WO2004067603A1 - Method for producing aqueous polymer dispersions based on olefins by means of metal complex catalytic polymerization - Google Patents
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Definitions
- aqueous polymer dispersions by polymerizing one or more olefins, optionally with carbon monoxide in an aqueous medium, in the presence of a) one or more metal complexes and b) one or more dispersants, the aqueous copolymer dispersions themselves and their use. It also relates to the polyketones obtained from the polymer dispersions.
- Copolymers of carbon monoxide and olefinically unsaturated compounds also referred to briefly as polyketones
- polyketones are high-molecular, partially crystalline compounds with advantageous mechanical and rheological properties, high melting point, good heat resistance, good chemical resistance and good barrier properties against water and air. These properties are influenced by the strictly alternating sequence of the monomers in the main chain.
- Polyketones made from carbon monoxide and olefins are of technical interest.
- the carbon monoxide copolymerization is often carried out as a suspension polymerization, as described in EP-A 0 305 011.
- Complex compounds with bisphosphine chelate ligands, the residues of which on the phosphorus represent Ar 1 or substituted aryl groups, have proven to be particularly suitable for suspension polymerization.
- 1,3-bis (diphenylphosphino) propane or 1,3-bis [di- (o-methoxyphenyl) phosphino)] propane are particularly frequently used as chelating ligands (see also Drent et al., Chem. Rev., 1996, 96, pp. 663 to 681).
- the disadvantage of carbon monoxide copolymerization in suspension is that the solvents chosen as suspending agents can be separated from the product only with great effort.
- the carbon monoxide copolymers formed precipitate in the organic suspending agents and have to be separated off by filtration and further processed in bulk.
- aqueous copolymer dispersions can be prepared by appropriate suspension polymerization in organic solvents, filtration, drying, grinding and dispersing the ground copolymer particles in an aqueous medium (so-called secondary dispersions).
- secondary dispersions A disadvantage of this step concept is that overall it is very complex and problems often occur when processing the polymer, such as grinding or dispersing.
- DE-A-100 61 877 describes stable aqueous copolymer dispersions composed of carbon monoxide and olefinically unsaturated compounds which are prepared in an aqueous medium using special water-soluble metal catalysts and using special comonomers.
- the preparation of copolymer dispersions with the same metal catalysts but in the presence of so-called host compounds is described in DE-A-101 25238.
- the document discloses that stable copolymer dispersions are accessible even without the use of special comonomers. This is particularly the case when the copolymerization of carbon monoxide and the olefinically unsaturated compounds is carried out in the presence of ethoxylated emulsifiers.
- German application 101 33042.1 teaches the preparation of primary aqueous copolymer dispersion using the oil-soluble metal complexes customary in suspension polymerization in the presence of solvents.
- the process products are said to have advantageous application properties.
- Such properties include, in particular, good tensile elongation and improved flexibility, which are generally related to the higher molecular weight and greater irregularity of the polymer chain.
- E and E 2 independently of one another are an element from group VA of the Periodic Table of the Elements,
- Y CrC 5 alkylene which is substituted by hydroxyl, d-Ce alkoxy, carboxyl, sulfo, amino, ammonium, phosphono, phosphonato, sufamoyl, amidino, carbamoyl, hydroxysufonyloxy, sulfino and CC 4 alkyl and by oxygen, imino , Alkylimino, silylene or mono- or dialkylsilylene may be interrupted or may have a fused-on cycloaliphatic ring or fused-on benzene or 1,8-naphthylene,
- R 1 CrC 2 o-alkyl which is optionally substituted by hydroxyl, CC 6 alkoxy, carboxyl, sulfo or aryl, C 6 -C 1 aryl which is optionally substituted by CrC alkyl, hydroxyl, CrC 6 alkoxyl, carboxyl, Cyano or a radical R 2 is substituted or C 3 -C 12 cycloalkyl
- R 2 fluorine, sulfo, nitro, or perfluorinated C 1 -G 10 -
- R, R, R and R independently of one another are hydrogen or a radical R,
- L 1 and L 2 independently of one another phosphines (R 7 ) X PH 3 .
- X amines (R 7 ) X NH 3-X or ether (R 7 ) 2 O, each with the same or different radicals R 7 , alcohols R 7 OH, H 2 O, pyridine compounds C 5 H 5-X (R 7 ) X N, carbon monoxide, Ce-C ⁇ alkyl nitriles, CrC aryl nitriles or olefins, where x is an integer from 0 to 3, amide ions (R 7 ) h NH 2-h , where h is an integer from 0 to 2, d-Ce alkyl anions, C 3 -C 1 cycloalkyl anions, allyl anions, methallyl anions, benzyl anions, aryl anions, carboxylic acid anions, sulfonic acid anions, ketones or diketones, where L 1 and
- R 7 is hydrogen, -CC 2 o-alkyl, which is optionally substituted with CrC 6 alkoxy, mono- or DKCrCe-alky ⁇ amino or C 6 -C 14 aryl, C 3 -C 12 cycloalkyl, or
- n is an integer 0, 1, 2, 3 or 4, and b) one or more dispersants.
- the invention also relates to the aqueous copolymer dispersions obtained by the processes and to the polyketones obtained from the polymer dispersions.
- Suitable olefins for the preparation of homopolymers for the process according to the invention are: ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, butadiene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene and 1-eicosen, but also branched olefins such as isobutene, 4-methyl-1-pentene, norbornene, vinylcyclohexene and vinylcyclohexane, and styrene, para-methylstyrene and para-vinylpyridine, ethylene and propylene being preferred. Ethylene is particularly preferred.
- Nonpolar 1-olefins such as, for example, ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, butadiene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene and 1-eicosen, but also branched olefins, such as isobutene, 4-methyl-1-pentene, vinylcyclohexene and vinylcyclohexane and styrene, para-methylstyrene and para-vinylpyridine, ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1- octene, 1-decene are preferred.
- olefins which contain polar groups, such as, for example, acrylic acid, acrylic acid-CrCs-alkyl ester, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, methacrylic acid, methacrylic acid-CrC 8 -alkyl ester, C 1 -C 6 -alkyl- Vinyl ether and vinyl acetate, but also 10-undecenoic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 5-hexenoic acid and styrene-4-sulfonic acid.
- polar groups such as, for example, acrylic acid, acrylic acid-CrCs-alkyl ester, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, methacrylic acid, methacrylic acid-CrC 8 -alkyl ester, C 1 -C 6 -alkyl- Vinyl ether and vinyl acetate
- Acrylic acid acrylic acid methyl ester, acrylic acid ethyl ester, acrylic acid n-butyl ester, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, ethyl vinyl ether, vinyl acetate, 10-undecenoic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid are preferred.
- the proportion of coolefins in the olefin mixture to be polymerized is freely selectable and is usually ⁇ 50% by weight, frequently ⁇ 40% by weight and often ⁇ 30% by weight or ⁇ 20% by weight. If olefins containing polar groups in particular are used for the copolymerization, their proportion in the olefin mixture to be polymerized is generally> 0.1% by weight,> 0.2% by weight or> 0.5% by weight, and ⁇ 2 % By weight, ⁇ 5% by weight or ⁇ 10% by weight.
- ethylene For the preparation of aqueous polymer dispersions, preference is given to using only ethylene as the monomer. If at least two olefins are used for the polymerization, these are often selected from the group comprising ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene and styrene. Ethylene is often used in combination with propylene, 1-butene, 1-hexene or styrene.
- propene and / or 1-butene are preferably used as monomers in addition to carbon monoxide.
- Propene and / or 1-butene are often used in combination with ethylene or other 1-olefins.
- an aqueous medium is understood to mean water which contains up to 10% by weight of water-miscible solvents.
- Water-miscible solvents are to be understood as solvents which are miscible with water in the desired amount at 25 ° C. and 1 bar.
- these include water-soluble ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.
- Suitable metals M of the metal complexes according to the invention are the metals of the groups, VIIIB, IB and IIB of the Periodic Table of the Elements, i.e. in addition to copper, silver or zinc, also iron, cobalt and nickel, and the platinum metals such as ruthenium, rhodium, osmium, iridium and Platinum, the platinum metals, in particular nickel and platinum and very particularly palladium being preferred.
- the elements E 1 and E 2 of the chelating ligands are the non-metallic elements of the 5th main group of the periodic table of the elements, for example nitrogen, phosphorus or arsenic. Nitrogen and / or phosphorus, in particular phosphorus, are particularly suitable.
- the chelating ligands can contain different elements E 1 and E 2 , for example nitrogen and phosphorus. Both E 1 and E 2 are particularly preferably phosphorus.
- substituted alkyl, alkylene or aryl groups occur in the above-mentioned formula, they can be substituted once or three times by the radicals mentioned. Furthermore, they can be substituted with different radicals at the same time.
- DC-alkyl is understood to mean the radicals methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl isobutyl, sec-butyl, tert-butyl.
- C 3 -C 12 cycloalkyl is preferably understood to mean the radicals cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl and cyclododecyl.
- C 6 -C 1 -Aryl is preferably phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthryl, 2-anthryl, 9-anthryl, 1-phenanthryl, 2-phenanthryl, 3-phenanthryl, 4-phenanthryl and 9- Understood phenanthryl.
- d-Ce-alkoxy are preferably methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, iso-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, n-pentoxy, iso-pentoxy, n-hexoxy and iso-hexoxy.
- Y radicals are, for example, methylene, ethylene, 1,2- or 1,3-propylene, 12-, 2,3- or 1,4-butylene, (CH 2 ) 2 O (CH 2 ) 2) (CH 2 ) 3 O (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 3 ⁇ (CH 2 ) 3 , (CH2) 2 ⁇ (CH2) O (CH 2 ) 2l (CH 2 ) 2NH (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 3 NH (CH 2 ) 2j (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 or (CH 2 ) 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 H (CH 3 XCH 2 ) 2> norboman-2,3-diylene, cyclopropane-1,2-diylene, 1,2-phenylene,
- R 1 are, for example, 2-hydroxyethyl, 2- or 3-hydroxypropyl, 2- or 4-hydroxybutyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, sulfomethyl, 2-sulfoethyl, 2- or 3-sulfopropyl , 2- or 4-sulfobutyl.
- R 1 and R 7 are, for example, benzyl, 1- or 2-phenylethyl, 1-phenylprop-1 -yl, 2-phenylprop-1 -yl, 3-phenylprop-1 -yl, 1-phenylbut-1 -yl, 2 -Phenylbut-1-yl, 3-phenylbut-1-yl, 4-phenylbut-1-yl, -1-phenylbut-2-yl, 2-phenylbut-2-yl, 3-phenylbut-2-yl, 4- Phenylbut-2-yl, 1- (phenylmethyl) -1-eth-1-yl, 1- (phenylmethyl) -1- (methyl) -eth-1-yl, 1- (phenylmethyl) -I-prop-1 - yl,
- R 7 radicals are furthermore, for example, dimethylamino, diethylamino and diisopropylamino.
- L 1 and L 2 are selected independently of one another from:
- Amines of the formula (R 7 ) X NH 3 -X> with x for an integer between 0 and 3 - ethers (R 7 ) 2 O such as dimethyl ether, diethyl ether or preferably tetrahydrofuran,
- Alcohols (R 7 ) OH such as methanol or ethanol
- Olefins such as ethenyl, propenyl, cis-2-butenyl, trans-2-butenyl, cyclohexenyl or norbornenyl,
- Benzyl anions or aryl anions such as (C 6 H 5 ), - Carboxylic acid anions, in particular C to C 7 carboxylic acid anions such as, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, preferably acetate
- - Sulfonic acid anions such as methyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate and preferably p-toluenesulfonate.
- Suitable ligands are also L and L 2 H 2 O, carbon monoxide, nitrates and hydride.
- L 1 and L 2 are linked to one another by one or more covalent bonds.
- ligands are 1,5-cyclooctadienyl ligands ("COD"), cyclooct-1-en-4-yl, 1,6-cyclodecenyl ligands or 1,5,9-all-trans-cyclododecatrienyl ligands.
- L 1 is tetramethylethylenediamine, only one nitrogen coordinating with the metal.
- L 1 and L 2 are acetonitrile, acetylacetone, trifluoroacetate, benzonitrile, tetrahydrofuran, diethyl ether, acetate, tosylate or water, and also methyl, ethyl, propyl, butyl, phenyl, benzyl, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, sulfate, carbonate and nitrate ,
- preferred ligands L 1 and L 2 are acetate, acetonitrile and tetrahydrofuran.
- the ligands L 1 and L 2 can be in any ligand combination.
- the metal complexes L 1 and L 2 are frequently present as identical ligands.
- the metals M can be present in the complexes in a formally uncharged, formally single positive or preferably formally double positive.
- the formal formula (1) can be present in the complexes in a formally uncharged, formally single positive or preferably formally double positive.
- the metal complexes are present as a neutral compound or as a cation. Accordingly, they have anions X for charge neutralization.
- the metal complex according to formula (I) contains no anion X.
- anions X are used which are as little nucleophilic as possible, ie have as little tendency as possible, with the central metal M a strong one Interaction, whether ionic, coordinative or covalent.
- Suitable anions X are, for example, perchlorate, sulfate, phosphate, nitrate and carboxylates, such as, for example, acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, and conjugated anions of organosulfonic acids, for example methylsulfonate, trifluoromethylsulfonate and p-toluenesulfonate Tetrafluoroborate, tetraphenyl borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis [bis (3,5-trifluoromethyl) phenyl] borate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate or hexafluoroantimonate.
- organosulfonic acids for example methylsulfonate, trifluoromethylsulfonate and p-
- Perchlorate, trifluoroacetate, sulfonates such as methyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate, p-toluenesulfonate, tetrafluoroborate or hexafluorophosphate and in particular trifluoromethyl sulfonate, trifluoroacetate, perchlorate or p-toluenesulfonate are preferably used.
- the complex compounds I to be used according to the invention are characterized in that the radical R 2 and optionally the radicals R 3 , R 4 , R 5 and / or R 6 carry fluorine, sulfo, nitro or perfluorinated CrC 10 alkyl. It is believed that due to their electron-withdrawing nature, such residues bring about the beneficial properties of the complexes.
- Compounds of the formula I in which the radicals R 2 , R 3 and / or R 4 represent trifluoromethyl are particularly preferred.
- radical R 1 is G t -C 20 alkyl, which is optionally substituted by hydroxyl, d-Ce-alkoxy, carboxyl, sulfo or aryl or is C 3 -C 12 cycloalkyl and when R 1 is C 6 -C 14 aryl, which is optionally substituted with CrC 4 alkyl, hydroxyl, G ⁇ -C 6 - alkoxyl, carboxyl, cyano or a radical R 2 , means the radical in nature and / or number of substituents from the rest of the Formula II differs.
- aryl as the meaning of R 1 has none of the radicals mentioned under R 2 .
- radicals of the formula II are 3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl, 2,6-bis (trifluoromethyl) phenyl and 2,4,6-tris (trifluoromethyl) phenyl.
- Metal complexes 1 are preferably used in which
- M stands for nickel, palladium or platinum, in particular palladium and E for nitrogen or in particular phosphorus and Y, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , L 1 , L 2 , R 7 , An " and n have the meaning given above.
- metal complexes I are used in which
- M for nickel, palladium or platinum, in particular palladium E for nitrogen or in particular phosphorus and R 1 Ce-Cu aryl, which is optionally substituted by CrC 4 alkyl, hydroxyl, CrC 6 alkoxyl, carboxyl, cyano or a radical R 2 , and Y, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , L 1 , L 2 , R 7 , An " and n have the meaning given above.
- R 1 is C 6 -C 1 aryl, which is optionally substituted with dC 4 alkyl, hydroxyl, CrC 6 alkoxyl, carboxyl or cyano and Y, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , L 1 , L 2 , R 7 , An " and n have the meaning given above.
- the total amount of metal complex I used is generally 10 "7 to 10 " 2 mol / l, often 10 '6 to 10 "3 mol / l and often 10 " 5 to 10 "4 mol / l, each based on the total amount of water, olefinically unsaturated compounds and optionally organic solvents.
- the metal complexes of the formula I to be used according to the invention can be used either by first isolating them after the reaction of the ligands with the metal compound and then introducing them into the polymerization system comprising monomers, aqueous medium and dispersant, and also as a so-called in-situ system , the isolation of the complex compound being dispensed with.
- the polymerization is preferably carried out in the presence of one or more metals from subgroup VIIIB, which is in salt or complex form, and a chelate ligand of the general formula III Rl • R 1
- E 1 , E 2 , Y, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 have the abovementioned meaning, of a dispersant and optionally an acid a2).
- the aforementioned metal complexes I are used in the presence of acids a2), which are also referred to as activators.
- Both mineral protonic acids and Lewis acids are suitable as activator compounds a2).
- Suitable protonic acids are, for example, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, tetrafluoroboric acid, perchloric acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid or methanesulfonic acid.
- P-Toluenesulfonic acid and tetrafluoroboric acid are preferably used.
- Lewis acids examples include boron compounds such as triphenylborane, tris (pentafluorophenyl) borane, tris (p-chlorophenyl) borane or tris (3,5-bis (trif Iuormethyl) phenyl) borane or aluminum, zinc, Antimony or titanium compounds with a Lewis acidic character in question. Mixtures of protonic acids or Lewis acids and protonic and Lewis acids in a mixture can also be used.
- the molar ratio of optionally used acid a2) to metal complex a1) of the formula I, based on the amount of metal M, is generally in the range from 60: 1 to 1: 1, frequently from 25: 1 to 2: 1 and often from 12: 1 to 3: 1.
- the aforementioned metal complexes a1) are used together with the acids a2) in the presence of organic hydroxy compound a3).
- Suitable organic hydroxy compounds a3) are all low molecular weight organic substances (M w ⁇ 500) which have one or more hydroxyl groups.
- Lower alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, n- or i-propanol, n-butanol, s-butanol or t-butanol, are preferred.
- Aromatic hydroxy compounds, such as phenol, can also be used.
- Sugars such as fructose, glucose or lactose are also suitable.
- polyalcohols such as Ethylene glycol, glycerin or polyvinyl alcohol. Mixtures of several hydroxy compounds a3) can of course also be used.
- the molar ratio of optionally used hydroxy compound a3) to metal complex a1), based on the amount of metal M, is generally in the range from 0 to 100,000, often from 500 to 50,000 and often from 1,000 to 10,000.
- the dispersants likewise used in the process according to the invention can be emulsifiers or protective colloids.
- Suitable protective colloids are, for example, polyvinyl alcohols, polyalkylene glycols, alkali metal salts of polyacrylic acids and polymethacrylic acids, gelatin derivatives or acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and / or 4-styrenesulfonic acid and vinyl alcohols, as well as alkali metal sulfonates, and their alkali metal sulfonates, too.
- N-vinylcaprolactam N-vinylcarbazole, 1-
- suitable protective colloids can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular Substances, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pp. 411 to 420.
- emulsifiers can of course also be used. Often only emulsifiers are used as dispersants b), the relative molecular weights of which, in contrast to the protective colloids, are usually below 1000. They can be of anionic, cationic or nonionic nature. Of course, if mixtures of surface-active substances are used, the individual components must be compatible with one another, which can be checked in the case of doubt using a few preliminary tests. In general, anionic emulsifiers are compatible with one another and with nonionic emulsifiers. The same applies to cationic emulsifiers, while anionic and cationic emulsifiers are usually not compatible with one another.
- anionic, cationic and / or nonionic emulsifiers are used in particular as dispersants b).
- Common nonionic emulsifiers are, for example, ethoxylated mono-, di- and tri-alkylphenols (EO grade: 3 to 50, alkyl radical: C 4 to C 12 ) and ethoxylated fatty alcohols (EO grade: 3 to 80; alkyl radical: C 8 to C) 36 ).
- Lutensol ® A brands C 12 C 14 fatty alcohol ethoxylates, EO grade: 3 to 8
- Lutensol ® AO brands C 13 C 5 - oxo alcohol ethoxylates, EO grade: 3 to 30
- Lutensol ® AT brands C ⁇ 6 C 18 -
- Typical anionic emulsifiers are, for example, alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: C 8 to C 12 ), of sulfuric acid semiesters of ethoxylated alkanols (EO degree: 4 to 30, alkyl radical: C 12 to C 18 ) and ethoxylated alkyl phenols (EO Grade: 3 to 50, alkyl radical: C to C 12 ), of alkyl sulfonic acids (alkyl radical: C 12 to C 18 ) and of alkylarylsulfonic acids (alkyl radical: C 9 to C 18 ).
- R 8 and R 9 are hydrogen or C 4 - to C 24 -alkyl and not simultaneously
- D 1 and D 2 can be alkali metal ions and / or ammonium ions.
- R 8 and R 9 are preferably linear or branched alkyl radicals having 6 to 18 carbon atoms, in particular having 6, 12 and 16 carbon atoms or hydrogen, where R 8 and R 9 are not both hydrogen at the same time.
- D 1 and D 2 are preferably sodium, potassium or ammonium, with sodium being particularly preferred.
- Compounds IV in which D and D 2 are sodium, R 8 is a branched alkyl radical having 12 C atoms and R 9 is hydrogen or R 8 are particularly advantageous.
- Suitable cationic emulsifiers are usually a C 6 - to C 18 -alkyl, C 6 - having Ci ⁇ -alkylaryl or heterocyclic group, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, Aikanolammoniumsalze, pyridinium salts, Imidazolini- salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, thiazolinium salts and salts of amine oxides, quinolinium salts, isoquinolinium salts, tropylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts.
- Examples include dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, the sulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethyl paraffinates, N-cetylpyridinium sulfate, N-laurylpyridinium sulfate and N-cetyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate , N-Dodecyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N-Octyl-N, N, N, N-trimethylammonium sulfate, N, N-distearyl-N, N-dimethylammonium sulfate and the gemini surfactant N, N'- (lauryl) ethylendiamindisuIfat, ethosulfate xyliertes tallow alkyl-N-methyl ammonium sulfate and eth
- BASF AG about 12 ethylene oxide.
- Numerous other examples can be found in H. Stumbleen, Tensid-Taschenbuch, Carl-Hanser-Verlag, Kunststoff, Vienna, 1981 and in McCutcheon's, Emulsifiers & Detergents, MC Publishing Company, Glen Rock, 1989.
- the anionic countergroups are as possible are low nucleophilic, such as perchlorate, sulfate, phosphate, nitrate and carboxylates, such as acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, and conjugated anions of organosulfonic acids, such as methyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate and para-toluenesulfonate , furthermore tetrafluoroborate, tetraphenyl borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis [bis (3,5-trifluoromethyl) phenyl] borate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate or hexafluoroantimonate.
- organosulfonic acids such as methyl sulfonate, trifluor
- the emulsifiers preferably used as dispersants b) are advantageously used in a total amount of 0.005 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 7 parts by weight, in particular 0.1 to 5 parts by weight, based in each case on 100 parts by weight. Parts of the olefinically unsaturated compounds used. The amount of emulsifier is frequently chosen so that the critical micelle formation concentration of the emulsifiers used is essentially not exceeded within the aqueous phase.
- the total amount of protective colloids additionally or instead used as dispersant b) is often 0.1 to 10 parts by weight and often 0.2 to 7 parts by weight, based in each case on 100 parts by weight of the olefinically unsaturated compounds.
- organic solvents c) which are only slightly soluble in water can optionally be used.
- Suitable solvents c) are liquid aliphatic and aromatic hydrocarbons with 5 to 30 carbon atoms, such as, for example, n-pentane and isomers, cyclopentane, n-hexane and isomers, cyclohexane, n-heptane and isomers, n-octane and isomers, n-nonane and isomers, n-decane and isomers, n-dodecane and isomers, n-tetradecane and isomers, n-hexadecane and isomers, n-octadecane and isomers, eicosane, benzene, toluene, ethylbenzene, cumene, o- , m- or p-xylene, mesitylene,
- Hydroxy compounds such as saturated and unsaturated fatty alcohols with 10 to 32 C atoms, for example n-dodecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol and their isomers or cetyl alcohol, ceryl alcohol or myricylic alcohol (mixture of C 30 - and C 31 -Alcohols) esters, such as fatty acid esters with 10 to 32 carbon atoms in the acid part and 1 to 10 carbon atoms in the alcohol part or esters of carboxylic acids and fatty alcohols with 1 to 10 carbon atoms in the carboxylic acid part and 10 to 32 carbon atoms in the alcohol part , Of course, it is also possible to use mixtures of the aforementioned solvents.
- the total amount of solvent is up to 15 parts by weight, preferably 0.001 to 10 parts by weight and particularly preferably 0.01 to 5 parts by weight, in each case based on 100 parts by weight of water.
- solubility of solvent c) or of the solvent mixture under reaction conditions in the aqueous reaction medium is preferably ⁇ 50% by weight, ⁇ 40% by weight, ⁇ 30% by weight, ⁇ 20% by weight or ⁇ 10 % By weight, based in each case on the total amount of solvent.
- Solvents c) are used in particular when the olefinically unsaturated compounds are gaseous under reaction conditions (pressure / temperature), as is the case, for example, with ethene, propene, 1-butene and / or i-butene.
- one or more olefins are optionally polymerized with carbon monoxide in an aqueous medium in the presence of
- metal complexes a) are dissolved in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c) and the part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents
- Solvent c which contains dissolved metal complexes I, is present in the aqueous medium as a disperse phase with an average droplet diameter ⁇ 1000 nm.
- the copolymerization is preferably carried out in the presence of a1) metal complexes of the general formula I a2) an acid and a3) optionally an organic hydroxy compound
- the total amount of the metal complexes a1) including any acids a) and organic hydroxy compounds a3), is dissolved in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c).
- a preferred process variant is carried out in such a way that in a first step the total amount of the metal complexes a1) and the optionally used acids a2) and the organic hydroxy compounds a3) in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the small amount in water soluble organic solvents c) dissolves.
- This solution is then dispersed together with the dispersants b) in an aqueous medium with the formation of oil-in-water dispersions with an average droplet diameter> 1000 nm, the so-called macroemulsions.
- the average size of the droplets of the disperse phase of the aqueous oil-in-water emulsions to be used according to the invention can be determined according to the principle of quasi-elastic dynamic light scattering (the so-called z-average droplet diameter d z of the unimodal analysis of the autocorrelation function).
- a Coulier N4 Plus Particle Analyzer from Coulter Scientific Instruments was used (1 bar, 25 ° C.). The measurements were carried out on dilute aqueous mini-emulsions whose content of non-aqueous constituents was 0.01% by weight.
- the dilution was carried out using water which had previously been mixed with the olefinically unsaturated saturated compounds and / or slightly water-soluble organic solvents c) had been saturated.
- the latter measure is intended to prevent a change in the droplet diameter associated with the dilution.
- the values for d z determined in this way for the so-called mini-emulsions are normally ⁇ 700 nm, frequently ⁇ 500 nm.
- the d 2 range from 100 nm to 400 nm or from 100 nm to 300 nm is favorable. In the normal case, d 2 of the aqueous miniemulsion to be used according to the invention> 40 nm.
- High-pressure homogenizers for example, can be used for this purpose.
- the fine distribution of the components in these machines is achieved through a high local energy input.
- Two variants have proven particularly useful in this regard.
- the aqueous macroemulsion is compressed to over 1000 bar using a piston pump and then expanded through a narrow gap.
