DE19542933A1 - Glycidester-ester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents
Glycidester-ester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Synthese von Glycidester-estern und ihre Anwendungen.
Stand der Technik ist die Verwendung von Polyestern oder Polyetherestern als
biodegradable Thermoplaste. Gegenüber herkömmlichen Thermoplasten auf
olefinischer Basis liegen die Gestehungskosten dieser Polymerwerkstoffe derzeit
jedoch um ein n-faches höher. Deshalb versucht man u. a. durch die Herstellung von
Gemischen z. B. aus nativen Lipiden oder synthetischen Polyhydroxyalkoholen
einerseits und PVC, PE, PP, PS, PVAc, Polyacrylat, PET und PU andererseits,
Werkstoffe mit partieller biologischer Abbaubarkeit (Morphologieverlust) zu
konstruieren. Für die Verpackung von Medikamenten werden in den Patenten JP
04136066 und JP 04136067 diese Blends beschrieben. Nachteilig an diesen
Gemischen ist, daß nicht beliebige Mischungen erstellbar sind, bzw. solche
Mischungen die physikalischen Eigenschaften des Produkts nicht in jedem Falle
positiv beeinflussen.
Bekannt ist ferner, daß native Lipide für die Herstellung von Polyester-Polyolen zur
Verminderung der Reaktivität der Polyole und damit Erhöhung ihrer Lagerstabilität
genutzt werden (DE 30 29 204).
Bekannt ist außerdem, daß native, epoxidierte Fettsäureester durch Umsetzung mit
Polycarbonsäure vernetzte Glycidester ergeben und diese Polymere zur
Vulkanisation von Elastomeren einsetzbar sind (DE 33 07 421).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, native pflanzliche und tierische
ungesättigte Fettsäuren als chemische Grundstoffe nutzbar zu machen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 bis 8 enthaltenen
Merkmale gelöst.
Die Ausgangsstoffe bilden jene native Glyceride (a), die aus einem Gemisch
ungesättigter Fettsäuren (b) bestehen. Sie können entweder direkt einer
Epoxidierung unterworfen werden und bilden Glycidepoxide vom Typ (c) oder
werden einer Fettspaltung unterworfen, wobei die dabei entstehenden freien
Fettsäuren anschließend epoxidiert werden und Epoxidfettsäure (g) ergeben.
Verestert man die Glycidepoxide (c) mit ungesättigten freien Fettsäuren, also den
Verseifungsprodukten von (a), dann entstehen Glycidester-ester gemäß (d).
Epoxidierung und Veresterung können wiederholt werden; bei Arbeiten ohne
zusätzliche Lösungsmittel mindestens 2 bis 3 mal. Auf diese Weise entstehen
präpolymere Polyester vom Typ (d) bis (f) bzw. (f) mit Molmassen zwischen 4 und
11 · 10⁴ Masseneinheiten (Tab. 1).
Die Epoxidierung freier ungesättigter Fettsäuren ergibt dagegen oligomere
Hydroxyfettsäureester (h), die sich mit epoxidierten Glyciden (c) zu polymeren
Glycidester-estern (k) umsetzen lassen. Die Strukturen (h) und (k) können als
Plastifikatoren für Polyester dienen.
Die Umsetzung von (c) mit Monocarbonsäuren ergibt Hydroxycarbonsäuren (i), die
als Weichmacher nutzbar sind. Die Umsetzung von (c) mit Di-, Tri- oder
Hydroxypolycarbonsäuren liefert vernetzte Polymere (j), deren Vernetzungsgrad
durch den Epoxidierungsgrad in (c) einstellbar ist.
Von besonderem Interesse sind Glycidester-ester mit Doppelbindungen, z. B.
Struktur (c), an die sich radikalische Polyolefine oder ihre Copolymerisate wie
Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Maleinsäurestyrencopolymerisate anpropfen
lassen. Auf diese Weise kann u. a. die Biodegradabilität durch den Anteil des
Blockcopolymeren variabel gestaltet werden.
Eine weitere Reaktionsmöglichkeit besteht darin, daß die Hydroxyesterstrukturen (d)
bis (f) bzw. (f′) bzw. (h) und (k) einer Polykondensation mit Lactonen (li) z. B.
Caprolacton oder β-Butyrolacton oder Lactid unterworfen werden und Poly
kondensationsprodukte des Types (m₁) bis (m₃) ergeben können.
