Verhältnisse angegeben:As mentioned earlier, true viscosity is a measure of molecular weight. However, it provides more relative as well as specific measured values. In 1 Table VI some of the ratios measured are given:

Tabelle VITable VI PolyarylätherPolyaryl ether Wahre ViskositätTrue viscosity

Molekulargewicht nach osmotischemMolecular weight according to osmotic

Druck (Chloroform -.25'C)pressure (Chloroform -.25'C)

LichtstreuungLight scattering

Poly-(2,6-dimethyl-l,4-phenyl)-äther
Poly-(2-methyI-l,4-phenyl)-äther ...
PoIy-(1,4-phenyl)-äther ....
Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenyl) ether
Poly (2-methyl-1,4-phenyl) -ether ...
Poly (1,4-phenyl) ether ....

Poly-(2-phenyl-l,4-phenyl)-äther
Poly-(2-chlor-l,4-phenyl)-äther .. 0,185
2,04
Poly (2-phenyl-1,4-phenyl) ether
Poly (2-chloro-1,4-phenyl) ether 0.185
2.04

0,190.19

0,450.45

0,200.20

0,1150.115

0,0950.095

0,0850.085

0,0700.070

0,150.15

0,240.24

16 500
165 000
44 000
63 000
80 000
58 000
41 000
28 000
18 500
47 700
82 000
16 500
165,000
44,000
63,000
80,000
58,000
41,000
28,000
18 500
47 700
82,000

114000114000

678 000678,000

382 000382,000

2 150 0002,150,000

6 100 0006,100,000

710000710000

66 000 1 220 000 5 400 00066,000 1,220,000 5,400,000

Auf Grund ihrer ausgezeichneten physikalischen mechanischen, chemischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften gibt es für die Polymeren dieser Erfindung viele und unterschiedliche Verwendungsarten. So können sie z. B. in Preßpulverzusammensetzungen verwendet werden, und zwar entweder alleine oder mit verschiedenen Füllstoffen gemischt, wie Sägemehl, Diatomeenerde, Ruß oder Kieselsäure, zur Herstellung von Preßteilen, wie Stirnräder-, Schrägverzahnungs-, Schnecken- oder Kegelradgetriebe, Sperrvorrichtungen, Lager, Nokken, Stoßteile, Dichtungsringe, Ventilsitze für Hochdrucköl- und Gassysteme oder andere fließfähige Chemikalien, die gegen Chemikalien beständig sein müssen. Man kann sie zur Herstellung von gepreßten, kalanderten oder stranggepreßten Gegenständen, Filmen, überzügen, Fäden, Fasern und Bändern verwenden. Sie besitzen einen „großen An wendungsbereich als Platten, Stäbe oder Bänder und sind auch für elektrischeZwecke brauchbar, wie als Kabelklemmen, Klemmblöcke, Unterlagen für elektrische Stromkreise oder als Bestandteile dynamoelektrischer Maschinen, die bei hohen Temperaturen arbeiten.Because of their excellent physical, mechanical, chemical, electrical and thermal Properties There are many and varied uses for the polymers of this invention. So you can z. B. can be used in powder molding compositions, either alone or with various fillers mixed, such as sawdust, diatomaceous earth, carbon black or silica, for the production of pressed parts, such as Spur gears, helical gears, worm or bevel gears, locking devices, bearings, cams, Butt parts, sealing rings, valve seats for high pressure oil and gas systems or other flowable Chemicals that must be resistant to chemicals. They can be used for the production of pressed, calendered or extruded articles, films, coatings, threads, fibers and tapes use. They have a “large area of application as plates, rods or strips and are can also be used for electrical purposes, such as cable clamps, terminal blocks, pads for electrical purposes Circuits or as components of dynamo-electric machines that work at high temperatures.

Durch geeignete Mittel, wie Lösen oder Suspendieren in einem geeigneten Lösungsmittel und nachfolgendem Aufbringen auf eine Oberfläche, von der das Polymere nach der Verdampfung des Lösungsmittels entfernt wird, durch Kalandern oder Strangpressen, lassen sich Filme aus diesen Stoffen herstellen. Diese Filme (orientiert oder nicht) lassen sich verwenden als Futter für Metall und Kunststoffe, Behälter, Abdeckungen, Verschlüsse, elektrische Isolierbänder,By suitable means such as dissolving or suspending in a suitable solvent and the following Applying to a surface from which the polymer is after evaporation of the solvent removed, by calendering or extrusion, films can be made from these materials. This Films (oriented or not) can be used as linings for metal and plastics, containers, Covers, closures, electrical insulating tapes,