- the effect here is based on an interaction of high shear and pressure gradients and cavitation in the gap.
- An example of a high-pressure homogenizer that works on this principle is the Niro-Soavi high-pressure homogenizer type NS1001 L Panda.
- the compressed aqueous macroemulsion is expanded into a mixing chamber via two opposing nozzles.
- the fine distribution effect is primarily dependent on the hydrodynamic conditions in the mixing chamber.
- An example of this type of homogenizer is the M 120 E microfluidizer from Microfluidics Corp.
- the aqueous macroemulsion is compressed to a pressure of up to 1200 atm by means of a pneumatically operated piston pump and expanded via a so-called "interaclion chamber".
- the emulsion jet is divided into two jets in a microchannel system, which are brought together at an angle of 180 °.
- homogenizer working according to this type of homogenization is the Nanojet type Expo from Nanojet Engineering GmbH.
- two homogenizing valves are installed in the Nanojet, which can be adjusted mechanically.
- homogenization can also be carried out, for example, by using ultrasound (eg Branson Sonifier II 450). The fine distribution here is based on cavitation mechanisms.
- ultrasound eg Branson Sonifier II 450
- the fine distribution here is based on cavitation mechanisms.
- the devices described in GB-A 22 50 930 and US-A 5,108,654 are also suitable for homogenization by means of ultrasound.
- the quality of the aqueous miniemulsion generated in the sound field depends not only on the sound power introduced, but also on other factors such as e.g. B.
- the intensity distribution of ultrasound in the mixing chamber depends, inter alia, on the concentration of the emulsifier and on the energy introduced during the homogenization and can therefore be set in a targeted manner, for example by changing the homogenization pressure or the corresponding ultrasound energy.
- the device described in the older German patent application DE 197 56 874 has proven particularly useful for producing the aqueous mini-emulsion from conventional macroemulsions according to the invention by means of ultrasound.
- This is a device which has a reaction space or a flow-through reaction channel and at least one means for transmitting ultrasound waves to the reaction space or the flow-through reaction channel, the means for transmitting ultrasound waves being designed in such a way that the entire reaction space , or the flow-through reaction channel in one section, can be irradiated uniformly with ultrasonic waves.
- the radiation surface of the means for transmitting ultrasound waves is designed such that it essentially corresponds to the surface of the reaction space or, if the reaction space is a partial section of a flow-through reaction channel, extends essentially over the entire width of the channel , and that the depth of the reaction space, which is essentially perpendicular to the radiation surface, is less than the maximum effective depth of the ultrasound transmission means.
- depth of the reaction space essentially means the distance between the radiation surface of the ultrasound transmission means and the bottom of the reaction space.
- Reaction space runs up to 100 mm are preferred.
- the depth of the reaction space should advantageously not be more than 70 mm and particularly advantageously not more than 50 mm.
- the reaction spaces can in principle also have a very small depth, but in view of the lowest possible risk of clogging and easy cleaning and a high product throughput, reaction space depths are preferred. trains that are much larger than, for example, the usual gap heights in high-pressure homogenizers and are usually over 10 mm.
- the depth of the reaction space can advantageously be changed, for example by means of ultrasound transmission means immersed in the housing at different depths.
- the radiation area of the means for transmitting ultrasound corresponds essentially to the surface of the reaction space.
- This embodiment serves for the batchwise production of the mini-emulsions used according to the invention.
- ultrasound can act on the entire reaction space.
- a turbulent flow is generated by the axial sound radiation pressure, which causes intensive cross-mixing.
- such a device has a flow cell.
- the housing is designed as a flow-through reaction channel, which has an inflow and an outflow, the reaction space being a partial section of the flow-through reaction channel.
- the width of the channel is the channel extension which is essentially perpendicular to the direction of flow.
- the radiation area covers the entire width of the flow channel transverse to the direction of flow.
- the length of the radiation surface perpendicular to this width that is to say the length of the radiation surface in the direction of flow, defines the effective range of the ultrasound.
- the flow-through reaction channel has an essentially rectangular cross section.
- a likewise rectangular ultrasound transmission medium with corresponding dimensions is installed in one side of the rectangle, a particularly effective and uniform sound system is guaranteed. Due to the turbulent flow conditions prevailing in the ultrasonic field, however, a round transmission means can also be used without disadvantages, for example.
- a plurality of separate transmission means can be arranged, which are connected in series as seen in the flow direction. Both the radiation surfaces and the depth of the reaction space, that is to say the distance between the radiation surface and the bottom of the flow channel, can vary.
- the means for transmitting ultrasound waves is particularly advantageously designed as a sonotrode, whose end facing away from the free radiation surface is coupled to an ultrasound transducer.
- the ultrasonic waves can be generated, for example, by utilizing the reverse piezoelectric effect.
- high-frequency electrical vibrations (usually in the range from 10 to 100 kHz, preferably between 20 and 40 kHz) are generated via one piezoelectric transducer converted into mechanical vibrations of the same frequency and coupled with the sonotrode as a transmission element in the medium to be sonicated.
- the sonotrode is particularly preferably designed as a rod-shaped, axially radiating ⁇ / 2 (or multiple of ⁇ / 2) longitudinal oscillators.
- a sonotrode can be fastened in an opening of the housing, for example, by means of a flange provided on one of its vibration nodes.
- the lead-through of the sonotrode into the housing can thus be made pressure-tight, so that the sonication can also be carried out under increased pressure in the reaction space.
- the oscillation amplitude of the sonotrode can preferably be regulated, that is to say the respectively set oscillation amplitude is checked online and, if necessary, automatically readjusted.
- the current vibration amplitude can be checked, for example, by a piezoelectric transducer mounted on the sonotrode or a strain gauge with downstream evaluation electronics.
- baffles are provided in the reaction space to improve the flow and mixing behavior.
- These internals can be, for example, simple deflection plates or a wide variety of porous bodies.
- the mixing can also be further intensified by an additional agitator.
- the reaction space can advantageously be temperature-controlled.
- One embodiment of the process according to the invention is, for example, such that the total amounts of the metal complex a1) and the optionally added acids a2) and organic hydroxy compounds a3) are dissolved in a part or the total amount of the slightly water-soluble organic solvents c). Then this organic metal complex solution together with a Part or all of the dispersant b) dispersed in water to form a macroemulsion.
- the macroemulsion is converted into a mini emulsion by means of one of the aforementioned homogenizing devices. Carbon monoxide, the total amount of olefinically unsaturated compounds and, if appropriate, the remaining amounts of organic solvents c) or dispersants b) are metered into these at reaction temperature and with constant stirring.
- This process variant is chosen in particular when the olefinically unsaturated compounds used are gaseous under reaction conditions, as is the case, for example, with ethene, propene, 1-butene and / or i-butene.
- the total amount of the metal complex a1) and the optionally added acids a2) and organic hydroxy compounds a3) is dissolved in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds.
- This organic metal complex solution is then dispersed together with some or all of the dispersants b) in water to form a macroemulsion.
- the macroemulsion is converted into a mini emulsion by means of one of the aforementioned homogenizing devices. Carbon monoxide, the remaining amounts of olefinically unsaturated compounds or dispersants b) and, if appropriate, the total amount of the slightly water-soluble organic solvents c) are metered into these miniemulsions at the reaction temperature and with constant stirring.
- This process variant is chosen in particular when the olefinically unsaturated compounds used are liquid under reaction conditions, as is the case, for example, with 1-pentene, cyclopentene, 1-hexene, cyclohexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1- Tetradecene and / or 1-Hexadecen is the case.
- the metal complexes a1) are dissolved in at least a portion of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c), so that this solution in aqueous medium under reaction conditions as a separate phase with a mean droplet size ⁇ 1000 nm is present.
- Any remaining amounts of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c) can be added to the aqueous reaction medium in bulk, in solution or together with any remaining amounts of dispersant b) in the form of an aqueous macroemulsion.
- solvents c) are used, the total amount of solvents is usually used to dissolve the metal complexes a1) and then dispersed in an aqueous medium. It is important that the liquid droplets ⁇ 1000 nm present as a separate phase in the aqueous medium may contain further components in addition to the aforementioned compounds a1), a2), a3) and c) and the olefinically unsaturated compounds. These are, for example, 1,4-quinone compounds which have a positive effect on the activity of the metal complexes a1) and on their service life.
- 1,4-quinone compounds such as optionally alkyl-substituted 1,4-naphthoquinones
- the molar ratio of optionally used 1,4-quinone compounds to metal complex a1), based on the amount of metal M, is generally in the range from up to 1000, often from 5 to 500 and often from 7 to 250.
- Other components are For example, formulation auxiliaries, antioxidants, light stabilizers, but also dyes, pigments and / or waxes for hydrophobicization.
- the solubility of the other components in the organic phase forming the droplets is greater than in the aqueous medium, they remain in the droplets during the polymerization. Since the droplets of olefinically unsaturated compounds and / or slightly water-soluble solvents c) containing the metal complexes a1) ultimately represent the sites for the polymerization of carbon monoxide and the olefinically unsaturated compounds, the polymer particles formed generally contain these additional components in copolymerized form.
- the molar ratio of carbon monoxide to the olefinically unsaturated compounds is generally in the range from 10: 1 to 1:10, usually values in the range from 5: 1 to 1: 5 or from 2: 1 to 1: 2 are set.
- the polymerization temperature is generally set in a range from 0 to 200.degree. C., preferably at temperatures in the range from 20 to 130.degree. C. and in particular in the range from 40 to 100.degree.
- the carbon monoxide partial pressure is generally in the range from 1 to 300 bar and in particular in the range from 10 to 220 bar. It is advantageous if the total partial pressure of the olefinically unsaturated compounds under the reaction conditions is less than the carbon monoxide partial pressure. In particular, the total partial pressure of the olefinically unsaturated compounds under reaction conditions is ⁇ 50%, ⁇ 40%, ⁇ 30% or even ⁇ 20%, in each case based on the total pressure.
- the polymerization reactor is usually rendered inert before being pressed on with carbon monoxide by flushing with carbon monoxide, olefinically unsaturated compounds or inert gas, for example nitrogen or argon.
- carbon monoxide olefinically unsaturated compounds or inert gas, for example nitrogen or argon.
- polymerization is often also possible without prior inertization.
- Average catalyst activities are obtained in the polymerization process according to the invention, which are generally> 0.17 kg, frequently> 0.25 kg and often> 0.5 kg of polymer per gram of complex metal and hour.
- aqueous polymer dispersions are obtained whose number-average polymer particle diameters, as determined by quasi-elastic light scattering (ISO standard 13321), are in the range from up to 1000 nm, frequently from 100 to 800 nm and often from 200 to 400 nm. It is important that the polymer particles generally have a narrow, monomodal particle size distribution.
- the weight-average molecular weights of the polymers obtainable according to the invention are generally in the range from 1000 to 1,000,000, frequently in the range from 1,500 to 800,000 and often in the range from 2,000 to 600,000.
- the polymers obtainable by the processes according to the invention are generally linear, aging carbon monoxide copolymer compounds.
- This is to be understood as meaning polymer compounds in which, in the polymer chain, on each carbon monoxide unit, a -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH- or -CH-CH- unit and resulting from the olefinic double bond of the at least one olefinically unsaturated compound each -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH- or -CH-CH unit is followed by a carbon monoxide unit.
- the ratio of carbon monoxide units to -CH 2 - CH 2 -, -CH 2 -CH or -CH-CH units is generally from 0.9 to 1 to 1 to 0.9, frequently from 0.95 to 1 to 1 to 0.95 and often from 0.98 to 1 to 1 to 0.98.
- the process according to the invention gives aqueous dispersions with a head / tail linkage content of ⁇ 90% and a particle size 1 // m.
- the head / tail linkage component is according to Lindner et al. J. Organomet. Chem. 2000, 602, 173 determined by means of inverse gated decoupling 3 C ⁇ 1 H ⁇ NMR.
- Head / tail linkage means alternating ⁇ -olefin / CO copolymers the polymer microstructure -CH (R) -C (O) -CH 2 -.
- the structural element is responsible for the brittle character of highly regioregular polyketones.
- the limit value of the glass transition temperature is meant, according to G. Kanig (Kolloid-Zeitschrift & Zeitschrift für Polymer, Vol. 190, p. 1, equation 1) with increasing molecular weight.
- the glass transition temperature is determined by the DSC method (differential scanning calorimetry, 20 K / min, midpoint measurement, DIN 53765).
- x 1 , x 2 , .... x n are the mass fractions of the monomers 1, 2 n and T g 1 , T g 2 , .... T g n the
- the T g values for the homopolymerizations of most monomers are known and are listed, for example, in Ullmann's Ecyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 5, Vol. A21, p. 169, VCH Weinheim, 1992; Further sources for glass transition temperatures of homopolymers are, for example, J. Brandrup, EH Immergut, Polymer Handbook, 1 st Ed., J. Wiiey, New York 1966, 2 ⁇ d Ed. J. Wiley, New York 1975, and 3 rd Ed. J. Wiley, New York 1989).
- the polymer dispersions according to the invention often have minimum film-forming temperatures. temperatures MFT ⁇ 80 ° C, often ⁇ 50 ° C or ⁇ 30 ° C. Since the MFT is no longer measurable below 0 ° C, the lower limit of the MFT can only be specified by the T g values.
- the MFT is determined in accordance with DIN 53787.
- the process according to the invention makes it possible to obtain aqueous polymer dispersions whose solids content is 0.1 to 70% by weight, frequently 1 to 65% by weight and often 5 to 60% by weight and all values in between.
- the residual monomers remaining in the aqueous polymer system after the main polymerization reaction has ended can be vaporized and / or
- Inert gas stripping can be removed without adversely affecting the polymer properties of the polymers present in the aqueous medium.
- aqueous polymer dispersions obtainable according to the invention are frequently stable for several weeks or months and generally show virtually no phase separation, deposition or coagulum formation during this time. They are particularly suitable as binders in the manufacture of adhesives, such as pressure sensitive adhesives, construction adhesives or industrial adhesives, sealing compounds, plastic plasters and paints, such as for paper coating, disc Persistent colors or for printing inks and varnishes for printing on plastic films as well as for the production of nonwovens or for the production of protective layers and water vapor barriers, such as in priming. These aqueous polymer dispersions can also be used to modify mineral binders or other plastics. They are preferably used for paper applications, paints, textile and leather applications, adhesives, molded foams, sealants, curative plasters, carpet back coatings or pharmaceutical applications.
- the aqueous polymer dispersions obtainable according to the invention can be easily dried into redispersible polymer powders (e.g. freeze drying or spray drying).
- the glass transition temperature of the polymers is> 50 ° C, preferably> 60 ° C, particularly preferably 70 ° C, very particularly preferably> 80 ° C and particularly preferably> 90 ° C or> 100 ° C
- the polymer powders are also suitable as binders in adhesives, sealants, plastic plasters and paints, as well as for the production of nonwovens or for modifying mineral binders, such as mortar or cement, for example in factory dry mortars, repair mortars, gypsum mortars, gypsum building materials, flooring compounds, plasters and leveling compounds and heating compounds , Another use is as modifying additives in other plastics.
- the aqueous polymer dispersions accessible according to the invention have polymer particles which contain no or only very small amounts [optionally, for example, organic hydroxy compound a3)] of organic solvents.
- solvents c) which are sparingly soluble in water
- an odor pollution when polymer films are formed can be avoided by selecting high-boiling solvents c).
- the optionally used solvents c) often act as coalescing agents and thus promote film formation. Due to the process, the polymer dispersions accessible according to the invention have polymer particles with a narrow, monomodal particle size distribution.
- aqueous polymer dispersions obtained are moreover stable for weeks and months even with small amounts of dispersant and generally show virtually no phase separation, deposition or coagulum formation during this time.
- aqueous polymer dispersions are also accessible by the process according to the invention, the polymer particles of which contain, in addition to the polymer, further additives, such as, for example, formulation auxiliaries, antioxidants, light stabilizers, but also dyes, pigments and / or waxes.
- Another advantage of the process according to the invention is that the additives used, for example, the stabilizers used are already in the particle, which makes the mixing very good. This further enables the formulation steps to be reduced.
- [3- (Dibromo) phosphino) propyl] (diphenyl) phosphonium bromide prepared according to B) was cooled to -78 ° C.
- the solid was suspended in precooled solvent (THF in the case of 1 e and diethyl ether at 1c, 1d, 1f).
- a previously filtered arylmagnesium bromide solution in THF was slowly added to this suspension at -78 ° C. After 15 minutes, the mixture was allowed to warm to room temperature and stirred for a further 12 hours. The mixture was then hydrolyzed and neutralized. After extractive work-up, the ligands were obtained with only minor impurities, which were easy to remove after conversion to the palladium complexes. If desired, the pure ligand with sodium cyanide can also be released from these palladium complexes.
- Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (2.19 g, 8.41 mmol, 80 ml CCl 4 ) was brominated (2.69 g bromine, 16.83 mmol, 10 ml CCI) and suspended in diethyl ether (100 ml). The product was quenched with 3,5-dimethylphenyl magnesium bromide (made from 5-bromo-m-xylene (4.68 g, 25.24 mmol, 20 ml THF) and Mg (0.77 g, 31.56 mmol, 20 ml THF )) implemented. After the hydrolysis, the mixture was worked up extractively with dichloromethane. After purification by column chromatography on silica gel with dichloromethane, an oily product was obtained.
- Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (4.40 g, 16.91 mmol, 180 ml CCI 4 ) was brominated (5.40 g bromine, 33.81 mmol, 20 ml CCI 4 ) and suspended in 200 ml ether.
- the product was quenched with 3,5-difluorophenyl magnesium bromide (made from 1-bromo-3,5-difluorobenzene (9.80 g, 50.72 mmol, 20 ml THF)) and Mg (1.55 g, 63.39 mmol, 20 ml THF)) implemented.
- the organic phase was worked up in water extractively with ether.
- the product thus obtained was extracted several times with pentane. After removal of the solvent and purification on silica gel (dichloromethane), the product was obtained.
- Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (4.18 g, 16.05 mmol, 180 ml CCI 4 ) was brominated (5.13 g bromine, 32.1 mmol, 20 ml CCI) and suspended in 200 ml diethyl ether.
- the product was made with 2,4,6-trifluorophenyl magnesium bromide (made from 1 -Bromo-
- Example 2b The product of Example 2b (1.12 g, 1.30 mmol) was dissolved in acetonitrile (70 ml) and AgBF 4 (0.51 g, 2.50 mmol) was added. After stirring for two hours, the mixture was filtered and concentrated to dryness in vacuo. The residue was extracted with dichloromethane, the extract was concentrated and filtered. After adding pentane, the product was obtained as a solid.
- the organic complex solution thus obtained was stirred at room temperature and under an argon atmosphere in an aqueous solution consisting of 100 g deionized water and 1, 0 g Texapon ® NSO (Schwefelklandester sodium salt of n-Dodecanolethoxylat, average ethoxylation Degree of efficiency: 25; Henkel brand) to form an oil-in-water emulsion.
- This emulsion was brought into contact with a sonotrode (Sonifier II 450 from Branson) for 10 minutes and then the average droplet size was determined.
- the average droplet size of the aqueous emulsions was generally determined by means of quasi-elastic dynamic light scattering using a Coulter N4 Plus Particle Analyzer from Coulter Scientific Instruments. In the present case, the mean droplet size was 200 nm.
- the aqueous emulsion obtained was then transferred to a 300 ml steel autoclave equipped with a bar stirrer and the air was displaced by repeated flushing with propylene. Then 10 bar propene and 30 bar carbon monoxide were injected at room temperature. While stirring (500 revolutions per minute), the reaction mixture was heated to 80 ° C. and stirred at this temperature for 2 hours. The reaction mixture was then cooled to room temperature and the contents of the steel autoclave were released to atmospheric pressure. 100 g of an aqueous copolymer dispersion having a solids content of 10% by weight and a coagulum content of ⁇ 1% by weight were obtained. The average particle size was 350 nm. The melting point was determined to be 150.degree.
- the glass transition temperature is 20 ° C.
- the weight average molecular weight was determined by GPC at 30,000 g / mol.
- the aqueous copolymer dispersion was stable and showed no phase separation, deposition or coagulum formation for 10 weeks.
- the solids content was generally determined by drying about 1 g of the aqueous copolymer dispersion in an open aluminum crucible with an inside diameter of about 3 cm in a drying cabinet at 100 ° C. and 10 mbar (absolute) to constant weight. To determine the solids content, two separate measurements were carried out and the corresponding average was formed.
- the coagulum content was generally determined by filtering about 50 g of the aqueous copolymer dispersion obtained through a 45 ⁇ m filter fabric. The filter fabric was then rinsed with 50 ml of deionized water and dried to constant weight at 100 ° C./1 bar (absolute). The coagulum content was determined from the difference in weight of the filter fabric before filtration and the filter fabric after filtration and drying.
- the average particle diameter of the copolymer particles was generally determined by dynamic light scattering on a 0.005 to 0.01 percent by weight aqueous dispersion at 23 ° C. using an Autosizer IIC from Malvern Instruments, England, determined. The average diameter of the cumulative evaluation (cumulant z-average) of the measured autocorrelation function is given (ISO standard 13321).
- the glass transition temperature or melting point was generally determined in accordance with DIN 53765 using a DSC820 instrument, series TA8000 from Mettler-Toledo.
- Example P1 was repeated with the exception that complex 1, 3-bis (diphenylphosphino) propane-bis-acetonitrile-palladium (II) bis (tetrafluoroborate) was used instead of complex compound 4b.
- Example P1 was repeated with the exception that 5 g of styrene were used instead of hexadecane. A dispersion with a solids content of 10% is obtained.
- Example P1 was repeated with the exception that 10 g of 1-hexene were used instead of hexadecane. A dispersion with 18% solids content is obtained. The ratio of the olefins in the propene / 1-hexene / CO terpolymer was determined by 13C NMR and is approximately 70 mol% propene and 30 mol% 1-hexene.
- Example P1 was repeated with the exception that complex 4a was used instead of complex compound 4b. A dispersion with a 4% solids content is obtained.
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung wässriger Polymerisatdispersionen auf Basis von Olefinen durch metallkomplexkatalytische PolymerisationProcess for the preparation of aqueous polymer dispersions based on olefins by metal complex catalytic polymerization
Beschreibungdescription
Verfahren zur Herstellung wässriger Polymerisatdispersionen durch Polymerisation von einem oder mehreren Olefinen gegebenenfalls mit Kohlenmonoxid in wässrigem Medium, in Gegenwart a) eines oder mehrerer Metallkomplexe und b) eines oder mehrerer Dispergiermittel, die wässrigen Copolymerisatdispersionen selbst sowie deren Ver- wendung. Ferner betrifft sie die aus den Polymerisatdispersionen gewonnenen Polyke- tone.Process for the preparation of aqueous polymer dispersions by polymerizing one or more olefins, optionally with carbon monoxide in an aqueous medium, in the presence of a) one or more metal complexes and b) one or more dispersants, the aqueous copolymer dispersions themselves and their use. It also relates to the polyketones obtained from the polymer dispersions.
Copolymerisate aus Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Verbindungen, auch kurz als Polyketone bezeichnet, sind hochmolekulare teilkristalline Verbindungen mit vorteilhaften mechanischen und rheologischen Eigenschaften, hohem Schmelzpunkt, guter Wärmeformbeständigkeit, guter Chemikalienbeständigkeit und guten Barriereeigenschaften gegenüber Wasser und Luft. Diese Eigenschaften werden durch die streng alternierende Abfolge der Monomeren in der Hauptkette mit beeinflußt. Von technischem Interesse sind Polyketone aus Kohlenmonoxid und -Olefinen.Copolymers of carbon monoxide and olefinically unsaturated compounds, also referred to briefly as polyketones, are high-molecular, partially crystalline compounds with advantageous mechanical and rheological properties, high melting point, good heat resistance, good chemical resistance and good barrier properties against water and air. These properties are influenced by the strictly alternating sequence of the monomers in the main chain. Polyketones made from carbon monoxide and olefins are of technical interest.
Polyketone werden im allgemeinen durch übergangsmetallkatalysierte Verfahren hergestellt. Beispielsweise wird in der EP-A 0 121 965 ein mit bidentaten Phosphinligan- den chelatisierter cis-Palladiumkomplex, [Pd(Ph2P(CH2)3PPh2)](OAc)2 (Ph = Phenyl, Ac = Acetyl), eingesetzt. Die Kohlenmonoxidcopolymerisation wird dabei häufig, wie in der EP-A 0 305 011 beschrieben, als Suspensionspolymerisation durchgeführt. Als gut geeignet für die Suspensionspolymerisation haben sich insbesondere Komplexverbindungen mit Bisphosphinchelatliganden erwiesen, deren Reste am Phosphor Ar l- oder substituierte Arylgruppen darstellen. Besonders häufig werden demgemäß als Chelatli- ganden 1 ,3-Bis(diphenylphosphino)propan oder 1 ,3-Bis[di-(o-methoxyphenyl)phos- phino)]propan eingesetzt (s.a. Drent et al., Chem. Rev., 1996, 96, S. 663 bis 681). Die Kohlenmonoxidcopolymerisation in Suspension ist mit dem Nachteil behaftet, dass sich die als Suspensionsmittel gewählten Lösungsmittel nur unter großem Aufwand vom Produkt trennen lassen. Zudem fallen die gebildeten Kohlenmonoxidcopolymerisate (im folgenden "Copolymerisate" genannt) in den organischen Suspensionsmitteln aus und müssen durch Filtration abgetrennt und in Substanz weiterverarbeitet werden. In vielen Anwendungsbereichen, ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Copolymerisate nicht in Substanz, sondern in Form wässriger Copolymerisatdispersionen vorliegen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Copolymerisate beispielsweise als Bindemittel in Klebstoffen, Dichtmassen, Kunststoffputzen oder Anstrichmitteln verwendet werden sollen. Die Herstellung wässriger Copolymerisatdispersionen kann prinzipiell durch entsprechende Suspensionspolymerisation in organischen Lösemitteln, Filtration, Trocknung, Mahlung und Dispergierung der gemahlenen Copolymerisatteilchen in wässrigem Medium erfolgen (sogenannte Sekundärdispersionen). Nachteilig an diesem Stufenkon- zept ist, dass es insgesamt sehr aufwendig ist und oftmals beim Verarbeiten des Polymers wie Mahlen oder Dispergieren Probleme auftreten.Polyketones are generally made by transition metal catalyzed processes. For example, EP-A 0 121 965 describes a cis-palladium complex chelated with bidentate phosphine ligands, [Pd (Ph 2 P (CH 2 ) 3 PPh 2 )] (OAc) 2 (Ph = phenyl, Ac = acetyl), used. The carbon monoxide copolymerization is often carried out as a suspension polymerization, as described in EP-A 0 305 011. Complex compounds with bisphosphine chelate ligands, the residues of which on the phosphorus represent Ar 1 or substituted aryl groups, have proven to be particularly suitable for suspension polymerization. Accordingly, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane or 1,3-bis [di- (o-methoxyphenyl) phosphino)] propane are particularly frequently used as chelating ligands (see also Drent et al., Chem. Rev., 1996, 96, pp. 663 to 681). The disadvantage of carbon monoxide copolymerization in suspension is that the solvents chosen as suspending agents can be separated from the product only with great effort. In addition, the carbon monoxide copolymers formed (hereinafter referred to as "copolymers") precipitate in the organic suspending agents and have to be separated off by filtration and further processed in bulk. In many fields of application, however, it is advantageous if the copolymers are not in bulk but in the form of aqueous copolymer dispersions. This is particularly the case when the copolymers are to be used, for example, as binders in adhesives, sealants, plastic plasters or paints. In principle, aqueous copolymer dispersions can be prepared by appropriate suspension polymerization in organic solvents, filtration, drying, grinding and dispersing the ground copolymer particles in an aqueous medium (so-called secondary dispersions). A disadvantage of this step concept is that overall it is very complex and problems often occur when processing the polymer, such as grinding or dispersing.