Die in Abb. 1 aufgeführten Strukturen (a) bis (k) wurden synthetisiert und der
Umsetzungsgrad sowohl anhand der ¹H-NMR-Spektren, was die mittlere Anzahl der
Doppelbindungen bzw. Epoxidgruppen anbetrifft, als auch anhand der mittleren
Molmassen bezogen auf einen Polystyrenstandard bestimmt (Tab. 1, Spalte 1
und 2).
Claims (9)
1. Glycidester-ester der Strukturformel
worin bedeuten:
- (a) und (b) die nativen ungesättigten Lipide als Ausgangsprodukte,
- (c) die partiellen oder totalen Epoxide von (a),
- (d) die Veresterungsprodukte der Epoxide (c) mit nativen, ungesättigten Fettsäuren,
- (e) die Epoxide von (d),
- (f) bis (f′) die Veresterungsprodukte der Epoxide (e) mit nativen ungesättigten Fettsäuren bzw. die n-malige Wiederholung der beiden Syntheseschritte,
- (g) die intermediär gebildeten Epoxide der durch Fettspaltung aus (a) und (b) erzeugten freien Fettsäuren,
- (h) die bei der Epoxidierung der freien Fettsäuren als Endprodukte entstehenden Polyhydroxyfettsäureester,
- (i) die durch Veresterung der Epoxide von (c) oder (e) gebildeten Hydroxy glycidester-ester,
- (j) die durch Veresterung der Epoxide von (c) oder (e) mit Polycarbonsäure oder Polyhydroxycarbonsäure entstehenden partiell oder total vernetzten Hydroxy glycidester-ester,
- (k) die durch Veresterung der Epoxide von (c) oder (e) durch Veresterung mit Polyhydroxyfettsäureestern gebildeten Polyglycidester-ester,
- (l₁) bis (l₃) Capro- und Butyrolacton bzw. das Dilacton der Milchsäure und
- (m₁) bis (m₃) die polymeren Veresterungsprodukte der Hydroxyglycidester-ester (d) mit den Lactonen mi.
Ferner bedeuten:
Ri native, ungesättigte Fettsäuren wie z. B.
R₁ Ölsäure
R₂ Linolsäure
R₃ Linolensäure
R′ Monocarbonsäuren wie z. B. Essig-, Acryl- oder Methacrylsäure
R′′ Di- und Polycarbon- bzw. Hydroxycarbonsäure wie z. B. Oxal-, Glutar-, Bernstein-, Adipin-, Kork- und Maleinsäure bzw. Citronen- oder Weinsäure und
R die Alkylgruppen der unter mi beschriebenen Lactone.
Ri native, ungesättigte Fettsäuren wie z. B.
R₁ Ölsäure
R₂ Linolsäure
R₃ Linolensäure
R′ Monocarbonsäuren wie z. B. Essig-, Acryl- oder Methacrylsäure
R′′ Di- und Polycarbon- bzw. Hydroxycarbonsäure wie z. B. Oxal-, Glutar-, Bernstein-, Adipin-, Kork- und Maleinsäure bzw. Citronen- oder Weinsäure und
R die Alkylgruppen der unter mi beschriebenen Lactone.
2. Verfahren zur Herstellung von Glycidester-estern nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Strukturen (c) bis (mi) aus nativen Glyciden ungesättigter
Fettsäuren epoxidiert und verestert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Epoxidierung und Ver
esterung einmal oder mehrmals bis zu Molmassen von 11 000 wiederholt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Glycidester-ester
weiter verestert werden mit Lactonen (li) zu Polykondensationsprodukten vom
Typ (mi); mit Monocarbonsäure zu Hydroxyglycidester-ester; mit Di- und Poly
carbonsäuren zu vernetzten elastomeren Polymeren.
5. Verwendung von Glycidester-estern vom Typ (d) bis (f′) nach Anspruch 1 als
Konnektoren für biodegradable Polykondensationsprodukte.
6. Verwendung von Glycidester-estern vom Typ (d) bis (f) nach Anspruch 1 als
Konnektoren für die radikalische Pfropfung olefinischer Bausteine partiell biode
gradabler Polymere.
7. Verwendung von Glycidester-estern vom Typ (d) und (i) nach Anspruch 1 als
Polymerweichmacher.
8. Verwendung von Glycidester-estern vom Typ (f), (f′), (h), (k) und (mi) nach
Anspruch 1 als Plastifikatoren.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995142933 DE19542933A1 (de) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Glycidester-ester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
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| DE1995142933 DE19542933A1 (de) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Glycidester-ester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE19542933A1 true DE19542933A1 (de) | 1997-05-22 |
Family
ID=7777740
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1995142933 Withdrawn DE19542933A1 (de) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Glycidester-ester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19542933A1 (de) |
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