109622/339109622/339

Tonbänder, Rohr- und Drahtumwicklungen. Wo eine Oberfläche gewünscht wird, die die ausgezeichneten Eigenschaften der Polymeren besitzt, lassen diese sich auf jede geeignete Unterlage als Uberzugsmaterial in Form einer Lösung oder Suspension anwenden. Man kann sie als Einkapselmaterial, zur elektrischen Isolierung, z. B. als Drahtlack benutzen. Man kann sie als Schmelze, Lösung oder Suspension in ein Fällbad oder Verdampfungsmedium strangpressen. Die so hergestellten Fasern (orientiert oder nicht) lassen sich zu Geweben verarbeiten, die vielseitig verwendbar sind, z. B. als Filtertücher, bei denen hohe chemische und Wa'rmebeständigkeit gewünscht wird. Ihre hervorragenden elektrischen Eigenschaften machen Schichtstoffe aus diesem Material Tür elektrische Bauteile brauchbar, wie Schlitzkeile im Anker eines Elektromotors, Unterlagen für gedruckte Stromkreise, Schalttafeln für elektrische Geräte, Radio- und Fernsehapparate, kleine gestanzte elektrische Teile, Transformatorendplatten, Abstandsteile für Transformatorendplatten oder Abstandsteile für Transformatorspulen. Die Polymeren können auch mit verschiedenen Füllstoffen oder Modifiziermitteln gemischt werden, wie Farbstoffen, Pigmenten, Stabilisatoren und Weichmachern. Tapes, pipe and wire wraps. Where a surface is desired that is excellent If the polymer possesses properties, these can be applied to any suitable substrate as a coating material apply in the form of a solution or suspension. They can be used as an encapsulation material, for electrical purposes Insulation, e.g. B. use as wire enamel. They can be put in a precipitation bath as a melt, solution or suspension or extrusion of the evaporation medium. Leave the fibers so produced (oriented or not) process into fabrics that can be used in many ways, e.g. B. as filter cloths where high chemical and heat resistance is desired. Make their excellent electrical properties Laminates made from this material can be used for electrical components, such as slot wedges in the armature of a door Electric motor, documents for printed circuits, switchboards for electrical devices, radio and television sets, small stamped electrical parts, transformer end plates, spacers for transformer end plates or spacers for transformer coils. The polymers can also be made with different Fillers or modifiers are mixed, such as dyes, pigments, stabilizers and plasticizers.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von'Polyphenylenoxyden, dadurch ge kennzeichnet, daß man einen aus einem tertiären Amin und einem darin löslichen Kupfer(I)-salz hergestellten Kupferaminkomplex in Gegenwart von Sauerstoff, bei1. Process for the production of 'polyphenylene oxides, characterized in that one of a tertiary amine and one copper amine complex produced therein soluble in copper (I) salt in the presence of oxygen Temperaturen von nicht über 100"C mit Phenolen der allgemeinen FormelnTemperatures not exceeding 100 "C with phenols of the general formulas oderor umsetzt, in denen X ein Wasserstoff-, Chlor-, Brom- oder Jodatom, R' ein Halogenatom oder R und R ein Wasscrstoffatom, einen Kohlenwasserstoff-, Kohlenwasscrstoffoxy-, Halogenkohlenwasserstoff- oder einen Halogenkohlcnwasscrstoffoxyrest bedeuten, wobei die aliphatischen halogenierten Substituenten mindestens 2 Kohlenstoffatome zwischen dem Halogenatom und dem Phenolkern besitzen, alle aliphatischen Substituenten an dem an den Phenolkern gebundenen Kohlenstoffatom mindestens ein Wasscrstoffatom tragen und R und R' bei der allgemeinen Formel II nicht beide ein Halogenatom oder ein Aryl-, Kohlenwasserstoffoxy- oder Halogcnkohlenwasserstoffoxyrest sein dürfen.converts, in which X is a hydrogen, chlorine, bromine or iodine atom, R 'is a halogen atom or R and R a hydrogen atom, a hydrocarbon, hydrocarbonoxy, halocarbon or a halogenated hydrocarbon oxy radical, the aliphatic halogenated substituents at least 2 carbon atoms between the halogen atom and the Phenolic nucleus have all aliphatic substituents on the one attached to the phenolic nucleus Carbon atom carry at least one hydrogen atom and R and R 'in the general formula II not both a halogen atom or an aryl, hydrocarbonoxy or halohydrocarbonoxy radical may be. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Phenole verwendet, in denen R einen Methyl- oder Phenylrest bedeutet.2. The method according to claim 1, characterized in that there is used phenols in which R denotes a methyl or phenyl radical.

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