Es ist daher ein Ziel, sogenannte primäre wässrige Copolymerisatdispersionen, d.h. wässrige Copolymerisatdispersionen, die direkt durch Copolymerisation von Kohlen- monoxid und olefinisch ungesättigten Verbindungen in wässrigem Medium zugänglich sind, herzustellen.It is therefore an aim to have so-called primary aqueous copolymer dispersions, i.e. to produce aqueous copolymer dispersions which are directly accessible by copolymerization of carbon monoxide and olefinically unsaturated compounds in an aqueous medium.
So beschreibt die DE-A-100 61 877 stabile wässrige Copolymerisatdispersionen aus Kohlenmonoxid und olefinisch ungesättigten Verbindungen, die im wässrigem Medium unter Verwendung spezieller wasserlöslicher Metallkatalysatoren und unter Verwendung spezieller Comonomere hergestellt werden. Die Herstellung von Copolymerisatdispersionen mit den gleichen Metallkatalysatoren jedoch in Anwesenheit von sogenannten Wirtsverbindungen wird in der DE-A-101 25238 beschrieben. Darüber hinaus offenbart die Schrift, dass auch ohne die Verwendung spezieller Comonomere stabile Copolymerisatdispersionen zugänglich sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Copolymerisation von Kohlenmonoxid und der olefinisch ungesättigten Verbindungen in Anwesenheit ethoxylierter Emulgatoren durchgeführt wird.For example, DE-A-100 61 877 describes stable aqueous copolymer dispersions composed of carbon monoxide and olefinically unsaturated compounds which are prepared in an aqueous medium using special water-soluble metal catalysts and using special comonomers. The preparation of copolymer dispersions with the same metal catalysts but in the presence of so-called host compounds is described in DE-A-101 25238. In addition, the document discloses that stable copolymer dispersions are accessible even without the use of special comonomers. This is particularly the case when the copolymerization of carbon monoxide and the olefinically unsaturated compounds is carried out in the presence of ethoxylated emulsifiers.
Die deutsche Anmeldung 101 33042.1 lehrt die Herstellung von primären wässrigen Copolymerisatdispersion unter Verwendung der in der Suspensionspolymerisation üblichen öllöslichen Metallkomplexe in Gegenwart von Lösungsmitteln.German application 101 33042.1 teaches the preparation of primary aqueous copolymer dispersion using the oil-soluble metal complexes customary in suspension polymerization in the presence of solvents.
Gerade weil die Verfahren zur primären wässrigen Copolymerisation eine weitere Verarbeitung des Polymers überflüssig machen sollen und maßgeschneiderte Dispersio- nen zum Ziel haben, sollen die Verfahrensprodukte vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften haben. Zu solchen Eigenschaften gehören insbesondere gute Zug- Dehnung und verbesserte Flexibilität, die im allgemeinen mit höherem Molekulargewicht und größerer Unregelmäßigkeit der Polymerkette zusammenhängen.Precisely because the processes for primary aqueous copolymerization are intended to make further processing of the polymer superfluous and are aimed at tailor-made dispersions, the process products are said to have advantageous application properties. Such properties include, in particular, good tensile elongation and improved flexibility, which are generally related to the higher molecular weight and greater irregularity of the polymer chain.
Daher war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem Polymerdispersion entstehen, die eine größere Unregelmäßigkeit in der Polymerkette und höhere Molekulargewichtsmittel aufweisen. Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung wässriger Polymerisatdispersionen gefunden, durch Polymerisation von einem oder mehreren Olefinen gegebenenfalls mit Kohlenmonoxid in wässrigem Medium, in GegenwartIt was therefore an object of the present invention to provide a process which gives rise to polymer dispersions which have a greater irregularity in the polymer chain and higher average molecular weights. Accordingly, a process has been found for the preparation of aqueous polymer dispersions, by polymerizing one or more olefins, if appropriate with carbon monoxide in an aqueous medium, in the presence
a) eines oder mehrerer Metallkomplexe der allgemeinen Formel Ia) one or more metal complexes of the general formula I.
in der in the
ein Übergangsmetall der Gruppe VIIIB, IB oder IIB des Periodensystems der Elemente,a transition metal from group VIIIB, IB or IIB of the Periodic Table of the Elements,
E und E2 unabhängig voneinander ein Element der Gruppe VA des Periodensystems der Elemente,E and E 2 independently of one another are an element from group VA of the Periodic Table of the Elements,
Y CrC5-Alkylen, das mit Hydroxyl, d-Ce-Alkoxy, Carboxyl, Sulfo, Amino, Ammonium, Phosphono, Phosphonato, Sufamoyl, Amidino, Carbamoyl, Hydroxy- sufonyloxy, Sulfino und C C4-Alkyl substituiert und durch Sauerstoff, Imino, Alkylimino, Silylen oder Mono- oder Dialkylsilylen unterbrochen sein kann o- der einen anellierten cycloaliphatischen Ring oder anelliertes Benzol aufweisen kann oder 1 ,8-Naphthylen,Y CrC 5 alkylene, which is substituted by hydroxyl, d-Ce alkoxy, carboxyl, sulfo, amino, ammonium, phosphono, phosphonato, sufamoyl, amidino, carbamoyl, hydroxysufonyloxy, sulfino and CC 4 alkyl and by oxygen, imino , Alkylimino, silylene or mono- or dialkylsilylene may be interrupted or may have a fused-on cycloaliphatic ring or fused-on benzene or 1,8-naphthylene,
R1 CrC2o-Alkyl, das gegebenenfalls mit Hydroxyl, C C6-Alkoxy, Carboxyl, Sulfo oder Aryl substituiert ist, C6-C1 -Aryl, das gegebenenfalls mit CrC -Alkyl, Hydroxyl, CrC6-Alkoxyl, Carboxyl, Cyano oder einem Rest R2 substituiert ist oder C3-C12-CycloalkylR 1 CrC 2 o-alkyl which is optionally substituted by hydroxyl, CC 6 alkoxy, carboxyl, sulfo or aryl, C 6 -C 1 aryl which is optionally substituted by CrC alkyl, hydroxyl, CrC 6 alkoxyl, carboxyl, Cyano or a radical R 2 is substituted or C 3 -C 12 cycloalkyl
R2 Fluor, Sulfo, Nitro, oder perfluoriertes C1-G10-R 2 fluorine, sulfo, nitro, or perfluorinated C 1 -G 10 -
R , R , R und R unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein Rest R ,R, R, R and R independently of one another are hydrogen or a radical R,
L1 und L2 unabhängig voneinander Phosphane (R7)XPH3.X, Amine (R7)XNH3-X oder Ether (R7)2O mit jeweils gleichen oder verschiedenen Resten R7, Alkohole R7OH, H2O, Pyridinverbindungen C5H5-X(R7)XN, Kohlenmonoxid, Ce-C^-Alkylnitrile, CrC -Arylnitrile oder Olefine, wobei x eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet, Amidionen (R7)hNH2-h, wobei h eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeutet, d-Ce- Alkylanionen, C3-C1 -Cycloalkylanionen, Allylanionen, Methallylanionen, Ben- zylanionen, Arylanionen, Carbonsäureanionen, Sulfonsäureanionen, Ketone oder Diketone, wobei L1 und L2 miteinander durch eine oder mehrere kovalen- te Bindungen verknüpft sein könnenL 1 and L 2 independently of one another phosphines (R 7 ) X PH 3 . X , amines (R 7 ) X NH 3-X or ether (R 7 ) 2 O, each with the same or different radicals R 7 , alcohols R 7 OH, H 2 O, pyridine compounds C 5 H 5-X (R 7 ) X N, carbon monoxide, Ce-C ^ alkyl nitriles, CrC aryl nitriles or olefins, where x is an integer from 0 to 3, amide ions (R 7 ) h NH 2-h , where h is an integer from 0 to 2, d-Ce alkyl anions, C 3 -C 1 cycloalkyl anions, allyl anions, methallyl anions, benzyl anions, aryl anions, carboxylic acid anions, sulfonic acid anions, ketones or diketones, where L 1 and L 2 can be linked to one another by one or more covalent bonds
R7 Wasserstoff, Cι-C2o-Alkyl, das gegebenenfalls mit CrC6-Alkoxy,Mono- oder DKCrCe-alky^amino oder C6-C14-Aryl substituiert ist, C3-C12-Cycloalkyl, oderR 7 is hydrogen, -CC 2 o-alkyl, which is optionally substituted with CrC 6 alkoxy, mono- or DKCrCe-alky ^ amino or C 6 -C 14 aryl, C 3 -C 12 cycloalkyl, or
C6-C14-Aryl,C 6 -C 14 aryl,
An" das Äquivalent eines Anions einer nicht koordinierenden Säure mit pKs < 4,75 undAn " the equivalent of an anion of a noncoordinating acid with pKs <4.75 and
n eine ganze Zahl 0, 1 , 2, 3 oder 4 bedeutet, und b) eines oder mehrerer Dispergiermittel.n is an integer 0, 1, 2, 3 or 4, and b) one or more dispersants.
Außerdem betrifft die Erfindung die nach den Verfahren erhaltenen wässrigen Copoly- merisatdispersionen sowie die aus den Polymerisatdispersionen gewonnenen Polyketone.The invention also relates to the aqueous copolymer dispersions obtained by the processes and to the polyketones obtained from the polymer dispersions.
Als für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Olefine zur Herstellung von Homo- polymerisaten seien genannt: Ethylen, Propylen, 1 -Buten, 2-Buten, Butadien, 1- Penten, 1 -Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Decen und 1-Eicosen, aber auch verzweigte Olefine wie Isobuten, 4-Methyl-1 -penten, Norbornen, Vinylcyclohexen und Vinylcyclo- hexan sowie Styrol, para-Methylstyrol und para-Vinylpyridin, wobei Ethylen und Propylen bevorzugt sind. Besonders bevorzugt ist Ethylen.Examples of suitable olefins for the preparation of homopolymers for the process according to the invention are: ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, butadiene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene and 1-eicosen, but also branched olefins such as isobutene, 4-methyl-1-pentene, norbornene, vinylcyclohexene and vinylcyclohexane, and styrene, para-methylstyrene and para-vinylpyridine, ethylene and propylene being preferred. Ethylene is particularly preferred.
Auch die Copolymerisation zweier oder mehrerer Olefine gelingt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die mitverwendeten Coolefine aus folgenden Gruppen ausgewählt werden können:The copolymerization of two or more olefins is also possible with the process according to the invention, it being possible for the coolefins used to be selected from the following groups:
- Unpolare 1 -Olefine, wie beispielsweise Ethylen, Propylen, 1 -Buten, 2-Buten, Bu- tadien, 1 -Penten, 1 -Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Decen und 1-Eicosen, aber auch verzweigte Olefine, wie beispielsweise Isobuten, 4-Methyl-1 -penten, Vinylcyclohexen und Vinylcyclohexan sowie Styrol, para-Methylstyrol und para- Vinylpyridin, wobei Ethylen, Propylen, 1 -Buten, 1 -Penten, 1 -Hexen, 1-Hepten, 1- Octen, 1-Decen bevorzugt sind. - Olefine, welche polare Gruppen enthalten, wie beispielsweise Acrylsäure, Acryl- säure-CrCs-alkylester, 2-Hydroxyethylacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 4- Hydroxybutylacrylat, Methacrylsäure, Methacrylsäure-CrC8-aIkyIester, C-ι-C6- Alkyl-Vinylether und Vinylacetat, aber auch 10-Undecensäure, 3-Butensäure, 4- Pentensäure, 5-Hexensäure sowie Styrol-4-sulfonsäure. Bevorzugt sind Acrylsäure, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-butylester, 2- Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n- Butylmethacrylat, Ethylvinylether, Vinylacetat, 10-Undecensäure, 3-Butensäure, 4-Pentensäure und 5-Hexensäure.- Nonpolar 1-olefins, such as, for example, ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, butadiene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene and 1-eicosen, but also branched olefins, such as isobutene, 4-methyl-1-pentene, vinylcyclohexene and vinylcyclohexane and styrene, para-methylstyrene and para-vinylpyridine, ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1- octene, 1-decene are preferred. - olefins which contain polar groups, such as, for example, acrylic acid, acrylic acid-CrCs-alkyl ester, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, methacrylic acid, methacrylic acid-CrC 8 -alkyl ester, C 1 -C 6 -alkyl- Vinyl ether and vinyl acetate, but also 10-undecenoic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 5-hexenoic acid and styrene-4-sulfonic acid. Acrylic acid, acrylic acid methyl ester, acrylic acid ethyl ester, acrylic acid n-butyl ester, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, ethyl vinyl ether, vinyl acetate, 10-undecenoic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid and 5-pentenoic acid are preferred.
Der Anteil an Coolefinen im zu polymerisierenden Olefingemisch ist frei wählbar und beträgt üblicherweise < 50 Gew.-%, häufig < 40 Gew.-% und oft < 30 Gew.-% oder < 20 Gew.-%. Werden insbesondere polare Gruppen enthaltende Olefine zur Copolymerisation eingesetzt, beträgt deren Anteil im zu polymerisierenden Olefingemisch in der Regel > 0,1 Gew.-%, > 0,2 Gew.-% oder > 0,5 Gew.-%, und < 2 Gew.-%, < 5 Gew.-% oder < 10 Gew.-%.The proportion of coolefins in the olefin mixture to be polymerized is freely selectable and is usually <50% by weight, frequently <40% by weight and often <30% by weight or <20% by weight. If olefins containing polar groups in particular are used for the copolymerization, their proportion in the olefin mixture to be polymerized is generally> 0.1% by weight,> 0.2% by weight or> 0.5% by weight, and <2 % By weight, <5% by weight or <10% by weight.
Bevorzugt wird zur Herstellung wässriger Polymerisatdispersionen ausschließlich Ethylen als Monomer eingesetzt. Werden wenigstens zwei Olefine zur Polymerisation ein- gesetzt, werden diese häufig aus der Gruppe umfassend Ethylen, Propylen, 1 -Buten, 1 -Hexen und Styrol ausgewählt. Häufig wird Ethylen in Kombination mit Propylen, 1- Buten, 1 -Hexen oder Styrol eingesetzt.For the preparation of aqueous polymer dispersions, preference is given to using only ethylene as the monomer. If at least two olefins are used for the polymerization, these are often selected from the group comprising ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene and styrene. Ethylene is often used in combination with propylene, 1-butene, 1-hexene or styrene.
Werden wässrige Polymerisatdispersionen von Polyketonen hergestellt, so werden als Monomere neben Kohlenmonoxid bevorzugt Propen und/oder 1 -Buten eingesetzt. Häufig werden Propen und/oder 1 -Buten in Kombination mit Ethylen oder anderen 1- Olefinen eingesetzt.If aqueous polymer dispersions of polyketones are produced, propene and / or 1-butene are preferably used as monomers in addition to carbon monoxide. Propene and / or 1-butene are often used in combination with ethylene or other 1-olefins.
Unter wässrigem Medium ist im Rahmen dieser Anmeldung Wasser zu verstehen, das bis zu 10.Gew.-% mit Wasser mischbare Lösungsmittel enthält. Unter mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln sind dabei Lösungsmittel zu verstehen, die in der gewünschten Einsatzmenge bei 25°C und 1 bar mit Wasser mischbar sind. Hierzu zählen neben den unten erwähnten Alkoholen wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Glykol, Glycerin und Methoxyethanol wasserlösliche Ether wie Tetrahydrofuran und Dioxan.In the context of this application, an aqueous medium is understood to mean water which contains up to 10% by weight of water-miscible solvents. Water-miscible solvents are to be understood as solvents which are miscible with water in the desired amount at 25 ° C. and 1 bar. In addition to the alcohols mentioned below such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, glycol, glycerin and methoxyethanol, these include water-soluble ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.
Im Rahmen dieser Schrift liegt den Bezeichnungen für die Gruppen des Periodensystems der Elemente die vom Chemical Abstracts Service bis 1986 verwendete Nomenklatur zugrunde (so enthält beispielsweise die Gruppe VA die Elemente N, P, As, Sb, Bi; die Gruppe IB enthält Cu, Ag, Au). Als Metalle M der erfindungsgemäßen Metallkomplexe eignen sich die Metalle der Gruppen, VIIIB, IB und IIB des Periodensystems der Elemente, also beispielsweise neben Kupfer, Silber oder Zink, auch Eisen, Kobalt und Nickel sowie die Platinmetalle wie Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium und Platin, wobei die Platinmetalle, insbesondere Nickel und Platin und ganz besonders Palladium bevorzugt werden.In the context of this document, the designations for the groups of the Periodic Table of the Elements are based on the nomenclature used by the Chemical Abstracts Service until 1986 (for example, the VA group contains the elements N, P, As, Sb, Bi; the IB group contains Cu, Ag , Au). Suitable metals M of the metal complexes according to the invention are the metals of the groups, VIIIB, IB and IIB of the Periodic Table of the Elements, i.e. in addition to copper, silver or zinc, also iron, cobalt and nickel, and the platinum metals such as ruthenium, rhodium, osmium, iridium and Platinum, the platinum metals, in particular nickel and platinum and very particularly palladium being preferred.
Als Elemente E1 und E2 der Chelatliganden kommen die nichtmetallischen Elemente der 5. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, also beispielsweise Stickstoff, Phosphor oder Arsen in Betracht. Besonders geeignet sind Stickstoff und/oder Phosphor, insbesondere Phosphor. Die Chelatliganden können unterschiedliche Elemente E1 und E2 enthalten, so zum Beispiel Stickstoff und Phosphor. Besonders bevorzugt stehen sowohl E1 als auch E2 für Phosphor.The elements E 1 and E 2 of the chelating ligands are the non-metallic elements of the 5th main group of the periodic table of the elements, for example nitrogen, phosphorus or arsenic. Nitrogen and / or phosphorus, in particular phosphorus, are particularly suitable. The chelating ligands can contain different elements E 1 and E 2 , for example nitrogen and phosphorus. Both E 1 and E 2 are particularly preferably phosphorus.
Wenn in obengenannter Formel Reste von Säuren genannt sind, so können diese Reste unter den Verfahrensbedingungen natürlich auch in Form ihrer Salze vorliegen, die von der Erfindung natürlich mit umfasst werden.If residues of acids are mentioned in the abovementioned formula, these residues can of course also be present in the form of their salts under the process conditions, which of course are also encompassed by the invention.
Alle in der obengenannten Formel auftretenden Alkyl- oder Alkylengruppen können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein.All alkyl or alkylene groups appearing in the above formula can be both straight-chain and branched.
Wenn in der obengenannten Formel substituierte Alkyl- Alkylen- oder Arylgruppen auftreten, so können sie ein- zwei oder dreifach mit den genannten Resten substituiert sein. Ferner können sie mit verschiedenen Resten gleichzeitig substituiert sein.If substituted alkyl, alkylene or aryl groups occur in the above-mentioned formula, they can be substituted once or three times by the radicals mentioned. Furthermore, they can be substituted with different radicals at the same time.
Unter d-C -Alkyl werden die Reste Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl Isobutyl, sec-Butyl, tert.-Butyl verstanden. Unter C-ι-C2o-Alkyl werden die bereits unter C C4 aufgeführten Reste sowie weiterhin Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, tert.-Pentyl, Hexyl , 2- Methylpentyl, Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Isooctyl, Nonyl, Isononyl, Decyl, (die obigen Bezeichnungen Isooctyl, Isononyl und Isodecyl sind Trivialbezeichnungen und stammen von den aus der Oxosynthese erhaltenenen Alkoholen - vgl. dazu Ulimanns En- cyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 7, Seiten 215 bis 217, sowie Band 11 , Seiten 435 und 436).DC-alkyl is understood to mean the radicals methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl isobutyl, sec-butyl, tert-butyl. Among C-ι-C 2 -alkyl, the radicals already listed under CC 4 and further pentyl, isopentyl, neopentyl be, tert-pentyl, hexyl, 2-methylpentyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, isooctyl, nonyl, isononyl , Decyl, (the terms isooctyl, isononyl and isodecyl above are trivial names and come from the alcohols obtained from oxo synthesis - cf. Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th edition, volume 7, pages 215 to 217, and volume 11 , Pages 435 and 436).
Unter C3-C12-Cycloalkyl werden bevorzugt die Reste Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclo- pentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl und Cyclododecyl verstanden. Unter C6-C1 -Aryl werden bevorzugt Phenyl, 1 -Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2- Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl und 9- Phenanthryl verstanden.C 3 -C 12 cycloalkyl is preferably understood to mean the radicals cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl and cyclododecyl. C 6 -C 1 -Aryl is preferably phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthryl, 2-anthryl, 9-anthryl, 1-phenanthryl, 2-phenanthryl, 3-phenanthryl, 4-phenanthryl and 9- Understood phenanthryl.
Unter d-Ce-Alkoxy werden bevorzugt Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n- Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy, tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, n-Hexoxy und iso-Hexoxy.Among d-Ce-alkoxy are preferably methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, iso-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, n-pentoxy, iso-pentoxy, n-hexoxy and iso-hexoxy.
Reste Y sind z.B. Methylen, Ethylen, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylen, 12-, 2,3- oder 1 ,4-Butylen, (CH2)2O(CH2)2) (CH2)3O(CH2)2, (CH2)3θ(CH2)3, (CH2)2θ(CH2)O(CH2)2l (CH2)2NH(CH2)2, (CH2)3NH(CH2)2j (CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2, (CH2)2N(CH3)(CH2)2, (CH2)3N(CH3)(CH2)2 oder (CH2)2N(CH3)(CH2)2H(CH3XCH2)2> Norboman-2,3-diylen, Cyclopropan-1 ,2-diylen, 1 ,2-Phenylen, 1 ,8-Naphthylen, Dimethylsilylen oder Diphenylsilylen.Y radicals are, for example, methylene, ethylene, 1,2- or 1,3-propylene, 12-, 2,3- or 1,4-butylene, (CH 2 ) 2 O (CH 2 ) 2) (CH 2 ) 3 O (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 3θ (CH 2 ) 3 , (CH2) 2θ (CH2) O (CH 2 ) 2l (CH 2 ) 2NH (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 3 NH (CH 2 ) 2j (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 , (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 or (CH 2 ) 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 H (CH 3 XCH 2 ) 2> norboman-2,3-diylene, cyclopropane-1,2-diylene, 1,2-phenylene, 1 , 8-naphthylene, dimethylsilylene or diphenylsilylene.
Reste R1 sind neben den obengenannten Alkylresten, z.B. 2-Hydroxyethyl, 2- oder 3- Hydroxypropyl, 2- oder 4-Hydroxybutyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, Isobutyryl, Sulfo- methyl, 2-Sulfoethyl, 2- oder 3-SuIfopropyl, 2- oder 4-Sulfobutyl.In addition to the above-mentioned alkyl radicals, R 1 are, for example, 2-hydroxyethyl, 2- or 3-hydroxypropyl, 2- or 4-hydroxybutyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, sulfomethyl, 2-sulfoethyl, 2- or 3-sulfopropyl , 2- or 4-sulfobutyl.
Reste R1 und R7 sind z.B. Benzyl, 1- oder 2-Phenylethyl, 1 -Phenylprop-1 -yl, 2- Phenylprop-1 -yl, 3-Phenylprop-1 -yl, 1 -Phenylbut-1 -yl, 2-Phenylbut-1 -yl, 3-Phenylbut-1 - yl, 4-Phenylbut-1-yl, -1-Phenylbut-2-yl, 2-Phenylbut-2-yl, 3-Phenylbut-2-yl, 4-Phenylbut- 2-yl, 1-(Phenylmethyl)-1-eth-1-yl, 1-(Phenylmethyl)-1-(methyl)-eth-1-yl, 1- (Phenylmethyl)-I -prop-1 -yl,R 1 and R 7 are, for example, benzyl, 1- or 2-phenylethyl, 1-phenylprop-1 -yl, 2-phenylprop-1 -yl, 3-phenylprop-1 -yl, 1-phenylbut-1 -yl, 2 -Phenylbut-1-yl, 3-phenylbut-1-yl, 4-phenylbut-1-yl, -1-phenylbut-2-yl, 2-phenylbut-2-yl, 3-phenylbut-2-yl, 4- Phenylbut-2-yl, 1- (phenylmethyl) -1-eth-1-yl, 1- (phenylmethyl) -1- (methyl) -eth-1-yl, 1- (phenylmethyl) -I-prop-1 - yl,
Reste R7 sind weiterhin z.B. Dimethylamino, Diethylamino und Diisopropylamino.R 7 radicals are furthermore, for example, dimethylamino, diethylamino and diisopropylamino.
L1 und L2 werden unabhängig voneinander ausgewählt aus:L 1 and L 2 are selected independently of one another from:
- Phosphanen der Formel (R7)XPH3-X, mit x für eine ganze Zahl zwischen 0 und 3- Phosphanes of the formula (R 7 ) X PH 3-X , with x for an integer between 0 and 3
- Aminen der Formel (R7)XNH3-X> mit x für eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 - Ethern (R7)2O wie Dimethylether, Diethylether oder bevorzugt Tetrahydrofuran,Amines of the formula (R 7 ) X NH 3 -X> with x for an integer between 0 and 3 - ethers (R 7 ) 2 O such as dimethyl ether, diethyl ether or preferably tetrahydrofuran,
- Alkoholen (R7)OH wie Methanol oder Ethanol,Alcohols (R 7 ) OH such as methanol or ethanol,
- Pyridinverbindungen der Formel C5H5-X(R7)XN mit x für eine ganze Zahl zwischen 0 und 3, wie Pyridin, 2-Picolin, 3-Picolin, 4-Picolin, 2,3-Lutidin, 2,4-Lutidin, 2,5-Lulidin, 2,6-Lutidin oder 3,5-Lutidin, - G-ι-Cι2-Alkylnitrilen oder C6-C14-Arylnitrilen, wie Acelonitril, Propionitril, Butyronitril oder BenzonitrilPyridine compounds of the formula C 5 H 5-X (R 7 ) X N with x for an integer between 0 and 3, such as pyridine, 2-picoline, 3-picoline, 4-picoline, 2,3-lutidine, 2, 4-lutidine, 2,5-lulidine, 2,6-lutidine or 3,5-lutidine, - G-ι-Cι 2 alkyl nitriles or C 6 -C 14 aryl nitriles, such as acelonitrile, propionitrile, butyronitrile or benzonitrile
- Olefinen wie Ethenyl, Propenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl, Cyclohexenyl oder Norbornenyl,Olefins such as ethenyl, propenyl, cis-2-butenyl, trans-2-butenyl, cyclohexenyl or norbornenyl,
- Amidionen (R7)hNH2_h, wobei h eine ganze Zahl zwischen 0 und 2 bedeutet - C C6-Alkylanionen und C3-C14-Cycloalkylanionen wie Me", (C2H5)", (C3H7)", (n-C4H9)" , (tert.-C4H9)- oder (C6H13)" - Amide ions (R 7 ) h NH 2 _ h , where h is an integer between 0 and 2 - CC 6 alkyl anions and C 3 -C 14 cycloalkyl anions such as Me " , (C 2 H 5 ) " , (C 3 H 7 ) " , (nC 4 H 9 ) " , (tert.-C 4 H 9 ) - or (C 6 H 13 ) "
- Allylanionen oder Methallylanionen,Allyl ions or methallyl ions,
- Benzylanionen oder Arylanionen, wie (C6H5), - Carbonsäureanionen insbesondere C bis C7-Carbonsäureanionen wie, Trifluorace- tat, Trichloracetat, Propionat, Oxalat, Citrat, Benzoat, bevorzugt Acetat- Benzyl anions or aryl anions, such as (C 6 H 5 ), - Carboxylic acid anions, in particular C to C 7 carboxylic acid anions such as, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, preferably acetate
- Ketonen und Diketonen wie Aceton, Acetylaceton- Ketones and diketones such as acetone, acetylacetone
- Sulfonsäureanionen wie Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat und bevorzugt p- Toluolsulfonat.- Sulfonic acid anions such as methyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate and preferably p-toluenesulfonate.
Ferner sind geeignete Liganden L und L2 H2O, Kohlenmonoxid, Nitrate und Hydrid.Suitable ligands are also L and L 2 H 2 O, carbon monoxide, nitrates and hydride.
In einer besonderen Ausführungsform sind L1 und L2 miteinander durch eine oder mehrere kovalente Bindungen verknüpft. Beispiele für solche Liganden sind 1 ,5- Cyclooctadienyl-Liganden ("COD"), Cyclooct-1 -en-4-yl, 1 ,6-Cyclodecenyl-Liganden oder 1 ,5,9-all-trans-Cyclododecatrienyl-Liganden.In a particular embodiment, L 1 and L 2 are linked to one another by one or more covalent bonds. Examples of such ligands are 1,5-cyclooctadienyl ligands ("COD"), cyclooct-1-en-4-yl, 1,6-cyclodecenyl ligands or 1,5,9-all-trans-cyclododecatrienyl ligands.
In einer weiteren besonderen Ausführung ist L1 Tetramethylethylendiamin, wobei nur ein Stickstoff mit dem Metall koordiniert.In a further special embodiment, L 1 is tetramethylethylenediamine, only one nitrogen coordinating with the metal.
Vorzugsweise verwendet man-als L1 und L2 Acetonitril, Acetylaceton, Trifluoracetat, Benzonitril, Tetrahydrofuran, Diethylether, Acetat, Tosylat oder Wasser, sowie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Phenyl, Benzyl, Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, Sulfat, Carbonat und Nitrat. Insbesondere werden als Liganden L1 und L2 Acetat, Acetonitril und Tetrahydrofuran bevorzugt.Preferably used as L 1 and L 2 are acetonitrile, acetylacetone, trifluoroacetate, benzonitrile, tetrahydrofuran, diethyl ether, acetate, tosylate or water, and also methyl, ethyl, propyl, butyl, phenyl, benzyl, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, sulfate, carbonate and nitrate , In particular, preferred ligands L 1 and L 2 are acetate, acetonitrile and tetrahydrofuran.
Grundsätzlich können die Liganden L1 und L2 in jeder beliebigen Ligandkombination vorliegen. Häufig liegen in den Metallkomplexen L1 und L2 als identische Liganden vor.Basically, the ligands L 1 and L 2 can be in any ligand combination. The metal complexes L 1 and L 2 are frequently present as identical ligands.
Generell können die Metalle M in den Komplexen formal ungeladen, formal einfach positiv oder vorzugsweise formal zweifach positiv geladen vorliegen. Je nach formalerIn general, the metals M can be present in the complexes in a formally uncharged, formally single positive or preferably formally double positive. Depending on the formal
Ladung des das Metall M enthaltenden Komplexfragments und der Ladung der Liganden L1 und L2 liegen die Metallkomplexe als Neutralverbindung oder als Kation vor. Zur Ladungsneutralisation weisen sie dementsprechend Anionen X auf. Ist das M-enlhal- tende Komplexfragment jedoch formal ungeladen, so enthält der Metallkomplex gemäß Formel (I) kein Anion X. Vorteilhafterweise werden Anionen X eingesetzt, die möglichst wenig nucleophil sind, d.h. eine möglichst geringe Tendenz haben, mit dem Zentralmetall M eine starke Wechselwirkung, ob ionisch, koordinativ oder kovalent, einzugehen. Geeignete Anionen X sind beispielsweise Perchlorat, Sulfat, Phosphat, Nitrat und Car- boxylate, wie beispielsweise Acetat, Trifluoracetat, Trichloracetat, Propionat, Oxalat, Citrat, Benzoat, sowie konjugierte Anionen von Organosulfonsäuren wie zum Beispiel Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat und p-Toluolsulfonat, weiterhin Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat, Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Tetrakis[bis(3,5-trifluormethyl)- phenyl]borat, Hexafluorophosphat, Hexafluoroarsenat oder Hexafluoroantimonat. Vorzugsweise verwendet man Perchlorat, Trifluoracetat, Sulfonate wie Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat, p-Toluolsulfonat, Tetrafluoroborat oder Hexafluorophosphat und insbesondere Trifluormethylsulfonat, Trifluoracetat, Perchlorat oder p-Toluolsulfonat.Charge of the complex fragment containing the metal M and the charge of the ligands L 1 and L 2 , the metal complexes are present as a neutral compound or as a cation. Accordingly, they have anions X for charge neutralization. However, if the M-containing complex fragment is formally uncharged, the metal complex according to formula (I) contains no anion X. Advantageously, anions X are used which are as little nucleophilic as possible, ie have as little tendency as possible, with the central metal M a strong one Interaction, whether ionic, coordinative or covalent. Suitable anions X are, for example, perchlorate, sulfate, phosphate, nitrate and carboxylates, such as, for example, acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, and conjugated anions of organosulfonic acids, for example methylsulfonate, trifluoromethylsulfonate and p-toluenesulfonate Tetrafluoroborate, tetraphenyl borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis [bis (3,5-trifluoromethyl) phenyl] borate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate or hexafluoroantimonate. Perchlorate, trifluoroacetate, sulfonates such as methyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate, p-toluenesulfonate, tetrafluoroborate or hexafluorophosphate and in particular trifluoromethyl sulfonate, trifluoroacetate, perchlorate or p-toluenesulfonate are preferably used.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Komplexverbindungen I sind dadurch charakterisiert, das der Rest R2 und gegebenenfalls die Reste R3, R4, R5 und/oder R6 Fluor, Sulfo, Nitro oder perfluoriertes CrC10-Alkyl tragen. Man nimmt an, dass aufgrund ihres elektronenziehenden Charakters derartige Reste die vorteilhaften Eigenschaften der Komplexe bewirken. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, in denen die Reste R2, R3 und/oder R4 für Trifluormethyl stehen.The complex compounds I to be used according to the invention are characterized in that the radical R 2 and optionally the radicals R 3 , R 4 , R 5 and / or R 6 carry fluorine, sulfo, nitro or perfluorinated CrC 10 alkyl. It is believed that due to their electron-withdrawing nature, such residues bring about the beneficial properties of the complexes. Compounds of the formula I in which the radicals R 2 , R 3 and / or R 4 represent trifluoromethyl are particularly preferred.
Es wurde gefunden, das die gemäß obigem Verfahren hergestellten Dispersionen besonders gute Eigenschaften aufweisen, wenn die Reste R1 von dem Rest der Formel IIIt has been found that the dispersions prepared according to the above process have particularly good properties when the R 1 radicals differ from the rest of the formula II
verschieden sind. Das heißt, dass der Rest R1 für Gt-C20-Alkyl, das gegebenenfalls mit Hydroxyl, d-Ce-Alkoxy, Carboxyl, Sulfo oder Aryl substituiert ist oder C3-C12-Cycloalkyl steht und wenn R1 C6-C14-Aryl, das gegebenenfalls mit CrC4-Alkyl, Hydroxyl, Gι-C6- Alkoxyl, Carboxyl, Cyano oder einem Rest R2 substituiert ist, bedeutet, sich der Rest in Art und/oder Zahl der Substituenten vom Rest der Formel II unterscheidet. Insbesondere weist Aryl als Bedeutung von R1 keinen der unter R2 genannten Reste auf. are different. This means that the radical R 1 is G t -C 20 alkyl, which is optionally substituted by hydroxyl, d-Ce-alkoxy, carboxyl, sulfo or aryl or is C 3 -C 12 cycloalkyl and when R 1 is C 6 -C 14 aryl, which is optionally substituted with CrC 4 alkyl, hydroxyl, Gι-C 6 - alkoxyl, carboxyl, cyano or a radical R 2 , means the radical in nature and / or number of substituents from the rest of the Formula II differs. In particular, aryl as the meaning of R 1 has none of the radicals mentioned under R 2 .
Beispiele für Reste der Formel II sind 3,5,-Bis(trifluoromβthyl)phenyl, 2,6- Bis(trifluormelhyl)phenyl sowie 2,4,6-Tris(trifluormeihyl)phenyl.Examples of radicals of the formula II are 3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl, 2,6-bis (trifluoromethyl) phenyl and 2,4,6-tris (trifluoromethyl) phenyl.
Bevorzugt werden Metallkomplexe l eingesetzt, in denenMetal complexes 1 are preferably used in which
M für Nickel, Palladium oder Platin, insbesondere Palladium und E für Stickstoff oder insbesondere Phosphor steht und Y, R\ R2, R3, R4, R5, R6, L1, L2, R7, An" und n die obengenannte Bedeutung haben. Insbesondere werden Metallkomplexe I eingesetzt, in denenM stands for nickel, palladium or platinum, in particular palladium and E for nitrogen or in particular phosphorus and Y, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , L 1 , L 2 , R 7 , An " and n have the meaning given above. In particular, metal complexes I are used in which
M für Nickel, Palladium oder Platin, insbesondere Palladium E für Stickstoff oder insbesondere Phosphor und R1 Ce-Cu-Aryl, das gegebenenfalls mit CrC4-Alkyl, Hydroxyl, CrC6-Alkoxyl, Carboxyl, Cyano oder einem Rest R2 substituiert ist, steht und Y, R2, R3, R4, R5, R6, L1, L2, R7, An" und n die obengenannte Bedeutung haben.M for nickel, palladium or platinum, in particular palladium E for nitrogen or in particular phosphorus and R 1 Ce-Cu aryl, which is optionally substituted by CrC 4 alkyl, hydroxyl, CrC 6 alkoxyl, carboxyl, cyano or a radical R 2 , and Y, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , L 1 , L 2 , R 7 , An " and n have the meaning given above.
Ganz besonders bevorzugt werden Metallkomplexe I eingesetzt, in denenMetal complexes I in which
M für Palladium E für Phosphor undM for palladium E for phosphorus and
R1 C6-C1 -Aryl, das gegebenenfalls mit d-C4-Alkyl, Hydroxyl, CrC6-Alkoxyl, Carboxyl oder Cyano substituiert ist und Y, R2, R3, R4, R5, R6, L1, L2, R7, An" und n die obengenannte Bedeutung haben.R 1 is C 6 -C 1 aryl, which is optionally substituted with dC 4 alkyl, hydroxyl, CrC 6 alkoxyl, carboxyl or cyano and Y, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , L 1 , L 2 , R 7 , An " and n have the meaning given above.
Die Synthese der Metall komplexe der allgemeinen Formel I ist an sich bekannt. Die Synthese der Komplexe der Formel I kann analog der Lehren der Schriften Lindner et al, J. Organomet Chem. 2000, 602, 173 erfolgen.The synthesis of the metal complexes of the general formula I is known per se. The synthesis of the complexes of the formula I can be carried out analogously to the teachings of the Lindner et al, J. Organomet Chem. 2000, 602, 173.
Die Gesamtmenge an eingesetztem Metallkomplex I liegt im allgemeinen bei 10"7 bis 10"2 mol/l, häufig bei 10'6 bis 10"3 mol/l und oft bei 10"5 bis 10"4 mol/l, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge aus Wasser, olefinisch ungesättigten Verbindungen und gegebenenfalls organischen Lösungsmitteln.The total amount of metal complex I used is generally 10 "7 to 10 " 2 mol / l, often 10 '6 to 10 "3 mol / l and often 10 " 5 to 10 "4 mol / l, each based on the total amount of water, olefinically unsaturated compounds and optionally organic solvents.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Metallkomplexe der Formel I können sowohl in der Weise verwendet werden, dass man sie nach Umsetzung der Liganden mit der Metallverbindung erst isoliert und dann in das Polymerisationssystem aus Monomeren, wässrigem Medium und Dispergiermittel einbringt, als auch als sogenanntes insitu- System eingesetzt werden, wobei man auf die Isolierung der Komplexverbindung verzichtet. Bevorzugt führt man die Polymerisation in Gegenwart eines oder mehrerer Metalle der Nebengruppe VIIIB, das in Salzform oder Komplexform vorliegt, und eines Chelatliganden der allgemeinen Formel III Rl • R1 The metal complexes of the formula I to be used according to the invention can be used either by first isolating them after the reaction of the ligands with the metal compound and then introducing them into the polymerization system comprising monomers, aqueous medium and dispersant, and also as a so-called in-situ system , the isolation of the complex compound being dispensed with. The polymerization is preferably carried out in the presence of one or more metals from subgroup VIIIB, which is in salt or complex form, and a chelate ligand of the general formula III Rl • R 1
:1:1
in der E1, E2, Y, R1, R2, R3, R4 und R5 obengenannte Bedeutung haben, eines Dispergiermittels und gegebenenfalls einer Säure a2) durch. in which E 1 , E 2 , Y, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 have the abovementioned meaning, of a dispersant and optionally an acid a2).
In einem bevorzugten Verfahren werden die vorgenannten Metallkomplexe I in Gegenwart von Säuren a2), welche man auch als sogenannte Aktivatoren bezeichnet, eingesetzt.In a preferred process, the aforementioned metal complexes I are used in the presence of acids a2), which are also referred to as activators.
Als Aktivatorverbindungen a2) kommen sowohl mineralische Protonensäuren als auch Lewis-Säuren in Frage. Geeignet als Protonensäuren sind zum Beispiel Schwefelsäure, Salpetersäure, Borsäure, Tetrafluorborsäure, Perchlorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Trifluoressigsäure, Trif luormethansulfonsäure oder Methansulfonsäure. Bevorzugt wird auf p-Toluolsulfonsäure und Tetrafluorborsäure zurückgegriffen. Als Lewis-Säuren kommen beispielsweise Borverbindungen, wie Triphenylboran, Tris(pentafluorphenyl)- boran, Tris(p-chlorphenyl)boran oder Tris(3,5-bis-(trif Iuormethyl)phenyl)boran oder A- luminium-, Zink-, Antimon- oder Titanverbindungen mit lewissaurem Charakter in Frage. Es können auch Mischungen von Protonensäuren bzw. Lewis-Säuren sowie Protonen- und Lewis-Säuren im Gemisch eingesetzt werden.Both mineral protonic acids and Lewis acids are suitable as activator compounds a2). Suitable protonic acids are, for example, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, tetrafluoroboric acid, perchloric acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid or methanesulfonic acid. P-Toluenesulfonic acid and tetrafluoroboric acid are preferably used. Examples of Lewis acids are boron compounds such as triphenylborane, tris (pentafluorophenyl) borane, tris (p-chlorophenyl) borane or tris (3,5-bis (trif Iuormethyl) phenyl) borane or aluminum, zinc, Antimony or titanium compounds with a Lewis acidic character in question. Mixtures of protonic acids or Lewis acids and protonic and Lewis acids in a mixture can also be used.
Das molare Verhältnis von optional eingesetzter Säure a2) zu Metallkomplex a1 ) der Formel I, bezogen auf die Menge an Metall M, liegt im allgemeinen im Bereich von 60:1 bis 1:1 , häufig von 25:1 bis 2:1 und oft von 12:1 bis 3:1.The molar ratio of optionally used acid a2) to metal complex a1) of the formula I, based on the amount of metal M, is generally in the range from 60: 1 to 1: 1, frequently from 25: 1 to 2: 1 and often from 12: 1 to 3: 1.
In einem ebenfalls bevorzugten Verfahren werden die vorgenannten Metallkomplexe a1 ) gemeinsam mit den Säuren a2) in Gegenwart von organischen Hydroxyverbindung a3) eingesetzt.In a likewise preferred process, the aforementioned metal complexes a1) are used together with the acids a2) in the presence of organic hydroxy compound a3).
Geeignete organische Hydroxyverbindungen a3) sind alle niedermolekularen organischen Stoffe (Mw < 500), die eine oder mehrere Hydroxylgruppen besitzen. Bevorzugt sind niedere Alkohole mit 1 bis 6 C— Atomen, wie Methanol, Ethanol, n-oder i-Pro- panol, n-Butanol, s-Butanol oder t-Butanol. Außerdem können aromatische Hydroxyverbindungen, wie z.B. Phenol, eingesetzt werden. Ebenfalls geeignet sind z.B. Zucker, wie Fructose, Glucose oder Lactose. Weiterhin geeignet sind Polyalkohole, wie Ethylenglykol, Glyzerin oder auch Polyvinylalkohol. Selbstverständlich können auch Mischungen mehrerer Hydroxyverbindungen a3) eingesetzt werden.Suitable organic hydroxy compounds a3) are all low molecular weight organic substances (M w <500) which have one or more hydroxyl groups. Lower alcohols having 1 to 6 carbon atoms, such as methanol, ethanol, n- or i-propanol, n-butanol, s-butanol or t-butanol, are preferred. Aromatic hydroxy compounds, such as phenol, can also be used. Sugars such as fructose, glucose or lactose are also suitable. Also suitable are polyalcohols, such as Ethylene glycol, glycerin or polyvinyl alcohol. Mixtures of several hydroxy compounds a3) can of course also be used.
Das molare Verhältnis von optional eingesetzter Hydroxyverbindung a3) zu Metallkom- plex a1), bezogen auf die Menge an Metall M, liegt im allgemeinen im Bereich von 0 bis 100000, oft von 500 bis 50000 und häufig von 1000 bis 10000.The molar ratio of optionally used hydroxy compound a3) to metal complex a1), based on the amount of metal M, is generally in the range from 0 to 100,000, often from 500 to 50,000 and often from 1,000 to 10,000.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls eingesetzten Dispergiermittel können Emulgatoren oder Schutzkolloide sein.The dispersants likewise used in the process according to the invention can be emulsifiers or protective colloids.
Geeignete Schutzkolloide sind beispielsweise Polyvinylalkohole, Polyalkylenglykole, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren, Gelatinederivate oder Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid, 2-Acrylamido-2-methylpropan- sulfonsäure und/oder 4-Styrolsulfonsäure enthaltende Copolymerisate und deren Alka- limetallsalze aber auch N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylcarbazol, 1-Suitable protective colloids are, for example, polyvinyl alcohols, polyalkylene glycols, alkali metal salts of polyacrylic acids and polymethacrylic acids, gelatin derivatives or acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and / or 4-styrenesulfonic acid and vinyl alcohols, as well as alkali metal sulfonates, and their alkali metal sulfonates, too. N-vinylcaprolactam, N-vinylcarbazole, 1-
Vinylimidazol, 2-Vinylimidazol, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Acrylamid, Methacrylamid, amingruppentragende Acrylate, Methacrylate, Acrylamide und/oder Methacrylamide enthaltende Homo- und Copolymerisate. Eine ausführliche Beschreibung weiterer geeigneter Schutzkolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Che- mie, Band XIV/1 , Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme- Verlag, Stuttgart, 1961 , S. 411 bis 420.Vinylimidazole, 2-vinylimidazole, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylamide, methacrylamide, amine group-bearing acrylates, methacrylates, acrylamides and / or homo- and copolymers containing methacrylamides. A detailed description of other suitable protective colloids can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular Substances, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pp. 411 to 420.
Selbstverständlich können auch Gemische aus Schutzkolloiden und/oder Emulgatoren eingesetzt werden. Häufig werden als Dispergiermittel b) ausschließlich Emulgatoren eingesetzt, deren relative Molekulargewichte im Unterschied zu den Schutzkolloiden üblicherweise unter 1000 liegen. Sie können sowohl anionischer, kationischer oder nichtionischer Natur sein. Selbstverständlich müssen im Falle der Verwendung von Gemischen grenzflächenaktiver Substanzen die Einzelkomponenten miteinander verträglich sein, was im Zweifelsfall an Hand weniger Vorversuche überprüft werden kann. Im allgemeinen sind anionische Emulgatoren untereinander und mit nichtionischen Emulgatoren verträglich. Desgleichen gilt auch für kationische Emulgatoren, während anionische und kationische Emulgatoren meistens nicht miteinander verträglich sind. Eine Übersicht geeigneter Emulgatoren findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1 , Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stutt- gart, 1961 , S. 192 bis 208.Mixtures of protective colloids and / or emulsifiers can of course also be used. Often only emulsifiers are used as dispersants b), the relative molecular weights of which, in contrast to the protective colloids, are usually below 1000. They can be of anionic, cationic or nonionic nature. Of course, if mixtures of surface-active substances are used, the individual components must be compatible with one another, which can be checked in the case of doubt using a few preliminary tests. In general, anionic emulsifiers are compatible with one another and with nonionic emulsifiers. The same applies to cationic emulsifiers, while anionic and cationic emulsifiers are usually not compatible with one another. An overview of suitable emulsifiers can be found in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Volume XIV / 1, Macromolecular Substances, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pp. 192 to 208.
Erfindungsgemäß werden als Dispergiermittel b) insbesondere anionische, kationische und/oder nichtionische Emulgatoren eingesetzt. Gebräuchliche nichtionische Emulgatoren sind z.B. ethoxylierte Mono-, Di- und Tri- Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C4 bis C12) sowie ethoxylierte Fettalkohole (EO-Grad: 3 bis 80; Alkylrest: C8 bis C36). Beispiele hierfür sind die Lutensol® A-Marken (C12C14-Fettalkoholethoxylate, EO-Grad: 3 bis 8), Lutensol® AO-Marken (C13Cι5- Oxoalkoholethoxylate, EO-Grad: 3 bis 30), Lutensol® AT-Marken (Cι6C18-According to the invention, anionic, cationic and / or nonionic emulsifiers are used in particular as dispersants b). Common nonionic emulsifiers are, for example, ethoxylated mono-, di- and tri-alkylphenols (EO grade: 3 to 50, alkyl radical: C 4 to C 12 ) and ethoxylated fatty alcohols (EO grade: 3 to 80; alkyl radical: C 8 to C) 36 ). Examples of these are the Lutensol ® A brands (C 12 C 14 fatty alcohol ethoxylates, EO grade: 3 to 8), Lutensol ® AO brands (C 13 C 5 - oxo alcohol ethoxylates, EO grade: 3 to 30), Lutensol ® AT brands (Cι 6 C 18 -
Fettalkoholethoxylate, EO-Grad: 11 bis 80), Lutensol® ON-Marken (C10-Oxoalkohol- ethoxylate, EO-Grad: 3 bis 11 ) und die Lutensol® TO-Marken (C13-Oxoalkoholeth- oxylate, EO-Grad: 3 bis 20) der Fa. BASF AG.Fatty alcohol ethoxylates, EO grade: 11 to 80), Lutensol ® ON grades (C 10 oxo alcohol ethoxylates, EO grade: 3 to 11) and the Lutensol ® TO grades (C 13 oxo alcohol ethoxylates, EO grade : 3 to 20) from BASF AG.
Übliche anionische Emulgatoren sind z.B. Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkyl- sulfaten (Alkylrest: C8 bis C12), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (EO-Grad: 4 bis 30, Alkylrest: C12 bis C18) und ethoxylierter Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkylrest: C bis C12), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12 bis C18) und von Al- kylarylsulfonsäuren (Alkylrest: C9 bis C18).Typical anionic emulsifiers are, for example, alkali metal and ammonium salts of alkyl sulfates (alkyl radical: C 8 to C 12 ), of sulfuric acid semiesters of ethoxylated alkanols (EO degree: 4 to 30, alkyl radical: C 12 to C 18 ) and ethoxylated alkyl phenols (EO Grade: 3 to 50, alkyl radical: C to C 12 ), of alkyl sulfonic acids (alkyl radical: C 12 to C 18 ) and of alkylarylsulfonic acids (alkyl radical: C 9 to C 18 ).
Als weitere anionische Emulgatoren haben sich ferner Verbindungen der allgemeinen Formel (IV)Compounds of the general formula (IV) have also proven to be further anionic emulsifiers.
worin R8 und R9 Wasserstoff oder C4- bis C24-Alkyl bedeuten und nicht gleichzeitigwherein R 8 and R 9 are hydrogen or C 4 - to C 24 -alkyl and not simultaneously
Wasserstoff sind, und D1 und D2 Alkalimetallionen und/oder Ammoniumionen sein können, erwiesen. In der allgemeinen Formel IV bedeuten R8 und R9 bevorzugt lineare oder verzweigte Alkylreste mit 6 bis 18 C-Atomen, insbesondere mit 6, 12 und 16 C- Atomen oder Wasserstoff, wobei R8 und R9 nicht beide gleichzeitig Wasserstoff sind. D1 und D2 sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammonium, wobei Natrium besonders bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind Verbindungen IV, in denen D und D2 Natrium, R8 ein verzweigter Alkylrest mit 12 C-Atomen und R9 Wasserstoff oder R8 ist. Häufig werden technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des monoalkylierten Produktes aufweisen, wie beispielsweise Dowfax® 2A1 (Marke der Dow Chemical Company). Die Verbindungen IV sind allgemein bekannt, z.B. aus US-A 4 269 749, und im Handel erhältlich.Are hydrogen, and D 1 and D 2 can be alkali metal ions and / or ammonium ions. In the general formula IV, R 8 and R 9 are preferably linear or branched alkyl radicals having 6 to 18 carbon atoms, in particular having 6, 12 and 16 carbon atoms or hydrogen, where R 8 and R 9 are not both hydrogen at the same time. D 1 and D 2 are preferably sodium, potassium or ammonium, with sodium being particularly preferred. Compounds IV in which D and D 2 are sodium, R 8 is a branched alkyl radical having 12 C atoms and R 9 is hydrogen or R 8 are particularly advantageous. Industrial mixtures are used which have a share of 50 to 90 wt .-% of the monoalkylated product, for example Dowfax ® 2A1 (trademark of Dow Chemical Company). The compounds IV are generally known, for example from US Pat. No. 4,269,749, and are commercially available.
Geeignete kationenaktive Emulgatoren sind in der Regel einen C6- bis C18-Alkyl-, C6- Ciβ-Alkylaryl- oder heterocyclischen Rest aufweisende primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze, Aikanolammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazolini- umsalze, Oxazoliniumsalze, Morpholiniumsalze, Thiazoliniumsalze sowie Salze von Aminoxiden, Chinoliniumsalze, Isochinoliniumsalze, Tropyli umsalze, Sulfoniumsalze und Phosphoniumsalze. Beispielhaft genannt seien Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Sulfat, die Sulfate oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N-Trimethyl- ammonium)ethylparaffinsäureester, N-Cetylpyridiniumsulfat, N-Laurylpyridiniumsulfat sowie N-Cetyl-N , N , N-trimethylammoniumsulf at, N-Dodecyl-N , N , N-trimethylammonium- sulfat, N-Octyl-N,N,N-trimethlyammoniumsulfat, N,N-Distearyl-N,N-dimethylammo- niumsulfat sowie das Gemini-Tensid N,N'-(Lauryldimethyl)ethylendiamindisuIfat, etho- xyliertes Talgfettalkyl-N-methylammoniumsulfat und ethoxyliert.es Oleylamin (beispiels- weise Uniperol® AC der Fa. BASF AG, ca. 12 Ethylenoxideinheiten). Zahlreiche weitere Beispiele finden sich in H. Stäche, Tensid-Taschenbuch, Carl-Hanser-Verlag, München, Wien, 1981 und in McCutcheon's, Emulsifiers & Detergents, MC Publishing Company, Glen Rock, 1989. Wesentlich ist, dass die anionischen Gegengruppen möglichst gering nucleophil sind, wie beispielsweise Perchlorat, Sulfat, Phosphat, Nitrat und Carboxylate, wie beispielsweise Acetat, Trifluoracetat, Trichloracetat, Propionat, Oxa- lat, Citrat, Benzoat, sowie konjugierte Anionen von Organosulfonsäuren, wie zum Beispiel Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat und para-Toluolsulfonat, weiterhin Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat, Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Tetrakis[bis(3,5- trifluormethyl)phenyl]borat, Hexafluorophosphat, Hexafluoroarsenat oder Hexafluoroan- timonat.Suitable cationic emulsifiers are usually a C 6 - to C 18 -alkyl, C 6 - having Ciβ-alkylaryl or heterocyclic group, primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium salts, Aikanolammoniumsalze, pyridinium salts, Imidazolini- salts, oxazolinium salts, morpholinium salts, thiazolinium salts and salts of amine oxides, quinolinium salts, isoquinolinium salts, tropylium salts, sulfonium salts and phosphonium salts. Examples include dodecylammonium acetate or the corresponding sulfate, the sulfates or acetates of the various 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethyl paraffinates, N-cetylpyridinium sulfate, N-laurylpyridinium sulfate and N-cetyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate , N-Dodecyl-N, N, N-trimethylammonium sulfate, N-Octyl-N, N, N, N-trimethylammonium sulfate, N, N-distearyl-N, N-dimethylammonium sulfate and the gemini surfactant N, N'- (lauryl) ethylendiamindisuIfat, ethosulfate xyliertes tallow alkyl-N-methyl ammonium sulfate and ethoxyliert.es oleylamine (beispiels- as Uniperol.RTM ® AC from. BASF AG, about 12 ethylene oxide). Numerous other examples can be found in H. Stächen, Tensid-Taschenbuch, Carl-Hanser-Verlag, Munich, Vienna, 1981 and in McCutcheon's, Emulsifiers & Detergents, MC Publishing Company, Glen Rock, 1989. It is essential that the anionic countergroups are as possible are low nucleophilic, such as perchlorate, sulfate, phosphate, nitrate and carboxylates, such as acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, oxalate, citrate, benzoate, and conjugated anions of organosulfonic acids, such as methyl sulfonate, trifluoromethyl sulfonate and para-toluenesulfonate , furthermore tetrafluoroborate, tetraphenyl borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis [bis (3,5-trifluoromethyl) phenyl] borate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate or hexafluoroantimonate.
Die als Dispergiermittel b) bevorzugt eingesetzten Emulgatoren werden vorteilhaft in einer Gesamtmenge von 0,005 bis 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,01 bis 7 Gew.- Teilen, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-Teilen, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile der olefinisch ungesättigten Verbindungen, eingesetzt. Dabei wird die Emulgatormenge häufig so gewählt, dass innerhalb der wässrigen Phase die kritische Micellbildungs- konzentration der verwendeten Emulgatoren im wesentlichen nicht überschritten wird.The emulsifiers preferably used as dispersants b) are advantageously used in a total amount of 0.005 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 7 parts by weight, in particular 0.1 to 5 parts by weight, based in each case on 100 parts by weight. Parts of the olefinically unsaturated compounds used. The amount of emulsifier is frequently chosen so that the critical micelle formation concentration of the emulsifiers used is essentially not exceeded within the aqueous phase.
Die Gesamtmenge der als Dispergiermittel b) zusätzlich oder stattdessen eingesetzten Schutzkolloide beträgt oft 0,1 bis 10 Gew.-Teile und häufig 0,2 bis 7 Gew.-Teile, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile der olefinisch ungesättigten Verbindungen.The total amount of protective colloids additionally or instead used as dispersant b) is often 0.1 to 10 parts by weight and often 0.2 to 7 parts by weight, based in each case on 100 parts by weight of the olefinically unsaturated compounds.
Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante können optional auch gering in Wasser lösliche organische Lösemittel c) eingesetzt werden. Geeignete Lösemittel c) sind flüs- sige aliphatisehe und aromatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 30 C-Atomen, wie beispielsweise n-Pentan und Isomere, Cyclopentan, n-Hexan und Isomere, Cyclohexan, n-Heptan und Isomere, n-Octan und Isomere, n-Nonan und Isomere, n-Decan und I- somere, n-Dodecan und Isomere, n-Tetradecan und Isomere, n-Hexadecan und Isomere, n-Octadecan und Isomere, Eicosan, Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Cumol, o-, m- oder p-Xylol, Mesitylen, sowie allgemein Kohlenwasserstoffgemische im Siedebereich von 30 bis 250 °C. Ebenfalls einsetzbar sind Hydroxyverbindungen, wie gesättigte und ungesättigte Fettalkohole mit 10 bis 32 C-Atomen, beispielsweise n-Dodecanol, n- Tetradecanol, n-Hexadecanol und deren Isomeren oder Cetylalkohol, Cerylalkohol o- der Myricylalkohol (Gemisch aus C30- und C31 -Alkoholen) Ester, wie beispielsweise Fettsäureester mit 10 bis 32 C-Atomen im Säureteil und 1 bis 10 C-Atomen im Alkoholteil oder Ester aus Carbonsäuren und Fettalkoholen mit 1 bis 10 C-Atomen im Carbonsäureteil und 10 bis 32 C-Atomen im Alkoholteil. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gemische vorgenannter Lösemittel einzusetzen.According to a preferred process variant, organic solvents c) which are only slightly soluble in water can optionally be used. Suitable solvents c) are liquid aliphatic and aromatic hydrocarbons with 5 to 30 carbon atoms, such as, for example, n-pentane and isomers, cyclopentane, n-hexane and isomers, cyclohexane, n-heptane and isomers, n-octane and isomers, n-nonane and isomers, n-decane and isomers, n-dodecane and isomers, n-tetradecane and isomers, n-hexadecane and isomers, n-octadecane and isomers, eicosane, benzene, toluene, ethylbenzene, cumene, o- , m- or p-xylene, mesitylene, and generally hydrocarbon mixtures in the boiling range from 30 to 250 ° C. Hydroxy compounds, such as saturated and unsaturated fatty alcohols with 10 to 32 C atoms, for example n-dodecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol and their isomers or cetyl alcohol, ceryl alcohol or myricylic alcohol (mixture of C 30 - and C 31 -Alcohols) esters, such as fatty acid esters with 10 to 32 carbon atoms in the acid part and 1 to 10 carbon atoms in the alcohol part or esters of carboxylic acids and fatty alcohols with 1 to 10 carbon atoms in the carboxylic acid part and 10 to 32 carbon atoms in the alcohol part , Of course, it is also possible to use mixtures of the aforementioned solvents.
Abhängig von den hydrophilen Resten des Metallkomplexes benötigt man gar keine oder nur geringe Mengen an Lösemittel c). Die Lösemittelgesamtmenge beträgt bis zu 15 Gew.-Teilen, bevorzugt 0,001 bis 10 Gew.-Teilen und insbesondere bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile Wasser.Depending on the hydrophilic residues of the metal complex, no or only small amounts of solvent c) are required. The total amount of solvent is up to 15 parts by weight, preferably 0.001 to 10 parts by weight and particularly preferably 0.01 to 5 parts by weight, in each case based on 100 parts by weight of water.
Vorteilhaft ist es, wenn die Löslichkeit des Lösemittels c) oder des Lösemittelgemisches unter Reaktionsbedingungen im wässrigen Reaktionsmedium möglichst < 50 Gew.-%, < 40 Gew.-%, < 30 Gew.-%, < 20 Gew.-% oder < 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtlösemittelmenge, ist.It is advantageous if the solubility of solvent c) or of the solvent mixture under reaction conditions in the aqueous reaction medium is preferably <50% by weight, <40% by weight, <30% by weight, <20% by weight or <10 % By weight, based in each case on the total amount of solvent.
Lösemittel c) werden insbesondere dann eingesetzt, wenn die olefinisch ungesättigten Verbindungen unter Reaktionsbedingungen (Druck/Temperatur) gasförmig sind, wie dies beispielsweise bei Ethen, Propen, 1 -Buten und/oder i-Buten der Fall ist.Solvents c) are used in particular when the olefinically unsaturated compounds are gaseous under reaction conditions (pressure / temperature), as is the case, for example, with ethene, propene, 1-butene and / or i-butene.
Nach einem bevorzugten Verfahren polymerisiert man ein oder mehrere Olefine gege- benenfalls mit Kohlenmonoxid in wässrigem Medium in Gegenwart vonAccording to a preferred process, one or more olefins are optionally polymerized with carbon monoxide in an aqueous medium in the presence of
a) einem oder mehreren Metallkomplexen der allgemeinen Formel I b) Dispergiermitteln und gegebenenfalls c) gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln,a) one or more metal complexes of the general formula I b) dispersants and optionally c) slightly water-soluble organic solvents,
wobei die Metallkomplexe a) in einer Teil- oder der Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln c) gelöst sind und die Teil- oder die Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemittel c), wel- ehe die Metallkomplexe I gelöst enthält, im wässrigen Medium als disperse Phase mit einem mittleren Tröpfchendurchmesser < 1000 nm vorliegt.wherein the metal complexes a) are dissolved in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c) and the part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents Solvent c), which contains dissolved metal complexes I, is present in the aqueous medium as a disperse phase with an average droplet diameter <1000 nm.
Vorzugweise wird die Copolymerisation in Gegenwart von a1 ) Metallkomplexen der allgemeinen Formel I a2) einer Säure und a3) gegebenenfalls einer organischen HydroxyverbindungThe copolymerization is preferably carried out in the presence of a1) metal complexes of the general formula I a2) an acid and a3) optionally an organic hydroxy compound
durchgeführt.carried out.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Gesamtmenge der Metallkomplexe a1 ) einschließlich der gegebenenfalls mitverwendeten Säuren a) und organischen Hydroxyverbindungen a3) in einer Teil- oder der Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln c) gelöst. Anschließend wird die Teil- oder die Gesamtmenge der olefinisch ungesättig- ten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemittel c), welche die Metallkomplexe a1 ) gelöst enthält, in Anwesenheit von Dispergiermitteln b) im wässrigen Medium als disperse Phase mit einem mittleren Tröpfchendurchmesser < 1000 nm dispergiert und bei Reaktionstemperatur Kohlenmonoxid sowie die gegebenenfalls verbliebenen Restmengen der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln c) kontinuierlich oder diskontinuierlich zugegeben.According to a preferred embodiment, the total amount of the metal complexes a1), including any acids a) and organic hydroxy compounds a3), is dissolved in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c). Then the partial or total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c), which contains the metal complexes a1) in solution, in the presence of dispersants b) in the aqueous medium as a disperse phase with a medium Droplet diameter <1000 nm dispersed and at the reaction temperature carbon monoxide and any remaining amounts of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c) added continuously or discontinuously.
Eine bevorzugte Verfahrensvariante wird so durchgeführt, dass man in einem ersten Schritt die Gesamtmenge der Metallkomplexe a1 ) sowie der optional verwendeten Säuren a2) und der organischen Hydroxyverbindungen a3) in einer Teil- oder der Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln c) löst. Anschließend wird diese Lösung gemeinsam mit den Dispergiermitteln b) in wässrigem Medium unter Ausbildung von Öl-in-Wasser- Dispersionen mit einem mittleren Tröpfchendurchmesser > 1000 nm, den sogenannten Makroemulsionen, dispergiert. Danach überführt man diese Makroemulsionen mit bekannten Maßnahmen in ÖI-in-Wasser-Emulsionen mit einem mittleren Tröpfchendurchmesser < 1000 nm, den sogenannten Miniemulsionen und versetzt diese bei Reaktionstemperatur mit Kohlenmonoxid sowie der gegebenenfalls verbliebenen Restoder Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln c).A preferred process variant is carried out in such a way that in a first step the total amount of the metal complexes a1) and the optionally used acids a2) and the organic hydroxy compounds a3) in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the small amount in water soluble organic solvents c) dissolves. This solution is then dispersed together with the dispersants b) in an aqueous medium with the formation of oil-in-water dispersions with an average droplet diameter> 1000 nm, the so-called macroemulsions. These macroemulsions are then converted into oil-in-water emulsions with an average droplet diameter <1000 nm, the so-called mini emulsions, using known measures, and carbon monoxide and any remaining or total amount of the olefinically unsaturated compounds and / or the small amount are added to them at the reaction temperature Water-soluble organic solvents c).
Die mittlere Größe der Tröpfchen der dispersen Phase der erfindungsgemäß zu verwendenden wässrigen ÖI-in-Wasser-Emulsionen lässt sich nach dem Prinzip der quasielastischen dynamischen Lichtslreuung bestimmen (der sogenannte z-mittlere Tröpf- chendurchmesser dz der unimodalen Analyse der Autokorrelationsfunktion). In den Beispielen dieser Schrift wurde dazu ein Coulier N4 Plus Particle Analyser der Fa. Coulter Scientific Instruments verwendet (1 bar, 25 °C). Die Messungen wurden an verdünnten wässrigen Miniemulsionen vorgenommen, deren Gehalt an nicht wässrigen Bestandteilen 0,01 Gew.-% betrug. Die Verdünnung wurde dabei mittels Wasser vor- genommen, das zuvor mit den in der wässrigen Emulsion enthaltenen olefinisch unge- sättigten Verbindungen und/oder gering in Wasser löslichen organischen Lösemitteln c) gesättigt worden war. Letztere Maßnahme soll verhindern, dass mit der Verdünnung eine Änderung der Tröpfchendurchmesser einhergeht.The average size of the droplets of the disperse phase of the aqueous oil-in-water emulsions to be used according to the invention can be determined according to the principle of quasi-elastic dynamic light scattering (the so-called z-average droplet diameter d z of the unimodal analysis of the autocorrelation function). In the examples in this document, a Coulier N4 Plus Particle Analyzer from Coulter Scientific Instruments was used (1 bar, 25 ° C.). The measurements were carried out on dilute aqueous mini-emulsions whose content of non-aqueous constituents was 0.01% by weight. The dilution was carried out using water which had previously been mixed with the olefinically unsaturated saturated compounds and / or slightly water-soluble organic solvents c) had been saturated. The latter measure is intended to prevent a change in the droplet diameter associated with the dilution.
Erfindungsgemäß sind die solchermaßen für die sogenannten Miniemulsionen ermittelten Werte für dz normalerweise < 700 nm, häufig < 500 nm. Günstig ist erfindungsgemäß der d2-Bereich von 100 nm bis 400 nm bzw. von 100 nm bis 300 nm. Im Normalfall beträgt d2 der erfindungsgemäß einzusetzenden wässrigen Miniemulsion > 40 nm.According to the invention, the values for d z determined in this way for the so-called mini-emulsions are normally <700 nm, frequently <500 nm. According to the invention, the d 2 range from 100 nm to 400 nm or from 100 nm to 300 nm is favorable. In the normal case, d 2 of the aqueous miniemulsion to be used according to the invention> 40 nm.
Die allgemeine Herstellung von wässrigen Miniemulsionen aus wässrigen Makroemulsionen ist dem Fachmann bekannt (vgl. P.L. Tang, E.D. Sudol, CA. Silebi und M.S. El- Aasser in Journal of Applied Polymer Science, Vol. 43, S. 1059 bis 1066 [1991]).The general production of aqueous mini-emulsions from aqueous macroemulsions is known to the person skilled in the art (cf. PL Tang, ED Sudol, CA. Silebi and MS El-Aasser in Journal of Applied Polymer Science, Vol. 43, pp. 1059 to 1066 [1991]) ,
Zu diesem Zweck können beispielsweise Hochdruckhomogenisatoren angewendet werden. Die Feinverteilung der Komponenten wird in diesen Maschinen durch einen hohen lokalen Energieeintrag erzielt. Zwei Varianten haben sich diesbezüglich besonders bewährt.High-pressure homogenizers, for example, can be used for this purpose. The fine distribution of the components in these machines is achieved through a high local energy input. Two variants have proven particularly useful in this regard.
Bei der ersten Variante wird die wässrige Makroemulsion über eine Kolbenpumpe auf über 1000 bar verdichtet und anschließend durch einen engen Spalt entspannt. Die Wirkung beruht hier auf einem Zusammenspiel von hohen Scher- und Druckgradienten und Kavitation im Spalt. Ein Beispiel für einen Hochdruckhomogenisator, der nach diesem Prinzip funktioniert, ist der Niro-Soavi Hochdruckhomogenisator Typ NS1001 L Panda.In the first variant, the aqueous macroemulsion is compressed to over 1000 bar using a piston pump and then expanded through a narrow gap. The effect here is based on an interaction of high shear and pressure gradients and cavitation in the gap. An example of a high-pressure homogenizer that works on this principle is the Niro-Soavi high-pressure homogenizer type NS1001 L Panda.
Bei der zweiten Variante wird die verdichtete wässrige Makroemulsion über zwei gegeneinander gerichtete Düsen in eine Mischkammer entspannt. Die Feinverteilungs- wirkung ist hier vor allem von den hydrodynamischen Verhältnissen in der Mischkammer abhängig. Ein Beispiel für diesen Homogenisatortyp ist der Microfluidizer Typ M 120 E der Microfluidics Corp. In diesem Hochdruckhomogenisator wird die wässrige Makroemulsion mittels einer pneumatisch betriebenen Kolbenpumpe auf Drücke von bis zu 1200 atm komprimiert und über eine sogenannte "interaclion chamber" entspannt. In der "interaction chamber" wird der Emulsionsstrahl in einem Mikrokanalsys- tem in zwei Strahlen aufgeteilt, die unter einem Winkel von 180° aufeinandergeführt werden. Ein weiteres Beispiel für einen nach dieser Homogenisierungsart arbeitenden Homogenisator ist der Nanojet Typ Expo der Nanojet Engineering GmbH. Allerdings sind beim Nanojet anstatt eines festen Kanalsystems zwei Homogenisierventile eingebaut, die mechanisch verstellt werden können. Neben den zuvor erläuterten Prinzipien kann die Homogenisierung aber z.B. auch durch Anwendung von Ultraschall (z.B. Branson Sonifier II 450) erfolgen. Die Feinverteilung beruht hier auf Kavitationsmechanismen. Für die Homogenisierung mittels Ultraschall sind grundsätzlich auch die in der GB-A 22 50 930 und der US-A 5,108,654 beschriebenen Vorrichtungen geeignet. Die Qualität der im Schallfeld erzeugten wässrigen Miniemulsion hängt dabei nicht nur von der eingebrachten Schallleistung, sondern auch noch von anderen Faktoren, wie z. B. der Intensitätsverteilung des Ultraschalls in der Mischkammer, der Verweilzeit, der Temperatur und den physikalischen Eigenschaften der zu emulgierenden Stoffe, beispielsweise von der Zähigkeit, der Grenzflächenspannung und dem Dampfdruck ab. Die resultierende Tröpfchengröße hängt dabei u.a. von der Konzentration des Emulgators sowie von der bei der Homogenisierung eingetragenen Energie ab und ist daher z.B. durch entsprechende Veränderung des Homogenisierungsdrucks bzw. der entsprechenden Ultraschallenergie gezielt einstellbar.In the second variant, the compressed aqueous macroemulsion is expanded into a mixing chamber via two opposing nozzles. The fine distribution effect is primarily dependent on the hydrodynamic conditions in the mixing chamber. An example of this type of homogenizer is the M 120 E microfluidizer from Microfluidics Corp. In this high-pressure homogenizer, the aqueous macroemulsion is compressed to a pressure of up to 1200 atm by means of a pneumatically operated piston pump and expanded via a so-called "interaclion chamber". In the "interaction chamber", the emulsion jet is divided into two jets in a microchannel system, which are brought together at an angle of 180 °. Another example of a homogenizer working according to this type of homogenization is the Nanojet type Expo from Nanojet Engineering GmbH. However, instead of a fixed duct system, two homogenizing valves are installed in the Nanojet, which can be adjusted mechanically. In addition to the principles explained above, homogenization can also be carried out, for example, by using ultrasound (eg Branson Sonifier II 450). The fine distribution here is based on cavitation mechanisms. In principle, the devices described in GB-A 22 50 930 and US-A 5,108,654 are also suitable for homogenization by means of ultrasound. The quality of the aqueous miniemulsion generated in the sound field depends not only on the sound power introduced, but also on other factors such as e.g. B. the intensity distribution of ultrasound in the mixing chamber, the residence time, the temperature and the physical properties of the substances to be emulsified, for example on the toughness, the interfacial tension and the vapor pressure. The resulting droplet size depends, inter alia, on the concentration of the emulsifier and on the energy introduced during the homogenization and can therefore be set in a targeted manner, for example by changing the homogenization pressure or the corresponding ultrasound energy.
Für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Miniemulsion aus konventionellen Makroemulsionen mittels Ultraschall hat sich insbesondere die in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 197 56 874 beschriebene Vorrichtung bewährt. Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung, die einen Reaktionsraum oder ei- nen Durchflussreaktionskanal und wenigstens ein Mittel zum Übertragen von Ultra- Schallwellen auf den Reaktionsraum bzw. den Durchflussreaktionskanal aufweist, wobei das Mittel zum Übertragen von Ultraschallwellen so ausgestaltet ist, dass der gesamte Reaktionsraum, bzw. der Durchflussreaktionskanal in einem Teilabschnitt, gleichmäßig mit Ultraschallwellen bestrahlt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Ab- strahlfläche des Mittels zum Übertragen von Ultraschallwellen so ausgestaltet, dass sie im wesentlichen der Oberfläche des Reaktionsraums entspricht bzw., wenn der Reaktionsraum ein Teilabschnitt eines Durchfluss-Reaktionskanals ist, sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Kanals erstreckt, und dass die zu der Abstrahlfläche im wesentlichen senkrechte Tiefe des Reaktionsraums geringer als die maximale Wir- kungstiefe der Ultraschallübertragungsmittel ist.The device described in the older German patent application DE 197 56 874 has proven particularly useful for producing the aqueous mini-emulsion from conventional macroemulsions according to the invention by means of ultrasound. This is a device which has a reaction space or a flow-through reaction channel and at least one means for transmitting ultrasound waves to the reaction space or the flow-through reaction channel, the means for transmitting ultrasound waves being designed in such a way that the entire reaction space , or the flow-through reaction channel in one section, can be irradiated uniformly with ultrasonic waves. For this purpose, the radiation surface of the means for transmitting ultrasound waves is designed such that it essentially corresponds to the surface of the reaction space or, if the reaction space is a partial section of a flow-through reaction channel, extends essentially over the entire width of the channel , and that the depth of the reaction space, which is essentially perpendicular to the radiation surface, is less than the maximum effective depth of the ultrasound transmission means.
Unter dem Begriff "Tiefe des Reaktionsraums" versteht man hier im wesentlichen den Abstand zwischen der Abstrahlfläche des Ultraschallübertragungsmittels und dem Boden des Reaktionsraums.The term “depth of the reaction space” here essentially means the distance between the radiation surface of the ultrasound transmission means and the bottom of the reaction space.
Bevorzugt werden Reaktionsraumliefen bis zu 100 mm. Vorteilhaft sollte die Tiefe des Reaktionsraums nicht mehr als 70 mm und besonders vorteilhaft nicht mehr als 50 mm betragen. Die Reaktionsräume können prinzipiell auch eine sehr geringe Tiefe aufweisen, jedoch sind im Hinblick auf eine möglichst geringe Verstopfungsgefahr und eine leichte Reinigbarkeit sowie einen hohen Produktdurchsatz Reaktionsraumtiefen bevor- zugt, die wesentlich größer als beispielsweise die üblichen Spalthöhen bei Hochdruckhomogenisatoren sind und meist über 10 mm betragen. Die Tiefe des Reaktionsraums ist vorteilhafterweise veränderbar, beispielsweise durch unterschiedlich tief in das Gehäuse eintauchenden Ultraschallübertragungsmittel.Reaction space runs up to 100 mm are preferred. The depth of the reaction space should advantageously not be more than 70 mm and particularly advantageously not more than 50 mm. The reaction spaces can in principle also have a very small depth, but in view of the lowest possible risk of clogging and easy cleaning and a high product throughput, reaction space depths are preferred. trains that are much larger than, for example, the usual gap heights in high-pressure homogenizers and are usually over 10 mm. The depth of the reaction space can advantageously be changed, for example by means of ultrasound transmission means immersed in the housing at different depths.
Gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Vorrichtung entspricht die Abstrahlfläche des Mittels zum Übertragen von Ultraschall im wesentlichen der Oberfläche des Reaktionsraums. Diese Ausführungsform dient zum absatzweisen Herstellen der erfindungsgemäß eingesetzten Miniemulsionen. Mit dieser Vorrichtung kann Ultraschall auf den gesamten Reaktionsraum einwirken. Im Reaktionsraum wird durch den axialen Schalistrahlungsdruck eine turbulente Strömung erzeugt, die eine intensive Quervermischung bewirkt.According to a first embodiment of this device, the radiation area of the means for transmitting ultrasound corresponds essentially to the surface of the reaction space. This embodiment serves for the batchwise production of the mini-emulsions used according to the invention. With this device, ultrasound can act on the entire reaction space. In the reaction chamber, a turbulent flow is generated by the axial sound radiation pressure, which causes intensive cross-mixing.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist eine derartige Vorrichtung eine Durch- f lusszelle auf. Dabei ist das Gehäuse als Durchf luss-Reaktionskanal ausgebildet, der einen Zufluss und einen Abfluss aufweist, wobei der Reaktionsraum ein Teilabschnitt des Durchflussreaktionskanals ist. Die Breite des Kanals ist die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufende Kanalausdehnung. Hierin überdeckt die Abstrahlfläche die gesamte Breite des Strömungskanals quer zur Strömungsrichtung. Die zu dieser Breite senkrechte Länge der Abstrahlfläche, das heißt die Länge der Abstrahlfläche in Strömungsrichtung, definiert den Wirkungsbereich des Ultraschalls. - Gemäß einer vorteilhaften Varianten dieser ersten Ausführungsform, hat der Durch- fluss-Reaktionskanal einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Wird in einer Seite des Rechtecks ein ebenfalls rechteckiges Ultraschallübertragungsmittel mit ent- sprechenden Abmessungen eingebaut, so ist eine besonders wirksame und gleichmäßige Beschallung gewährleistet. Aufgrund der im Ultraschallfeld herrschenden turbulenten Strömungsverhältnisse, kann jedoch auch beispielsweise ein rundes Übertragungsmittel ohne Nachteile eingesetzt werden. Außerdem können anstelle eines einzigen Ultraschallübertragungsmittels mehrere separate Ü bertrag ungsmittel angeordnet werden, die in Strömungsrichtung gesehene hintereinander geschaltet sind. Dabei können sowohl die Abstrahlflächen als auch die Tiefe des Reaktionsraums, das heißt der Abstand zwischen der Abstrahlfläche und dem Boden des Durchflusskanals variieren.According to a second embodiment, such a device has a flow cell. The housing is designed as a flow-through reaction channel, which has an inflow and an outflow, the reaction space being a partial section of the flow-through reaction channel. The width of the channel is the channel extension which is essentially perpendicular to the direction of flow. The radiation area covers the entire width of the flow channel transverse to the direction of flow. The length of the radiation surface perpendicular to this width, that is to say the length of the radiation surface in the direction of flow, defines the effective range of the ultrasound. According to an advantageous variant of this first embodiment, the flow-through reaction channel has an essentially rectangular cross section. If a likewise rectangular ultrasound transmission medium with corresponding dimensions is installed in one side of the rectangle, a particularly effective and uniform sound system is guaranteed. Due to the turbulent flow conditions prevailing in the ultrasonic field, however, a round transmission means can also be used without disadvantages, for example. In addition, instead of a single ultrasound transmission means, a plurality of separate transmission means can be arranged, which are connected in series as seen in the flow direction. Both the radiation surfaces and the depth of the reaction space, that is to say the distance between the radiation surface and the bottom of the flow channel, can vary.
Besonders vorteilhaft ist das Mittel zum Übertragen von Ultraschallwellen als Sonotro- de ausgebildet, deren der freien Abstrahlfläche abgewandtes Ende mit einem Ultraschallwandler gekoppelt ist. Die Ultraschallwellen können beispielsweise durch Ausnutzung des umgekehrten piezoelektrischen Effekts erzeugt werden. Dabei werden mit Hilfe von Generatoren hochfrequente elektrische Schwingungen (üblicherweise im Be- reich von 10 bis 100 kHz, vorzugsweise zwischen 20 und 40 kHz) erzeugt, über einen piezoelektrischen Wandler in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz umgewandelt und mit der Sonotrode als Übertragungselement in das zu beschallende Medium eingekoppelt.The means for transmitting ultrasound waves is particularly advantageously designed as a sonotrode, whose end facing away from the free radiation surface is coupled to an ultrasound transducer. The ultrasonic waves can be generated, for example, by utilizing the reverse piezoelectric effect. With the help of generators, high-frequency electrical vibrations (usually in the range from 10 to 100 kHz, preferably between 20 and 40 kHz) are generated via one piezoelectric transducer converted into mechanical vibrations of the same frequency and coupled with the sonotrode as a transmission element in the medium to be sonicated.
Besonders bevorzugt ist die Sonotrode als stabförmiger, axial abstrahlender λ/2(bzw. Vielfache von λ/2)-Längsschwinger ausgebildet. Eine solche Sonotrode kann beispielsweise mittels eines an einem ihrer Schwingungsknoten vorgesehenen Flansches in einer Öffnung des Gehäuses befestigt werden. Damit kann die Durchführung der Sonotrode in das Gehäuse druckdicht ausgebildet werden, so dass die Beschallung auch unter erhöhtem Druck im Reaktionsraum durchgeführt werden kann. Vorzugsweise ist die Schwingungsamplitude der Sonotrode regelbar, das heißt die jeweils eingestellte Schwingungsamplitude wird online überprüft und gegebenenfalls automatisch nachgeregelt. Die Überprüfung der aktuellen Schwingungsamplitude kann beispielsweise durch einen auf der Sonotrode angebrachten piezoelektrischen Wandler oder einen Dehnungsmessstreifen mit nachgeschalteter Auswerteelektronik erfolgen.The sonotrode is particularly preferably designed as a rod-shaped, axially radiating λ / 2 (or multiple of λ / 2) longitudinal oscillators. Such a sonotrode can be fastened in an opening of the housing, for example, by means of a flange provided on one of its vibration nodes. The lead-through of the sonotrode into the housing can thus be made pressure-tight, so that the sonication can also be carried out under increased pressure in the reaction space. The oscillation amplitude of the sonotrode can preferably be regulated, that is to say the respectively set oscillation amplitude is checked online and, if necessary, automatically readjusted. The current vibration amplitude can be checked, for example, by a piezoelectric transducer mounted on the sonotrode or a strain gauge with downstream evaluation electronics.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung derartiger Vorrichtungen sind im Reaktionsraum Einbauten zur Verbesserung des Durchströmungs- und Durchmischungsverhaltens vorgesehen. Bei diesen Einbauten kann es sich beispielsweise um einfache Ablenkplatten oder unterschiedlichste, poröse Körper handeln.According to a further advantageous embodiment of such devices, baffles are provided in the reaction space to improve the flow and mixing behavior. These internals can be, for example, simple deflection plates or a wide variety of porous bodies.
Im Bedarfsfall kann die Vermischung außerdem durch ein zusätzliches Rührwerk weiter intensiviert werden. Vorteilhafterweise ist der Reaktionsraum temperierbar.If necessary, the mixing can also be further intensified by an additional agitator. The reaction space can advantageously be temperature-controlled.
Aus den vorgenannten Ausführungen wird klar, dass nach einer bevorzugten Verfahrensvariante nur solche organischen Lösemittel c) oder Lösemittelgemische eingesetzt werden können, deren Löslichkeit im wässrigen Medium unter Reaktionsbedingungen klein genug ist, um mit den angegebenen Mengen Lösemitteltröpfchen < 1000 nm als separate Phase auszubilden. Darüber hinaus muss die Lösefähigkeit der gebildeten Lösemitteltröpfchen groß genug sein, die Metallkomplexe a1 ), die Säuren a2) und die organischen Hydroxyverbindungen a3) aufzunehmen. Entsprechendes gilt auch für die olefinisch ungesättigten Verbindungen, wenn diese ohne organische Lösemittel c) eingesetzt werden sowie für Gemische aus olefinisch ungesättigten Verbindungen und organischen Lösemitteln c).From the above statements it is clear that, according to a preferred process variant, only those organic solvents c) or solvent mixtures can be used whose solubility in the aqueous medium is small enough under reaction conditions to form <1000 nm solvent droplets as a separate phase. In addition, the solubility of the solvent droplets formed must be large enough to take up the metal complexes a1), the acids a2) and the organic hydroxy compounds a3). The same applies to the olefinically unsaturated compounds if they are used without organic solvents c) and for mixtures of olefinically unsaturated compounds and organic solvents c).
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren, ist beispielsweise dergestalt, dass die Gesamtmengen des Metallkomplexes a1 ) und der gegebenenfalls zugesetzten Säuren a2) und organischen Hydroxyverbindungen a3) in einer Teil- oder der Gesamtmenge der gering in Wasser löslichen organischen Lösemittel c) gelöst wer- den. Anschließend wird diese organische Metallkomplexlösung gemeinsam mit einer Teil- oder der Gesamtmenge der Dispergiermittel b) in Wasser unter Ausbildung einer Makroemulsion dispergiert. Mittels einer der vorgenannten Homogenisiereinrichtungen wird die Makroemulsion in eine Miniemulsion überführt. In diese dosiert man bei Reaktionstemperatur und unter ständigem Rühren Kohlenmonoxid, die Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen sowie gegebenenfalls die verbliebenen Restmengen an organischen Lösemitteln c) oder Dispergiermitteln b). Diese Verfahrensvariante wird insbesondere dann gewählt, wenn die verwendeten olefinisch ungesättigten Verbindungen unter Reaktionsbedingungen gasförmig sind, wie dies beispielsweise bei Ethen, Propen, 1 -Buten und/oder i-Buten der Fall ist.One embodiment of the process according to the invention is, for example, such that the total amounts of the metal complex a1) and the optionally added acids a2) and organic hydroxy compounds a3) are dissolved in a part or the total amount of the slightly water-soluble organic solvents c). Then this organic metal complex solution together with a Part or all of the dispersant b) dispersed in water to form a macroemulsion. The macroemulsion is converted into a mini emulsion by means of one of the aforementioned homogenizing devices. Carbon monoxide, the total amount of olefinically unsaturated compounds and, if appropriate, the remaining amounts of organic solvents c) or dispersants b) are metered into these at reaction temperature and with constant stirring. This process variant is chosen in particular when the olefinically unsaturated compounds used are gaseous under reaction conditions, as is the case, for example, with ethene, propene, 1-butene and / or i-butene.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Gesamtmenge des Metallkomplexes a1) und der gegebenenfalls zugesetzten Säuren a2) und organischen Hydroxyverbindungen a3) in einer Teil- oder der Gesamtmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen gelöst. Anschließend wird diese organische Metallkomplexlösung gemeinsam mit einer Teil- oder der Gesamtmenge der Dispergiermittel b) in Wasser unter Ausbildung einer Makroemulsion dispergiert. Mittels einer der vorgenannten Homogenisiereinrichtungen wird die Makroemulsion in eine Miniemulsion überführt. In diese Miniemulsionen dosiert man bei Reaktionstemperatur und unter ständigem Rühren Kohlenmonoxid, die gegebenenfalls verbliebenen Restmengen an olefinisch ungesättigten Verbin- düngen oder Dispergiermittel b) sowie gegebenenfalls die Gesamtmenge der gering in Wasser löslichen organischen Lösemittel c). Diese Verfahrensvariante wird insbesondere dann gewählt, wenn die verwendeten olefinisch ungesättigten Verbindungen unter Reaktionsbedingungen flüssig sind, wie dies beispielsweise bei 1 -Penten, Cyclopen- ten, 1 -Hexen, Cyclohexen, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tetradecen und/oder 1- Hexadecen der Fall ist.In a further embodiment, the total amount of the metal complex a1) and the optionally added acids a2) and organic hydroxy compounds a3) is dissolved in a part or the total amount of the olefinically unsaturated compounds. This organic metal complex solution is then dispersed together with some or all of the dispersants b) in water to form a macroemulsion. The macroemulsion is converted into a mini emulsion by means of one of the aforementioned homogenizing devices. Carbon monoxide, the remaining amounts of olefinically unsaturated compounds or dispersants b) and, if appropriate, the total amount of the slightly water-soluble organic solvents c) are metered into these miniemulsions at the reaction temperature and with constant stirring. This process variant is chosen in particular when the olefinically unsaturated compounds used are liquid under reaction conditions, as is the case, for example, with 1-pentene, cyclopentene, 1-hexene, cyclohexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1- Tetradecene and / or 1-Hexadecen is the case.
In der Regel werden die Metallkomplexe a1 ), vor allem öllösliche Metallkomplexe, in wenigstens einer Teilmenge der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösungsmittel c) gelöst, so dass diese Lösung in wässrigem Medium unter Reaktionsbedingungen als separate Phase mit einer mittleren Tröpfchengröße < 1000 nm vorliegt. Die gegebenenfalls verbliebenen Restmengen der olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder der gering in Wasser löslichen organischen Lösungsmittel c) lassen sich dem wässrigen Reaktionsmedium in Substanz, in Lösung oder gemeinsam mit gegebenenfalls verbliebenen Restmengen an Dispergiermittel b) auch in Form einer wässrigen Makroemulsion zugeben. Werden Lösemittel c) verwendet, so wird üblicherweise die Gesamtmenge der Lösemittel zum Lösen der Metallkomplexe a1 ) eingesetzt und anschließend in wässrigem Medium dispergiert. Von Bedeutung ist, dass die als separate Phase im wässrigen Medium vorliegenden Flüssigkeitströpfchen < 1000 nm neben den vorgenannten Verbindungen a1 ), a2), a3) und c) sowie den olefinisch ungesättigten Verbindungen noch weitere Komponenten enthalten können. Hierbei handelt es sich beispielsweise um 1 ,4-Chinonverbindungen, welche sich positiv auf die Aktivität der Metallkomplexe a1 ) sowie deren Standzeit auswirken. Neben optional alkylsubstituierten 1 ,4-Benzochinonen können noch weitere 1 ,4-Chinonverbindungen, wie beispielsweise optional alkylsubstituierte 1 ,4-Naphtho- chinone eingesetzt werden. Das molare Verhältnis von optional eingesetzten 1 ,4- Chinonverbindungen zu Metallkomplex a1 ), bezogen auf die Menge an Metall M, liegt im allgemeinen im Bereich von bis zu 1000, oft von 5 bis 500 und häufig von 7 bis 250. Als weitere Komponenten kommen beispielsweise Formulierungshilfsmittel, Antioxidan- tien, Lichtstabilisatoren, aber auch Farbstoffe, Pigmente und/oder Wachse zur Hydrophobierung in Frage. Ist die Löslichkeit der weiteren Komponenten in der die Tröpfchen ausbildenden organischen Phase größer als im wässrigen Medium, so verbleiben diese während der Polymerisation in den Tröpfchen. Da die die Metallkomplexe a1) enthaltenden Tröpfchen aus olefinisch ungesättigten Verbindungen und/oder gering in Wasser löslichen Lösemitteln c) letztendlich die Orte der Polymerisation von Kohlenmonoxid und den olefinisch ungesättigten Verbindungen darstellen, enthalten die gebildeten Polymerisatteilchen in der Regel diese zusätzlichen Komponenten ein- polymerisiert.As a rule, the metal complexes a1), especially oil-soluble metal complexes, are dissolved in at least a portion of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c), so that this solution in aqueous medium under reaction conditions as a separate phase with a mean droplet size <1000 nm is present. Any remaining amounts of the olefinically unsaturated compounds and / or the slightly water-soluble organic solvents c) can be added to the aqueous reaction medium in bulk, in solution or together with any remaining amounts of dispersant b) in the form of an aqueous macroemulsion. If solvents c) are used, the total amount of solvents is usually used to dissolve the metal complexes a1) and then dispersed in an aqueous medium. It is important that the liquid droplets <1000 nm present as a separate phase in the aqueous medium may contain further components in addition to the aforementioned compounds a1), a2), a3) and c) and the olefinically unsaturated compounds. These are, for example, 1,4-quinone compounds which have a positive effect on the activity of the metal complexes a1) and on their service life. In addition to optionally alkyl-substituted 1,4-benzoquinones, further 1,4-quinone compounds, such as optionally alkyl-substituted 1,4-naphthoquinones, can be used. The molar ratio of optionally used 1,4-quinone compounds to metal complex a1), based on the amount of metal M, is generally in the range from up to 1000, often from 5 to 500 and often from 7 to 250. Other components are For example, formulation auxiliaries, antioxidants, light stabilizers, but also dyes, pigments and / or waxes for hydrophobicization. If the solubility of the other components in the organic phase forming the droplets is greater than in the aqueous medium, they remain in the droplets during the polymerization. Since the droplets of olefinically unsaturated compounds and / or slightly water-soluble solvents c) containing the metal complexes a1) ultimately represent the sites for the polymerization of carbon monoxide and the olefinically unsaturated compounds, the polymer particles formed generally contain these additional components in copolymerized form.
Das molare Verhältnis von Kohlenmonoxid zu den olefinisch ungesättigten Verbindungen bewegt sich in der Regel im Bereich von 10:1 bis 1 :10, üblicherweise werden Werte im Bereich von 5:1 bis 1 :5 oder von 2:1 bis 1 :2 eingestellt.The molar ratio of carbon monoxide to the olefinically unsaturated compounds is generally in the range from 10: 1 to 1:10, usually values in the range from 5: 1 to 1: 5 or from 2: 1 to 1: 2 are set.
Die Polymerisationstemperatur wird im allgemeinen in einem Bereich von 0 bis 200 °C eingestellt, wobei bevorzugt bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 130 °C und insbesondere im Bereich von 40 bis 100 °C polymerisiert wird. Der Kohlenmonoxidpartial- druck liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 300 bar und insbesondere im Bereich von 10 bis 220 bar. Von Vorteil ist, wenn der Gesamtpartialdruck der olefinisch ungesättigten Verbindungen unter Reaktionsbedingungen kleiner als der Kohlenmonoxid- partialdruck ist. Insbesondere ist der Gesamtpartialdruck der olefinisch ungesättigten Verbindungen unter Reaktionsbedingungen < 50 %, < 40 %, < 30 % oder sogar < 20 %, jeweils bezogen auf den Gesamtdruck. Der Polymerisationsreaktor wird üblicher- weise vor dem Aufpressen mit Kohlenmonoxid durch Spülen mit Kohlenmonoxid, olefinisch ungesättigten Verbindungen oder Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Argon inertisiert. Häufig ist die Polymerisation jedoch auch ohne vorherige Inertisierung möglich. Im erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren werden mittlere Katalysatoraktivitäten erhalten, die im allgemeinen > 0,17 kg, häufig > 0,25 kg und oft > 0,5 kg Polymerisat pro Gramm Komplexmetall und Stunde sind.The polymerization temperature is generally set in a range from 0 to 200.degree. C., preferably at temperatures in the range from 20 to 130.degree. C. and in particular in the range from 40 to 100.degree. The carbon monoxide partial pressure is generally in the range from 1 to 300 bar and in particular in the range from 10 to 220 bar. It is advantageous if the total partial pressure of the olefinically unsaturated compounds under the reaction conditions is less than the carbon monoxide partial pressure. In particular, the total partial pressure of the olefinically unsaturated compounds under reaction conditions is <50%, <40%, <30% or even <20%, in each case based on the total pressure. The polymerization reactor is usually rendered inert before being pressed on with carbon monoxide by flushing with carbon monoxide, olefinically unsaturated compounds or inert gas, for example nitrogen or argon. However, polymerization is often also possible without prior inertization. Average catalyst activities are obtained in the polymerization process according to the invention, which are generally> 0.17 kg, frequently> 0.25 kg and often> 0.5 kg of polymer per gram of complex metal and hour.
Erfindungsgemäß werden wässrige Polymerisatdispersionen erhalten, deren über quasielastische Lichtstreuung (ISO-Norm 13321) ermittelte zahlenmittlere Polymerisatteilchendurchmesser im Bereich von bis zu 1000 nm, häufig von 100 bis 800 nm und oft von 200 bis 400 nm liegen. Von Bedeutung ist, dass die Polymerisatteilchen in der Regel eine enge, monomodale Teilchengrößenverteilung aufweisen.According to the invention, aqueous polymer dispersions are obtained whose number-average polymer particle diameters, as determined by quasi-elastic light scattering (ISO standard 13321), are in the range from up to 1000 nm, frequently from 100 to 800 nm and often from 200 to 400 nm. It is important that the polymer particles generally have a narrow, monomodal particle size distribution.
Die mittels Gelpermeationschromatographie mit Polymethylmethacrylat als Standard bestimmten gewichtsmittleren Molekulargewichte der erfindungsgemäß zugänglichen Polymerisate liegen in der Regel im Bereich von 1000 bis 1000000, häufig im Bereich von 1500 bis 800000 und oft im Bereich von 2000 bis 600000.The weight-average molecular weights of the polymers obtainable according to the invention, determined by means of gel permeation chromatography with polymethyl methacrylate as standard, are generally in the range from 1000 to 1,000,000, frequently in the range from 1,500 to 800,000 and often in the range from 2,000 to 600,000.
Bei den nach den erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Polymerisaten handelt es sich, wie 13C- bzw. 1H-NMR-spektroskopische Untersuchungen belegen, in der Regel um lineare, altern erende Kohlenmonoxidcopolymerisatverbindungen. Hierunter sind Polymerisatverb ndungen zu verstehen, bei welchen in der Polymerkette auf jede Kohlenmonoxideinhe t eine aus der olefinischen Doppelbindung der wenigstens einen olefinisch ungesättigten Verbindung herrührende -CH2-CH2-, -CH2-CH- oder -CH-CH- Einheit und auf jede -CH2-CH2-, -CH2-CH- oder -CH-CH-Einheit eine Kohlenmonoxideinheit folgt. Insbesondere ist das Verhältnis von Kohlenmonoxideinheiten zu -CH2- CH2-, -CH2-CH- oder -CH-CH-Einheiten in der Regel von 0,9 zu 1 bis 1 zu 0,9, häufig von 0,95 zu 1 bis 1 zu 0,95 und oft von 0,98 zu 1 bis 1 zu 0,98.As can be seen from the 13 C or 1 H NMR spectroscopic investigations, the polymers obtainable by the processes according to the invention are generally linear, aging carbon monoxide copolymer compounds. This is to be understood as meaning polymer compounds in which, in the polymer chain, on each carbon monoxide unit, a -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH- or -CH-CH- unit and resulting from the olefinic double bond of the at least one olefinically unsaturated compound each -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH- or -CH-CH unit is followed by a carbon monoxide unit. In particular, the ratio of carbon monoxide units to -CH 2 - CH 2 -, -CH 2 -CH or -CH-CH units is generally from 0.9 to 1 to 1 to 0.9, frequently from 0.95 to 1 to 1 to 0.95 and often from 0.98 to 1 to 1 to 0.98.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man wässrige Dispersionen mit einem Kopf/Schwanz-Verknüpfungsanteil von < 90% und einer Teilchengröße 1 //m. Der Kopf/Schwanz- Verknüpfungsanteil wird nach Lindner et al. J. Organomet. Chem. 2000, 602, 173 mittels Inverse gated decoupling 3C{1H} NMR bestimmt Unter Kopf/Schwanz- Verknüpfung versteht man bei alternierenden α-Olefin/CO Copolymerisaten die Polymermikrostruktur -CH(R)-C(O)-CH2-. Das Strukturelement ist verantwortlich für den spröden Charakter hoch regioregularer Polyketone.The process according to the invention gives aqueous dispersions with a head / tail linkage content of <90% and a particle size 1 // m. The head / tail linkage component is according to Lindner et al. J. Organomet. Chem. 2000, 602, 173 determined by means of inverse gated decoupling 3 C { 1 H} NMR. Head / tail linkage means alternating α-olefin / CO copolymers the polymer microstructure -CH (R) -C (O) -CH 2 -. The structural element is responsible for the brittle character of highly regioregular polyketones.
Durch gezielte Variation der olefinisch ungesättigten Verbindungen ist es erfindungsgemäß möglich, Polymerisate herzustellen, deren Glasübergangstemperatur bzw. Schmelzpunkt im Bereich von -60 bis 270 °C liegt.By specifically varying the olefinically unsaturated compounds, it is possible according to the invention to prepare polymers whose glass transition temperature or melting point is in the range from -60 to 270 ° C.
Mit der Glasübergangstemperatur Tg, ist der Grenzwert der Glasübergangstemperatur gemeint, dem diese gemäß G. Kanig (Kolloid-Zeitschrift & Zeitschrift für Polymere, Bd. 190, S. 1 , Gleichung 1 ) mit zunehmendem Molekulargewicht zustrebt. Die Glasübergangstemperatur wird nach dem DSC- Verfahren ermittelt (Differential Scanning Calo- rimetry, 20 K/min, midpoint-Messung, DIN 53765).With the glass transition temperature T g , the limit value of the glass transition temperature is meant, according to G. Kanig (Kolloid-Zeitschrift & Zeitschrift für Polymer, Vol. 190, p. 1, equation 1) with increasing molecular weight. The glass transition temperature is determined by the DSC method (differential scanning calorimetry, 20 K / min, midpoint measurement, DIN 53765).
Nach Fox (T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1956 [Ser. II] 1 , S. 123 und gemäß Ullmann's Encyclopädie der technischen Chemie, Bd. 19, S. 18, 4. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, 1980) gilt für die Glasübergangstemperatur von höchstens schwach vernetzten Mischpolymerisaten in guter Näherung:After Fox (TG Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1956 [Ser. II] 1, p. 123 and according to Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, Vol. 19, p. 18, 4th edition, Verlag Chemie, Weinheim, 1980) applies to the glass transition temperature of at most weakly cross-linked copolymers in good approximation:
1/Tg = x1/Tg 1 + x2/Tg 2 + .... x7Tg n,1 / T g = x 1 / T g 1 + x 2 / T g 2 + .... x7T g n ,
wobei x1, x2, .... xn die Massenbrüche der Monomeren 1 , 2 n und Tg 1, Tg 2, .... Tg n diewhere x 1 , x 2 , .... x n are the mass fractions of the monomers 1, 2 n and T g 1 , T g 2 , .... T g n the
Glasübergangstemperaturen der jeweils nur aus einem der Monomeren 1 , 2, .... n aufgebauten Polymerisaten in Grad Kelvin bedeuten. Die Tg-Werte für die Homopolymeri- säte der meisten Monomeren sind bekannt und z.B. in Ullmann's Ecyclopedia of Indus- trial Chemistry, Bd. 5, Vol. A21 , S. 169, VCH Weinheim, 1992, aufgeführt; weitere Quellen für Glasübergangstemperaturen von Homopolymerisaten bilden z.B. J. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook, 1st Ed., J. Wiiey, New York 1966, 2πd Ed. J.Wiley, New York 1975, und 3rd Ed. J. Wiley, New York 1989).Glass transition temperatures of the polymers built up in each case from only one of the monomers 1, 2, .... n in degrees Kelvin. The T g values for the homopolymerizations of most monomers are known and are listed, for example, in Ullmann's Ecyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 5, Vol. A21, p. 169, VCH Weinheim, 1992; Further sources for glass transition temperatures of homopolymers are, for example, J. Brandrup, EH Immergut, Polymer Handbook, 1 st Ed., J. Wiiey, New York 1966, 2 πd Ed. J. Wiley, New York 1975, and 3 rd Ed. J. Wiley, New York 1989).
Die erfindungsgemäßen Polymerisatdispersionen weisen häufig Mindestfilmbildetem- . peraturen MFT < 80 °C, oft < 50 °C oder < 30 °C auf. Da die MFT unterhalb 0 °C nicht mehr messbar ist, kann die untere Grenze der MFT nur durch die Tg-Werte angegeben werden. Die Bestimmung der MFT erfolgt nach DIN 53787.The polymer dispersions according to the invention often have minimum film-forming temperatures. temperatures MFT <80 ° C, often <50 ° C or <30 ° C. Since the MFT is no longer measurable below 0 ° C, the lower limit of the MFT can only be specified by the T g values. The MFT is determined in accordance with DIN 53787.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind wässrige Polymerisatdispersionen zugänglich, deren Feststoffanteil 0,1 bis 70 Gew.-%, häufig 1 bis 65 Gew.-% und oft 5 bis 60 Gew.-% und alle Werte dazwischen beträgt.The process according to the invention makes it possible to obtain aqueous polymer dispersions whose solids content is 0.1 to 70% by weight, frequently 1 to 65% by weight and often 5 to 60% by weight and all values in between.
Selbstverständlich können die nach Abschluß der Hauptpolymerisationsreaktion im wässrigen Polymerisatsystem verbliebenen Restmonomeren durch Dampf- und/oderOf course, the residual monomers remaining in the aqueous polymer system after the main polymerization reaction has ended can be vaporized and / or
Inertgasstrippung entfernt werden, ohne dass sich die Polymereigenschaften der im wässrigen Medium vorliegenden Polymerisate nachteilig verändern.Inert gas stripping can be removed without adversely affecting the polymer properties of the polymers present in the aqueous medium.
Die erfindungsgemäß erhältlichen wässrigen Polymerisatdispersionen sind häufig übei mehrere Wochen oder Monate stabil und zeigen während dieser Zeit in der Regel praktisch keinerlei Phasenseparierung, Abscheidungen oder Koagulatbildung. Sie eignen sich vorzüglich insbesondere als Bindemittel bei der Herstellung von Klebstoffen, wie beispielsweise Haftklebstoffen, Bauklebstoffen oder Industrieklebstoffen, Dichtmassen, Kunststoffputzen und Anstrichmitteln, wie beispielsweise für die Papierstreicherei, Dis- persionsfarben oder für Druckfarben und Drucklacke zum Bedrucken von Kunststofffolien sowie zur Herstellung von Vliesstoffen oder zur Herstellung von Schutzschichten und Wasserdampfsperren, wie beispielsweise bei der Grundierung. Ebenfalls können diese wässrigen Polymerisatdispersionen zur Modifizierung von mineralischen Binde- mittein oder anderen Kunststoffen eingesetzt werden. Bevorzugt setzt man sie für Papieranwendungen, Anstrichmittel, Textil- und Lederapplikationen, Klebstoffe, Formschäume, Dichtmassen, Kuriststoffputze, Teppichrückbeschichtungen oder pharmazeutischen Anwendungen ein.The aqueous polymer dispersions obtainable according to the invention are frequently stable for several weeks or months and generally show virtually no phase separation, deposition or coagulum formation during this time. They are particularly suitable as binders in the manufacture of adhesives, such as pressure sensitive adhesives, construction adhesives or industrial adhesives, sealing compounds, plastic plasters and paints, such as for paper coating, disc Persistent colors or for printing inks and varnishes for printing on plastic films as well as for the production of nonwovens or for the production of protective layers and water vapor barriers, such as in priming. These aqueous polymer dispersions can also be used to modify mineral binders or other plastics. They are preferably used for paper applications, paints, textile and leather applications, adhesives, molded foams, sealants, curative plasters, carpet back coatings or pharmaceutical applications.
Auch sei festgehalten, dass die erfindungsgemäß erhältlichen wässrigen Polymerisatdispersionen in einfacher Weise zu redispergierbaren Polymerisatpulvern trockenbar sind (z.B. Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung). Dies gilt insbesondere dann, wenn die Glasübergangstemperatur der Polymerisate > 50 °C, vorzugsweise > 60 °C, besonders bevorzugt 70 °C, ganz besonders bevorzugt > 80 °C und insbesondere be- vorzugt > 90 °C bzw. > 100 °C beträgt. Die Polymerisatpulver eignen sich ebenfalls als Bindemittel in Klebstoffen, Dichtmassen, Kunststoffputzen und Anstrichmitteln, sowie zur Herstellung von Vliesstoffen oder zur Modifizierung von mineralischen Bindemitteln, wie Mörtel oder Zement beispielsweise in Werktrockenmörtel,, Reparaturmörtel, Gipsmörtel, Gipsbaustoffen verlaufende Fußbodenmassen, Putze und Spachtelmassen und Wärmedämmverbundsystemen. Eine weitere Verwendungen ist als modifizierende Additive in anderen Kunststoffen.It should also be noted that the aqueous polymer dispersions obtainable according to the invention can be easily dried into redispersible polymer powders (e.g. freeze drying or spray drying). This applies in particular if the glass transition temperature of the polymers is> 50 ° C, preferably> 60 ° C, particularly preferably 70 ° C, very particularly preferably> 80 ° C and particularly preferably> 90 ° C or> 100 ° C , The polymer powders are also suitable as binders in adhesives, sealants, plastic plasters and paints, as well as for the production of nonwovens or for modifying mineral binders, such as mortar or cement, for example in factory dry mortars, repair mortars, gypsum mortars, gypsum building materials, flooring compounds, plasters and leveling compounds and heating compounds , Another use is as modifying additives in other plastics.
Aufgrund ihrer Herstellung weisen die erfindungsgemäß zugänglichen wässrigen Polymerisatdispersionen Polymerisatteilchen auf, die keine oder nur geringste Mengen [gegebenenfalls beispielsweise organische Hydroxyverbindung a3)] an organischen Lösemitteln enthalten. Wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in Anwesenheit von gering in Wasser löslichen Lösemitteln c) durchgeführt, so lässt sich eine Geruchsbelastung bei der Ausbildung von Polymerisatfilmen durch Auswahl hochsiedender Lösemittel c) vermeiden. Andererseits wirken die optional verwendeten Lösemittel c) häufig als Koaleszenzmittel und begünstigen damit die Filmbildung. Verfahrensbedingt weisen die erfindungsgemäß zugänglichen Polymerisatdispersionen Polymerisatteilchen mit einer engen, monomodale Teilchengrößenverteilung auf. Die erhaltenen wässrigen Polymerisatdispersionen sind darüber hinaus auch bei kleinen Dispergiermittelmengen über Wochen und Monate stabil und zeigen während dieser Zeit in der Regel praktisch keinerlei Phasenseparierung, Abscheidungen oder Koagulatbildung. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind jedoch auch wässrige Polymeriatdisper- sionen zugänglich, deren Polymerisatteilchen neben dem Polymerisat noch weitere Zusatzstoffe, wie beispielsweise Formulierungshilfsmittel, Antioxidantien, Lichtstabilisatoren, aber auch Farbstoffe, Pigmente und/oder Wachse enthalten. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die verwendeten Additive, bei- spielsweise die eingesetzten Stabilisatoren, sich bereits im Partikel befinden, wodurch die Durchmischung sehr gut wird. Dies ermöglicht weiterhin eine Verringerung der Formulierungsschritte.Because of their preparation, the aqueous polymer dispersions accessible according to the invention have polymer particles which contain no or only very small amounts [optionally, for example, organic hydroxy compound a3)] of organic solvents. However, if the process according to the invention is carried out in the presence of solvents c) which are sparingly soluble in water, an odor pollution when polymer films are formed can be avoided by selecting high-boiling solvents c). On the other hand, the optionally used solvents c) often act as coalescing agents and thus promote film formation. Due to the process, the polymer dispersions accessible according to the invention have polymer particles with a narrow, monomodal particle size distribution. The aqueous polymer dispersions obtained are moreover stable for weeks and months even with small amounts of dispersant and generally show virtually no phase separation, deposition or coagulum formation during this time. However, aqueous polymer dispersions are also accessible by the process according to the invention, the polymer particles of which contain, in addition to the polymer, further additives, such as, for example, formulation auxiliaries, antioxidants, light stabilizers, but also dyes, pigments and / or waxes. Another advantage of the process according to the invention is that the additives used, for example, the stabilizers used are already in the particle, which makes the mixing very good. This further enables the formulation steps to be reduced.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The present invention is illustrated by the following examples.
A. Herstellung der MetallkomplexeA. Production of the metal complexes
Alle Versuche wurden unter Argonatmosphäre in üblicher Schlenkrohrtechnik durchge- führt. Die Lösungsmittel wurden durch Destillation über Trockenmittel getrocknet (CaH2 für Dichlormethan, P2O5 für CCI4, LiAIH4 for Diethylether and n-Pentane) und von Sauerstoff befreit. Trockenes Acetonitril wurde im Vakuum von Sauerstoff befreit und über einem Molekularsieb 3Ä gelagert. DMSO and H2O wurden im Vakuum von Sauerstoff befreit.All tests were carried out under an argon atmosphere using conventional Schlenk tube technology. The solvents were dried by distillation over drying agents (CaH 2 for dichloromethane, P 2 O 5 for CCI 4 , LiAIH 4 for diethyl ether and n-pentanes) and freed from oxygen. Dry acetonitrile was freed from oxygen in vacuo and stored over a molecular sieve 3A. DMSO and H 2 O were freed from oxygen in vacuo.
1 a) 1 ,3-Bis{bis[3,5-bis(trif luoromethyl)phenyl]phosphino}propan1 a) 1, 3-Bis {bis [3,5-bis (trif luoromethyl) phenyl] phosphino} propane
Bis(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyI)phosphin (7,06 g, 15,41 mmol) wurde in 60 ml DMSO suspendiert. Nach Zugabe einer wässrigen KOH-Lösung (1 ,12 g, 20,03 mmol, 1 ,5 ml H2O) erhielt man eine dunkelrote Lösung. Nach 30 Minuten Rühren wurde 1 ,3-Bis (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) phosphine (7.06 g, 15.41 mmol) was suspended in 60 ml DMSO. After adding an aqueous KOH solution (1, 12 g, 20.03 mmol, 1, 5 ml H 2 O), a dark red solution was obtained. After stirring for 30 minutes, 1,3
- Dibrompropan (1 ,55 g, 7,71 mmol) zugegeben und weitere 48 h bei Raumtemperaturgerührt. Das Reaktionsgemisch wurde in Wasser gegeben. Dieser Niederschlag wurde abgetrennt und in Ether gelöst, dreimal mit Wasser gewaschen, über Na2SO getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Der Rückstand wurde mit n-Pentan gewaschen und im Vakuum getrocknet.- Dibromopropane (1.55 g, 7.71 mmol) added and stirring continued for 48 h at room temperature. The reaction mixture was poured into water. This precipitate was separated and dissolved in ether, washed three times with water, dried over Na 2 SO 4 and the solvent removed in vacuo. The residue was washed with n-pentane and dried in vacuo.
Ausbeute: 5 g (68%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,88 (s, 4H, para Ar), 7,77 (d, 8H, ortho Ar), 2,35 (t, 4H, -CH2P), 1 ,61 (m, 2H, -CH2-). 13C NMR (CDCI3): o 139,93 (d, ipso Ar), 132,7-132,1 (m, ortho Ar, meta Ar), 123,65 (sept, para Ar), 122,89 (q, CF3), 28,86 (vt, - CH2P), 21 ,92 (t, -CH2-). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ -14,88 (s). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ - 63,62 (s). MS (El, m/z (%)): 743 (100) [M -Ar]+, 956 (15) [M]+, 937 (8 ) [M -F]+.Yield: 5 g (68%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.88 (s, 4H, para Ar), 7.77 (d, 8H, ortho Ar), 2.35 (t, 4H, -CH 2 P), 1.61 (m, 2H, -CH 2 -). 13 C NMR (CDCI 3 ): o 139.93 (d, ipso Ar), 132.7-132.1 (m, ortho Ar, meta Ar), 123.65 (sept, para Ar), 122.89 ( q, CF 3 ), 28.86 (vt, - CH 2 P), 21, 92 (t, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ -14.88 (s). 19 F { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ - 63.62 (s). MS (El, m / z (%)): 743 (100) [M -Ar] + , 956 (15) [M] + , 937 (8) [M -F] + .
1 b) 1 -Diphenylphosphino-3-{bis[3,5-bis(trif luoromethyl)phenyl]phosphino}propan1 b) 1 -Diphenylphosphino-3- {bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] phosphino} propane
Bis(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)phosphin (6,34 g, 13,84 mmol) wurde in DMSO (50 ml) suspendiert und durch Zugabe einer wässrigen KOH-Lösung (1 ,01 g, 17,99 mmol,Bis (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) phosphine (6.34 g, 13.84 mmol) was suspended in DMSO (50 ml) and by adding an aqueous KOH solution (1.01 g, 17.99 mmol .
2 ml Wasser) deprotoniert. Die dunkelrote Lösung wurde 30 Minuten gerührt. Eine Lösung 3-Chloropropyldiphenylphosphan (3,40 g, 12,94 mmol) in DMSO (15 ml) wurde zur Mischung gegeben und 24 Stunden bei Raumtemperatur und weitere 2 Stunden bei 50°C gerührt. Nach Abkühlen wurde die Mischung in 300 ml Wasser gegeben. Nach Zugabe von NaCI wurde die Ölphase abgetrennt, in Ether gelöst und dreimal mit Wasser gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und das Lösungsmittel abgezogen. Ü- berschüssiges Bis(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)phosphin wurde mittels Vakuumdestillation abtrennt.2 ml water) deprotonated. The dark red solution was stirred for 30 minutes. A solution of 3-chloropropyldiphenylphosphine (3.40 g, 12.94 mmol) in DMSO (15 ml) was added to the mixture and stirred for 24 hours at room temperature and for a further 2 hours at 50 ° C. After cooling, the mixture was poured into 300 ml of water. After adding NaCl, the oil phase was separated, dissolved in ether and three times with Washed water, dried over Na 2 SO 4 and the solvent removed. Excess bis (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) phosphine was removed by vacuum distillation.
Ausbeute: 6,6 g (70%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,86 (s, 2H, para Ar), 7.75 (d, 4H, ortho Ar), 7,39-7,32 (m, 4H, Ph), 7,31 -7,27 (m, 6H, Ph), 2,27 (t, 2H, -CH2PAr2), 2,22 (t, 2H, - CH2PPh2), 1 ,59 (m, 2H, CH2). 13C NMR (CDCI3): δ 140,65 (d, ipso Ar), 138,00 (d, ipso Ph), 132,8-132,3 (m, ortho Ph, meta Ar, ortho Ar), 123,34 (sept, para Ar), 122,99 (q, CF3), 29,37 (vt, -CH2P), 28,97 (vt, -CH2P'), 22,15 (vt, -CH2-). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ - 13,84 (s, PAr2), -17,16 (s, PPh2). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ -63,45 (s). MS (Cl, m/z (%)): 665 (100) [M -F]+, 685 (89) [MH]+, 607 (6) [M -Ph]+, 471 (5) [M -Ar]+.Yield: 6.6 g (70%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.86 (s, 2H, para Ar), 7.75 (d, 4H, ortho Ar), 7.39-7.32 (m, 4H, Ph), 7.31 - 7.27 (m, 6H, Ph), 2.27 (t, 2H, -CH 2 -PAr 2), 2.22 (t, 2H, - CH 2 PPh 2), 1, 59 (m, 2H, CH 2 ). 13 C NMR (CDCI 3 ): δ 140.65 (d, ipso Ar), 138.00 (d, ipso Ph), 132.8-132.3 (m, ortho Ph, meta Ar, ortho Ar), 123 , 34 (sept, para Ar), 122.99 (q, CF 3 ), 29.37 (vt, -CH 2 P '), 28.97 (vt, -CH 2 P ' ), 22.15 (vt, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ - 13.84 (s, PAr 2 ), -17.16 (s, PPh 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ -63.45 (s). MS (Cl, m / z (%)): 665 (100) [M -F] + , 685 (89) [MH] + , 607 (6) [M -Ph] + , 471 (5) [M - Ar] + .
A) Diphenyl(3-phosphinopropyl)phosphinA) Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine
Eine Lösung von Diisopropyl 3-(diphenylphosphino)propylphosphonat (23,12 g, 58,8 mmol) in Ether (100 ml) wurde langsam zu einer Suspension von LiAIH4 (4,5 g, 118 mmol) in Ether (150 ml) bei 0°C dosiert. Die Reaktionsmischung wurde weitere 30 min bei 0°C und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Mischung bei 0°C hydrolysiert. Die organische Phase wurde abgetrennt und der Rückstand mit Ether extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden mit Wasser ge- waschen, getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Es wurde ein farbloses luftempfindliches Öl erhalten.A solution of diisopropyl 3- (diphenylphosphino) propyl phosphonate (23.12 g, 58.8 mmol) in ether (100 ml) slowly became a suspension of LiAIH 4 (4.5 g, 118 mmol) in ether (150 ml) dosed at 0 ° C. The reaction mixture was stirred for a further 30 min at 0 ° C. and overnight at room temperature. The mixture was then hydrolyzed at 0 ° C. The organic phase was separated and the residue extracted with ether. The combined organic phases were washed with water, dried and freed from the solvent in vacuo. A colorless air sensitive oil was obtained.
Ausbeute: 13,4 g (88%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,43-7,38 (m, 4H, Ph), 7,34-7,27 (m, 6H, Ph), 2,64 (dt, 2H, -PH2), 2,11 (t, 2H, -CH2P(Ph)), 1 ,70-1 ,57 (m, 4H, -CH2-CH2-P(prim)). 13C NMR (CDCI3): δ 138,57 (d, ipso Ph), 132,65 (d, ortho Ph), 128,52 (s, para Ph), 128,38 (d, meta Ph), 29,27 (dd, -CH2-P), 29,02 (dd, -CH2-P'), 15,39 (dd, -CH2-). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ -16,29 (s, PPh2), -137,97 (s, P(prim)). MS (Cl, m/z (%)):261 (100) [MH]+.Yield: 13.4 g (88%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.43-7.38 (m, 4H, Ph), 7.34-7.27 (m, 6H, Ph), 2.64 (dt, 2H, -PH 2 ), 2.11 (t, 2H, -CH 2 P (Ph) ), 1.70-1, 57 (m, 4H, -CH 2 -CH 2 -P (prim) ). 13 C NMR (CDCI3): δ 138.57 (d, ipso Ph), 132.65 (d, ortho Ph), 128.52 (s, para Ph), 128.38 (d, meta Ph), 29, 27 (dd, -CH 2 -P), 29.02 (dd, -CH 2 -P ' ), 15.39 (dd, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ -16.29 (s, PPh 2 ), -137.97 (s, P ( p rim) ). MS (Cl, m / z (%)): 261 (100) [MH] + .
B) [3-(Dibromo)phosphino)propyl](diphenyl)phosphoniumbromidB) [3- (Dibromo) phosphino) propyl] (diphenyl) phosphonium bromide
Diphenyl(3-phosphinopropyl)phosphin (4,18 g, 16,05 mmol) wurde in Tetrachlorkohlenstoff (180 ml) gelöst. Bei 10°C wurde Brom (5,13 g, 32,10 mmol) in CCI4 (20 ml) schnell zudosiert. Nach 10 Minuten Rühren wurden Lösungsmittel und HBr bei 10°C unter Vakuum entfernt. 31P{1H} NMR (CDCI3): δ 182,91 (s, -PBr2), 59,10 (s, -Pphosphonium)-Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (4.18 g, 16.05 mmol) was dissolved in carbon tetrachloride (180 ml). At 10 ° C, bromine (5.13 g, 32.10 mmol) in CCI 4 (20 ml) was quickly added. After stirring for 10 minutes, the solvent and HBr were removed at 10 ° C under vacuum. 31 P { 1 H} NMR (CDCI3): δ 182.91 (s, -PBr 2 ), 59.10 (s, -Pphosp h o n ium) -
Allgemeine Vorschrift für die Herstellung unsymmetrischer LigandenGeneral procedure for the preparation of asymmetrical ligands
Gemäß B) hergestelltes [3-(Dibromo)phosphino)propyl](diphenyl)phosphoniumbromid wurde auf -78°C gekühlt. Der Feststoff wurde in vorgekühltem Lösungsmittel suspendiert (THF im Fall 1 e und Diethylether bei 1c, 1d, 1f). Eine zuvor filtrierte Arylmagnesi- umbromidlösung in THF wurde langsam zu dieser Suspension bei -78 °C dosiert. Nach 15 Minuten ließ man das Gemisch auf Raumtemperatur erwärmen und rührte 12 Stunden nach. Anschließend wurde das Gemisch hydrolysiert und neutralisiert. Nach extraktiver Aufarbeitung wurden die Liganden mit nur geringfügigen Verunreinigungen erhalten, die nach Umsetzung zu den Palladiumkomplexen leicht zu entfernen waren. Aus diesen Palladiumkomplexen kann gewünschtenfalls auch der reine Ligand mit Natriumcyanid freigesetzt werden.[3- (Dibromo) phosphino) propyl] (diphenyl) phosphonium bromide prepared according to B) was cooled to -78 ° C. The solid was suspended in precooled solvent (THF in the case of 1 e and diethyl ether at 1c, 1d, 1f). A previously filtered arylmagnesium bromide solution in THF was slowly added to this suspension at -78 ° C. After 15 minutes, the mixture was allowed to warm to room temperature and stirred for a further 12 hours. The mixture was then hydrolyzed and neutralized. After extractive work-up, the ligands were obtained with only minor impurities, which were easy to remove after conversion to the palladium complexes. If desired, the pure ligand with sodium cyanide can also be released from these palladium complexes.
1 c) 1 -Diphenylphosphino-3-[bis(3,5-dimethylphenyl)phosphino]propan1 c) 1 -Diphenylphosphino-3- [bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino] propane
Diphenyl(3-phosphinopropyl)phosphin (2,19 g, 8,41 mmol, 80 ml CCl4) wurde bromiert (2,69 g Brom, 16,83 mmol, 10 ml CCI ) und in Diethylether suspendiert (100 ml). Das Produkt wurde mit 3,5-Dimethylphenylmagnesiumbromid (hergestellt aus 5-Brom-m- xylol (4,68 g, 25,24 mmol, 20 ml THF) und Mg (0,77 g, 31,56 mmol, 20 ml THF)) umgesetzt. Nach der Hydrolyse wurde mit Dichlormethan extraktiv aufgearbeitet. Nach säulenchromatographischer Reinigung an Kieselgel mit Dichlormethan erhielt man ein öliges Produkt.Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (2.19 g, 8.41 mmol, 80 ml CCl 4 ) was brominated (2.69 g bromine, 16.83 mmol, 10 ml CCI) and suspended in diethyl ether (100 ml). The product was quenched with 3,5-dimethylphenyl magnesium bromide (made from 5-bromo-m-xylene (4.68 g, 25.24 mmol, 20 ml THF) and Mg (0.77 g, 31.56 mmol, 20 ml THF )) implemented. After the hydrolysis, the mixture was worked up extractively with dichloromethane. After purification by column chromatography on silica gel with dichloromethane, an oily product was obtained.
Ausbeute: 0,9 g (38%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,38-7,33 (m, 4H, Ph), 7,30-7,26 (m, 6H, Ph), 6,98 (br d, 4H, ortho Ar), 6,91 (br s, 2H, para Ar), 2,25 (s, 12H, CH3), 2,21-2,12 (m, 4H, -CH2P), 1 ,60 (m, 2H, -CH2-). 13C NMR (CDCI3): δ 138,69 (d, ipso), 138,31 (d, ip- so'), 137,66 (d, meta Ar), 132,65 (d, ortho Ph), 130,35 (d, ortho Ar), 129,04 (s, para Ar), 128,42 (s, para Ph), 128,32 (d, meta Ph), 29,87-29,40 (m, -CH2-P, -CH2-P'), 22,55 (vt, -CH2-), 21 ,27 (s -CH3). 31P{ H} NMR (CDCI3): δ -16,74 (s), -16,96 (s). MS (Cl, m/z (%)): 469 (100) [MH]+, 391 (15) [M -Ph]+, 363 (8) [M -Arj+. Anal, berechnet für C31H34P2: C, 79,46; H, 7,31. gefunden: C, 79,21 ; H, 7,17.Yield: 0.9 g (38%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.38-7.33 (m, 4H, Ph), 7.30-7.26 (m, 6H, Ph), 6.98 (br d, 4H, ortho Ar ), 6.91 (br s, 2H, para Ar), 2.25 (s, 12H, CH 3 ), 2.21-2.12 (m, 4H, -CH 2 P), 1.60 (m , 2H, -CH 2 -). 13 C NMR (CDCI 3 ): δ 138.69 (d, ipso), 138.31 (d, ip- so ' ), 137.66 (d, meta Ar), 132.65 (d, ortho Ph), 130.35 (d, ortho Ar), 129.04 (s, para Ar), 128.42 (s, para Ph), 128.32 (d, meta Ph), 29.87-29.40 (m, -CH 2 -P, -CH 2 -P '), 22.55 (vt, -CH 2 -), 21, 27 (s -CH 3 ). 31 P {H} NMR (CDCI 3 ): δ -16.74 (s), -16.96 (s). MS (Cl, m / z (%)): 469 (100) [MH] + , 391 (15) [M -Ph] + , 363 (8) [M -Arj + . Anal, calculated for C 31 H 34 P 2 : C, 79.46; H, 7.31. found: C, 79.21; H, 7.17.
1 d) 1 -Diphenylphosphino-3-[bis(3,5-difluorphenyl)phosphino]propan1 d) 1 -Diphenylphosphino-3- [bis (3,5-difluorophenyl) phosphino] propane
Diphenyl(3-phosphinopropyl)phosphin (4,40 g, 16,91 mmol, 180 ml CCI4) wurde bromiert (5,40 g Brom, 33,81 mmol, 20 ml CCI4) und in 200 ml Ether suspendiert. Das Produkt wurde mit 3,5-Difluorphenylmagnesiumbromid (hergestellt aus 1-Brom-3,5- difluorbenzol (9,80 g, 50,72 mmol, 20 ml THF) und Mg (1,55 g, 63,39 mmol, 20 ml THF)) umgesetzt. Die organische Phase wurde wässrig extraktiv mit Ether aufgearbeitet. Das so erhaltene Produkt wurde mehrfach mit Pentan extrahiert. Nach Abziehen des Lösungsmittels und Reinigung über Kieselgel (Dichlormethan) erhielt man das Produkt.Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (4.40 g, 16.91 mmol, 180 ml CCI 4 ) was brominated (5.40 g bromine, 33.81 mmol, 20 ml CCI 4 ) and suspended in 200 ml ether. The product was quenched with 3,5-difluorophenyl magnesium bromide (made from 1-bromo-3,5-difluorobenzene (9.80 g, 50.72 mmol, 20 ml THF)) and Mg (1.55 g, 63.39 mmol, 20 ml THF)) implemented. The organic phase was worked up in water extractively with ether. The product thus obtained was extracted several times with pentane. After removal of the solvent and purification on silica gel (dichloromethane), the product was obtained.
Ausbeute: 2,1 g (42%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,40-7,34 (m, 4H, Ph), 7,32-7,28 (m, 6H, Ph), 6,83 (m, 4H, ortho Ar), 6,75 (tt, 2H, para Ar), 2,19 (t, 2H, -CH2P), 2,13 (t, 2H, - CH2P '), 1 ,56 (m, 2H, -CH2-). 13C NMR (CDCI3): δ 162,89 (ddd, meta Ar), 142,05 (dt, ipso Ar), 138,21 (d, ipso Ph), 132,63 (d, ortho Ph), 128,67 (s, para Ph), 128,44 (d, meta Ph), 115,03 (vsex, ortho Ar), 104,63 (t, para Ar), 29,44 (vt, -CH2-P), 29,07 (vt, -CH2-P'), 22,01 (vt, -CHjr). 31P{ H} NMR (CDCI3): δ -12,42 (s, PAr2), -17,17 (s, PPh2). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ -109,01 (s). MS (Cl, m/z (%)): 485(100) [MH]+, 371 (49) [M -Ar]+, 407 (9) [M -Ph]+.Yield: 2.1 g (42%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.40-7.34 (m, 4H, Ph), 7.32-7.28 (m, 6H, Ph), 6.83 (m, 4H, ortho Ar) , 6.75 (tt, 2H, para Ar), 2.19 (t, 2H, -CH 2 P), 2.13 (t, 2H, - CH 2 P ' ), 1.56 (m, 2H, -CH 2 -). 13 C NMR (CDCI 3 ): δ 162.89 (ddd, meta Ar), 142.05 (dt, ipso Ar), 138.21 (d, ipso Ph), 132.63 (d, ortho Ph), 128 , 67 (s, para Ph), 128.44 (d, meta Ph), 115.03 (vsex, ortho Ar), 104.63 (t, para Ar), 29.44 (vt, -CH 2 -P ), 29.07 (vt, -CH 2 -P ' ), 22.01 (vt, -CHjr). 31 P {H} NMR (CDCI 3 ): δ -12.42 (s, PAr 2 ), -17.17 (s, PPh 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ -109.01 (s). MS (Cl, m / z (%)): 485 (100) [MH] + , 371 (49) [M -Ar] + , 407 (9) [M -Ph] + .
1 e) 1 -Diphenylphosphino-3-{bis[(2-(trifluormethyl)phenyl]phosphino}propan1 e) 1 -Diphenylphosphino-3- {bis [(2- (trifluoromethyl) phenyl] phosphino} propane
Diphenyl(3-phosphinopropyl phosphin (2,83 g, 18,87 mmol, 140 ml CCI4) wurde bromiert (3,47 g Brom, 21 ,75 mmol, 15 ml CCI4) und in 120 ml THF suspendiert. Ein Äquivalent des Bromierungsprodukts wurde mit fünf Äquivalenten 2- (Trifluormethyl)phenylmagnesiumbromid (hergestellt aus 1-Brom-2-Diphenyl (3-phosphinopropyl phosphine (2.83 g, 18.87 mmol, 140 ml CCI 4 ) was brominated (3.47 g bromine, 21, 75 mmol, 15 ml CCI 4 ) and suspended in 120 ml THF. One equivalent of the bromination product was treated with five equivalents of 2- (trifluoromethyl) phenylmagnesium bromide (made from 1-bromo-2-
(trifluormethyl)benzol (12,23 g, 54,35 mmol, 40 mi THF) and Mg (1 ,65 g, 67,94 mmol, 30 ml THF)) umgesetzt. Nach der Hydrolyse wurde das THF im Vakuum entfernt. Der Feststoff wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und in Aceton aufgenommen. Das Ace- tonextrakt wurde zur Trockne eingeengt und in Dichlormethan aufgenommen. Nach Trocknen und Einengen, wurde der Rückstand mit Pentan und Diethylether gewaschen und säulenchromatographisch (Kieselgel/ Dichlormethan) gereinigt. Ausbeute: 2,2 g (38%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,71-7,65 (m, 2H, arom.), 7,45-7,32 (m, 10H, arom.), 7,30-7,25 ( m, 6H, arom.), 2,24-2,12 (m, 4H, -CH2P), 1 ,62 (m, 2H, -CH2-). 3C NMR (CDCI3): δ 138,26 (d, ipso Ph),136,84 (d, ipso Ar), 134,12 (qd, CCF3), 133,19 (s, Ar), 132,64 (d, ortho Ph), 131 ,46 (s, Ar), 128,74 (s, Ar), 128,57 (s, para Ph), 128,40 (d, meta Ph), 126,67 (br, m, Ar), 124,15 (q, CF3), 30,19 (vt, -CH2P), 29,57 (vt, -CH2P'), 22,40 (dd, -CH2-). 31P{ H} NMR (CDCI3): δ -17,28 (s, PPh2), -26,70 (sept, PAr2). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ -57,66 (d). MS (Cl, m/z (%)): 594 (100) [MH]+, 529 (57) [M -Ff, 403 (37) [M -Ar]+.(trifluoromethyl) benzene (12.23 g, 54.35 mmol, 40 ml THF) and Mg (1.65 g, 67.94 mmol, 30 ml THF)). After hydrolysis, the THF was removed in vacuo. The solid was filtered, washed with water and taken up in acetone. The acetone extract was evaporated to dryness and taken up in dichloromethane. After drying and concentration, the residue was washed with pentane and diethyl ether and purified by column chromatography (silica gel / dichloromethane). Yield: 2.2 g (38%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.71-7.65 (m, 2H, aroma), 7.45-7.32 (m, 10H, aroma), 7.30-7.25 (m , 6H, aroma), 2.24-2.12 (m, 4H, -CH 2 P), 1.62 (m, 2H, -CH 2 -). 3 C NMR (CDCI 3 ): δ 138.26 (d, ipso Ph), 136.84 (d, ipso Ar), 134.12 (qd, CCF 3 ), 133.19 (s, Ar), 132, 64 (d, ortho Ph), 131, 46 (s, Ar), 128.74 (s, Ar), 128.57 (s, para Ph), 128.40 (d, meta Ph), 126.67 ( br, m, Ar), 124.15 (q, CF 3 ), 30.19 (vt, -CH 2 P), 29.57 (vt, -CH 2 P ' ), 22.40 (dd, -CH 2 -). 31 P {H} NMR (CDCI 3 ): δ -17.28 (s, PPh 2 ), -26.70 (sept, PAr 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ -57.66 (d). MS (Cl, m / z (%)): 594 (100) [MH] + , 529 (57) [M -Ff, 403 (37) [M -Ar] + .
1 f ) 1 -Diphenylphosphino-3-[bis(2,4,6-trif luorphenyl)phosphino]propan1 f) 1 -Diphenylphosphino-3- [bis (2,4,6-trif luorphenyl) phosphino] propane
Diphenyl(3-phosphinopropyl)phosphin (4,18 g, 16,05 mmol, 180 ml CCI4) wurde bromiert (5,13 g Brom, 32,1 mmol, 20 ml CCI ) und in 200 ml Diethylether suspendiert. Das Produkt wurde mit 2,4,6-Trifluorphenylmagnesiumbromid (hergestellt aus 1 -Brom-Diphenyl (3-phosphinopropyl) phosphine (4.18 g, 16.05 mmol, 180 ml CCI 4 ) was brominated (5.13 g bromine, 32.1 mmol, 20 ml CCI) and suspended in 200 ml diethyl ether. The product was made with 2,4,6-trifluorophenyl magnesium bromide (made from 1 -Bromo-
2,4,6-trifluorobenzol (10,16 g, 48,15 mmol, in 30 ml THF) und Mg (1 ,47 g, 60,18 mmol, in 20 ml THF)) umgesetzt. Nach Einstellen auf pH 8 wurde die organische Phase wäss- rig extraktiv mit Ether aufgearbeitet. Das Produkt wurde mittels Säulenchromatographie (Kieselgel/Dichlormethan) gereinigt. Ausbeute: 3,8 g (51 %). 1H NMR (CDCI3): δ 7,39-7,33 (m, 4H, Ph), 7,31 -7,27 (m, 6H, Ph), 6,58 (m, 4H, meta Ar), 2,57 (m, 2H, -CH2PAr2), 2,19 (t, 2H, -CH2PPh2), 1 ,54 (m, 2H, -CH2-). 13C NMR (CDCI3): δ 164,73 (dm, ortho Ar), 163,91 (dm, para Ar), 138,30 (d, ipso Ar), 132,62 (d, ortho Ph), 128,53 (s, para Ph), 128,36 (d, meta Ph), 108,7-107,3 (m, ipso Ar), 101,0-100,2 (m, meta Ar), 29,26 (dd, -CH2-PPh2), 25,31 (m, -CH2-PAr2), 22,82 (dd, -CH2-). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ - 16,54 (s, PPh2), -53,12 (quint, PAr2). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ -98,39 (dd, ortho F), -106,30 (t, para F). MS (Cl, m/z (%)): 521 (100) [MH]+, 389 (26) [M -Ar]+, 501 (14) [M -Ff, 443 (8) [M -Ph]+.2,4,6-trifluorobenzene (10.16 g, 48.15 mmol, in 30 ml THF) and Mg (1, 47 g, 60.18 mmol, in 20 ml THF)). After the pH had been adjusted to 8, the organic phase was worked up in an aqueous extractive manner with ether. The product was purified by column chromatography (silica gel / dichloromethane). Yield: 3.8 g (51%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.39-7.33 (m, 4H, Ph), 7.31 -7.27 (m, 6H, Ph), 6.58 (m, 4H, meta Ar) , 2.57 (m, 2H, -CH 2 -PAr 2), 2.19 (t, 2H, -CH 2 PPh 2), 1, 54 (m, 2H, -CH 2 -). 13 C NMR (CDCI 3 ): δ 164.73 (dm, ortho Ar), 163.91 (dm, para Ar), 138.30 (d, ipso Ar), 132.62 (d, ortho Ph), 128 , 53 (s, para Ph), 128.36 (d, meta Ph), 108.7-107.3 (m, ipso Ar), 101.0-100.2 (m, meta Ar), 29.26 (dd, -CH 2 -PPh 2 ), 25.31 (m, -CH 2 -PAr 2 ), 22.82 (dd, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ - 16.54 (s, PPh 2 ), -53.12 (quint, PAr 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CDCI3): δ -98.39 (dd, ortho F), -106.30 (t, para F). MS (Cl, m / z (%)): 521 (100) [MH] + , 389 (26) [M -Ar] + , 501 (14) [M -Ff, 443 (8) [M -Ph] + .
2a) Dichlor{1 ,3-bis[bis[3,5-bis(trifluormethyl)phenyl]phosphino]propan}palladium(ll)2a) dichloro {1,3-bis [bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} palladium (II)
Eine Lösung von (COD)PdCI2 (0,76 g, 2,65 mmol) in CH CI2(40 ml) wurde mit einer Lösung des Produkts von 1 ä) (2,53 g, 2,65 mmol) in CH2CI2 (25 ml) umgesetzt. Nach einer Stunde Rühren wurde die Hauptmenge Dichlormethan im Argonstrom entfernt. Nach Zugabe von Pentan fiel das Produkt als Niederschlag aus. Nach Trocknung im Vakuum wurde ein schwach gelbes Produkt erhalten.A solution of (COD) PdCI 2 (0.76 g, 2.65 mmol) in CH CI 2 (40 ml) was treated with a solution of the product of 1 a) (2.53 g, 2.65 mmol) in CH 2 CI 2 (25 ml) implemented. After stirring for an hour, the bulk of dichloromethane was removed in a stream of argon. After adding pentane, the product precipitated out. After drying in vacuo, a slightly yellow product was obtained.
Ausbeute: 2,9 g (95%). 1H NMR (acetone-d6): δ 8,53 (br d, 8H, ortho Ar), 8,28 (br s, 4H, para Ar), 3,29 (m, 4H, -CH2P), 2,38 (m, 2H, -CH2-). 31P{1H} NMR (acetone-d6): δ 16,11 (s). 19F{1H} NMR (acetone-d6): δ -62,45 (s). MS (FAB, m/z (%)): 1097 (100) [M - Cl]+, 1062 (23) [M -2 Cl]+, 849 (23) [M - 2CI,Ar]+. Anal, berechnet für C35H18CI2F24P2Pd: C, 37,08; H, 1 ,60. gefunden: C, 36,89; H, 1 ,66.Yield: 2.9 g (95%). 1 H NMR (acetone-d 6 ): δ 8.53 (br d, 8H, ortho Ar), 8.28 (br s, 4H, para Ar), 3.29 (m, 4H, -CH 2 P) , 2.38 (m, 2H, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (acetone-d 6 ): δ 16.11 (s). 19 F { 1 H} NMR (acetone-d 6 ): δ -62.45 (s). MS (FAB, m / z (%)): 1097 (100) [M - Cl] + , 1062 (23) [M -2 Cl] + , 849 (23) [M - 2CI, Ar] + . Anal, calculated for C 35 H 18 CI 2 F 24 P 2 Pd: C, 37.08; H, 1.60. found: C, 36.89; H, 1.66.
2b) Dichlor{1 -diphenylphosphino-3-[bis[3,5- bis(trifluormethyl)phenyl]phosphino]propan}palladium(ll)2b) dichloro {1 -diphenylphosphino-3- [bis [3,5- bis (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} palladium (II)
Eine Lösung des Produkts von 1 b) (2,16 g, 3,16 mmol in CH2CI2 (20 ml) wurde zu einer Lösung von (COD)PdCI2 (0.9 g, 3.16 mmol) in CH2CI2 (60 ml). Nach einer Stunde Rühren wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum eingeengt und das Produkt durch Zugabe von Pentan ausgeschieden. Nach Trocknung im Vakuum wurde ein schwach gelbes Produkt erhalten. Ausbeute: 2,6 g (96%). 1H NMR (CDCI3): δ 8,13 (br d ,4H, ortho Ar), 7,96 (br s, 2H, para Ar), 7,71 (m, 4H, Ph), 7,47 (m, 2H, Ph) 7,37 (m, 4H, Ph), 2,64-2,48 (m, 4H, - CH2P), 2,09 (m, 2H, -CH2-). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ 13,33 (d), 13,02 (d). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ -63,38 (s). MS (FAB, m/z (%)): 827 (100) [M -Cl]+, 790 (18) [M -2 Cl]+, 749 (12) [M -CI,Ph]+, 577 (9) [M -2 CI,Ar]+. Anal, berechnet für C3ιH22CI2F12P2Pd: C, 43,21 ; H, 2,57. gefunden: C, 43,01 ; H, 2,57.A solution of the product from 1 b) (2.16 g, 3.16 mmol in CH 2 CI 2 (20 ml) became a solution of (COD) PdCI 2 (0.9 g, 3.16 mmol) in CH 2 CI 2 ( After stirring for one hour, the reaction mixture was concentrated in vacuo and the product was eliminated by adding pentane. After drying in vacuo, a pale yellow product was obtained. Yield: 2.6 g (96%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 8.13 (br d, 4H, ortho Ar), 7.96 (br s, 2H, para Ar), 7.71 (m, 4H, Ph), 7.47 (m, 2H, Ph ) 7.37 (m, 4H, Ph), 2.64-2.48 (m, 4H, - CH 2 P), 2.09 (m, 2H, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ 13.33 (d), 13.02 (d). 19 F { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ -63.38 (s). MS (FAB, m / z ( %)): 827 (100) [M -Cl] + , 790 (18) [M -2 Cl] + , 749 (12) [M -CI, Ph] + , 577 (9) [M -2 CI, Ar] + . Anal, calculated for C 3 ιH 22 CI 2 F 12 P 2 Pd: C, 43.21; H, 2.57. Found: C, 43.01; H, 2.57.
2c) Dichlor{1-diphenylphosphino-3-[bis(3,5-dimethylphenyl)phosphino]- propan}palladium(ll)2c) dichloro {1-diphenylphosphino-3- [bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino] propane} palladium (II)
Zu einer Lösung von (COD)PdCI2 (0,46 g, 1 ,60 mmol) in CH2CI2 (40 ml) wurde eine Lösung des Produkts von 1 c) (0,75 g, 1 ,60 mmol) in CH2CI2 (20 ml) gegeben und eine Stunde gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde im Vakuum eingeengt und das Produkt durch Zugabe von Pentan ausgeschieden. Nach Waschen mit Ether und Pentan und Trocknung im Vakuum wurde das Produkt als ein schwach gelber Feststoff erhalten. Ausbeute :1 ,0 g (94%). 1H NMR (CDCI3): δ 7,81-7,74 (m, 4H, Ph), 7,47-7,33 (m, 10H, arom), 7,04 (br s, 2H, para Ar), 2,39-2,28 (m, 4H, -CH2P), 2,26 (s, 12H, -CH3), 1 ,99 (m, 2H, -CH2-). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ 12,7 (d), 11 ,4 (d). MS (FAB, m/z (%)): 609 (100) [M -Cl]+, 574 (20) [M -2CI]+, 533 (6) [M -CI,Ph]+. Anal, berechnet für C, 57.65; H, 5,31. gefunden: C, 57,48; H, 5,24.A solution of the product of 1 c) (0.75 g, 1.60 mmol) in was added to a solution of (COD) PdCI 2 (0.46 g, 1.60 mmol) in CH 2 CI 2 (40 ml) CH 2 CI 2 (20 ml) added and stirred for one hour. The reaction mixture was concentrated in vacuo and the product was eliminated by adding pentane. After washing with ether and pentane and drying in vacuo, the product was obtained as a pale yellow solid. Yield: 1.0 g (94%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 7.81-7.74 (m, 4H, Ph), 7.47-7.33 (m, 10H, aroma), 7.04 (br s, 2H, para Ar ), 2.39-2.28 (m, 4H, -CH 2 P), 2.26 (s, 12H, -CH 3 ), 1.99 (m, 2H, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ 12.7 (d), 11, 4 (d). MS (FAB, m / z (%)): 609 (100) [M -Cl] + , 574 (20) [M -2CI] + , 533 (6) [M -CI, Ph] + . Anal, calculated for C, 57.65; H, 5.31. found: C, 57.48; H, 5.24.
2d) Dichlor{1-diphenylphosphino-3-[bis(3,5-difluorphenyl)phosphino]propan}- palladium(ll)2d) dichloro {1-diphenylphosphino-3- [bis (3,5-difluorophenyl) phosphino] propane} - palladium (II)
Eine Lösung des Produkts von 1 d) (1 ,96 g, 4,06 mmol) in CH2CI2 (20 ml) wurde zu einer Lösung von (COD)PdCI2 (1 ,16 g, 4,06 mmol) in CH2CI2 (80 ml) gegeben. Nach einer Stunde Rühren wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum eingeengt und das Produkt durch Zugabe von Pentan als Niederschlag ausgeschieden. Nach Waschen mit Ether und Pentan und Trocknung im Vakuum wurde ein mikrokristalliner Feststoff er- halten.A solution of the product of 1 d) (1.96 g, 4.06 mmol) in CH 2 CI 2 (20 ml) became a solution of (COD) PdCI 2 (1, 16 g, 4.06 mmol) in CH 2 CI 2 (80 ml) was given. After stirring for one hour, the reaction mixture was concentrated in vacuo and the product was precipitated out by adding pentane. After washing with ether and pentane and drying in vacuo, a microcrystalline solid was obtained.
Ausbeute: 2,6 g (95%). 1H NMR (DMSO-d6): δ 7,76 (m, 4H, arom), 7,57-7,44 (m, 12H, arom), 2,83 (m, 2H, -CH2P), 2,72 (m, 2H, -CH2P'), 1.78 (m, 2H, -CH2-). 31P{1H} NMR (DMSO-de): δ 16,5 (br), 13.3 (br). 19F{1H} NMR (DMSO-d6): δ -107,5 (s). MS (FAB, m/z (%)): 625 (100) [M -Cl]+, 589 (37) [M -2CI]+, 547 (26) [M -CI,Ph]+. Anal, berechnet für C27H22CI2F4P2Pd: C, 49,01 ; H, 3,35. gefunden: C, 48,79; H, 3,48.Yield: 2.6 g (95%). 1 H NMR (DMSO-d 6 ): δ 7.76 (m, 4H, aroma), 7.57-7.44 (m, 12H, aroma), 2.83 (m, 2H, -CH 2 P) , 2.72 (m, 2H, -CH 2 P ' ), 1.78 (m, 2H, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (DMSO-de): δ 16.5 (br), 13.3 (br). 19 F { 1 H} NMR (DMSO-d 6 ): δ -107.5 (s). MS (FAB, m / z (%)): 625 (100) [M -Cl] + , 589 (37) [M -2CI] + , 547 (26) [M -CI, Ph] + . Anal, calculated for C 27 H 22 CI 2 F 4 P 2 Pd: C, 49.01; H, 3.35. found: C, 48.79; H, 3.48.
2e) Dichlor{1-diphenylphosphino-3-[bis[2-(trifluormethyl)phenyl]phosphino]propan}- palladium(ll)2e) dichloro {1-diphenylphosphino-3- [bis [2- (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} - palladium (II)
Eine Lösung von (COD)PdCI2 (1 ,96 g, 6,87 mmol) in CH2CI2 (120 ml) wurde mit einer Lösung des Bisphosphins von Beispiel 1 e) (3,77 g, 6,87 mmol) in CH2CI2 (40 ml) versetzt. Nach einer Stunde Rühren wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum eingeengt und das Produkt durch Zugabe von Pentan ausgeschieden. Nach Waschen mit Ether und Pentan und Trocknung im Vakuum wurde das Produkt als Feststoff erhalten. Ausbeute: 4,8 g (96%). 1H NMR (C2D2CI4): δ 9,41 (m, 1 H, Ar) 7,82-7,32 (m, 16H, a- rom), 7,02 (m, 1 H, Ar), 2,80-2,62 (m, 2H), 2,30-2,04 (m, 3H), 1 ,71-1,50 (m, 1 H). 31P{1H} NMR (C2D2CI4): δ 37,14 (m, PAr2), 12,47 (d, PPh2). 19F{1H} NMR (C2D2CI4): δ -54,27 (s), -54,37 (d). MS (FAB, m/z (%)): 689 (100) [M -Cl]+, 653 (48) [M -2CI]+, 611 (7) [M - Cl.Phf.A solution of (COD) PdCI 2 (1.96 g, 6.87 mmol) in CH 2 CI 2 (120 ml) was mixed with a solution of the bisphosphine from Example 1 e) (3.77 g, 6.87 mmol) added in CH 2 CI 2 (40 ml). After stirring for one hour, the reaction mixture was concentrated in vacuo and the product was eliminated by adding pentane. After washing with ether and pentane and drying in vacuo, the product was obtained as a solid. Yield: 4.8 g (96%). 1 H NMR (C 2 D 2 CI 4 ): δ 9.41 (m, 1 H, Ar) 7.82-7.32 (m, 16H, aromatic), 7.02 (m, 1 H, Ar), 2.80-2.62 (m, 2H), 2.30-2.04 (m, 3H), 1.71-1.50 (m, 1H). 31 P { 1 H} NMR (C 2 D 2 CI 4 ): δ 37.14 (m, PAr 2 ), 12.47 (d, PPh 2 ). 19 F { 1 H} NMR (C 2 D 2 CI 4 ): δ -54.27 (s), -54.37 (d). MS (FAB, m / z (%)): 689 (100) [M -Cl] + , 653 (48) [M -2CI] + , 611 (7) [M - Cl.Phf.
2f) Dichlor{1 -diphenylphosphino-3-[bis(2,4,6- trifluorphenyl)phosphino]propan}palladium(ll) Ligand 1f (3,58 g, 6,88 mmol) wurde in CH2CI2 (30 ml) gelöst und zu einer Lösung von (COD)PdCI2 (1 ,96 g, 6,88 mmol) in CH2CI2 (120 ml) gegeben. Nach einer Stunde wurde das Produkt im Vakuum eingeengt und fiel als Niederschlag. Durch Zugabe von Pentan wurde die Fällung vervollständigt. Das Produkt wurde mit Ether und Pentan gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 4,6 g (97%). 1H NMR (DMSO-d6): δ 7,84 (m, 4H, Ph), 7,63-7,51 (m, 6H, Ph), 7,40 (m, 4H, Ar), 2,62 (m, 2H, -CH2P), 2,54 (m, 2H, -CH2P'), 1 ,88 (m, 2H, -CH2-). 31P{1H} NMR (DMSO-d6): δ 16,37 (d), -16,23 (m). 19F{1H} NMR (DMSO-d6): δ - 93,18 (vt, ortho F), -100,99 (t, para F). MS (FAB, m/z (%)): 661 (100) [M -Ci]+, 625 (37) [M - 2CI]+. Anal, berechnet für C27H20CI2F6P2Pd: C, 46,48; H, 2,89. gefunden: C, 46,17; H, 2,99.2f) Dichloro {1 -diphenylphosphino-3- [bis (2,4,6-trifluorophenyl) phosphino] propane} palladium (II) ligand 1f (3.58 g, 6.88 mmol) was dissolved in CH 2 CI 2 (30 ml) and added to a solution of (COD) PdCI 2 (1.96 g, 6.88 mmol) in CH 2 CI 2 (120 ml). After one hour the product was concentrated in vacuo and fell as precipitation. The precipitation was completed by adding pentane. The product was washed with ether and pentane and dried in vacuo. Yield: 4.6 g (97%). 1 H NMR (DMSO-d 6 ): δ 7.84 (m, 4H, Ph), 7.63-7.51 (m, 6H, Ph), 7.40 (m, 4H, Ar), 2, 62 (m, 2H, -CH 2 P), 2.54 (m, 2H, -CH 2 P ' ), 1.88 (m, 2H, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (DMSO-d 6 ): δ 16.37 (d), -16.23 (m). 19 F { 1 H} NMR (DMSO-d 6 ): δ - 93.18 (vt, ortho F), -100.99 (t, para F). MS (FAB, m / z (%)): 661 (100) [M -Ci] + , 625 (37) [M - 2CI] + . Anal, calculated for C 27 H 20 CI 2 F 6 P 2 Pd: C, 46.48; H, 2.89. found: C, 46.17; H, 2.99.
3e) Diiod{1 -diphenylphosphino-3-[bis[2-(trifluormethyl)phenyl]phosphino]propan}- palladium(ll)3e) diiod {1 -diphenylphosphino-3- [bis [2- (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} - palladium (II)
Eine Lösung des Dichlorkomplexes von Beispiel 2e) (3,68 g, 5,07 mmol) in DMSO (80 ml) wurde mit Natriumjodid (3,04 g, 20,3 mmol) versetzt und 48 Stunden bei Raum- temperatur gerührt. Anschließend wurde wässrig extraktiv (Dichlormethan) aufgearbeitet. Das so erhaltene Produkt wurde mittels Chromatographie an Kieselgel (Dichlormethan) gereinigt und mit Pentan als rot-oranger Feststoff ausgeschieden. Ausbeute: 3,27 g (71%). 1H NMR (CDCI3): δ 9,58 (m, 1 H, Ar), 7,91-7,34 (m, 16H, a- rom), 7,09 (m, 1 H, Ar), 2,90-2,71 (m, 2H), 2,34-2,17 (m, 2H), 2,17-2,04 (m, 1 H), 1 ,91- 1 ,70 (m, 1 H). 31P{1H} NMR (CDCI3): δ 23,06 (m, PAr2), -0,40 (d, PPh2). 19F{1H} NMR (CDCI3): δ - 54,7 (s), -55,55 (d). MS'(FAB, m/z (%)): 781 (100)"[M -l]+, 653 (44) [M - l,HI]+. Anal, berechnet für C29H2 F6l2P2Pd: C, 38,33; H, 2,66. gefunden: C, 38,21 ; H, 2,54.A solution of the dichloro complex from Example 2e) (3.68 g, 5.07 mmol) in DMSO (80 ml) was mixed with sodium iodide (3.04 g, 20.3 mmol) and stirred for 48 hours at room temperature. Subsequently, aqueous extractive (dichloromethane) was worked up. The product thus obtained was purified by chromatography on silica gel (dichloromethane) and excreted with pentane as a red-orange solid. Yield: 3.27 g (71%). 1 H NMR (CDCI 3 ): δ 9.58 (m, 1 H, Ar), 7.91-7.34 (m, 16H, aroma), 7.09 (m, 1 H, Ar), 2.90-2.71 (m, 2H), 2.34-2.17 (m, 2H), 2.17-2.04 (m, 1H), 1.91-1.70 (m, 1 H). 31 P { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ 23.06 (m, PAr 2 ), -0.40 (d, PPh 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CDCI 3 ): δ - 54.7 (s), -55.55 (d). MS ' (FAB, m / z (%)): 781 (100) " [M-1] + , 653 (44) [M-1, HI] + . Anal, calculated for C 29 H 2 F 6 l 2 P 2 Pd: C, 38.33; H, 2.66. Found: C, 38.21; H, 2.54.
3d) Diiod{1 -diphenylphosphino-3-[bis(3,5-dif luorphenyl)phosphino]propan}palladium(ll)3d) diiod {1 -diphenylphosphino-3- [bis (3,5-difluorophenyl) phosphino] propane} palladium (II)
Analog Beispiel 3e) wurde der Dichlorkomplex von Beispiel 2d) (0,45 g, 0,68 mmol), DMSO (10 ml) und Natriumjodid (0,41 g, 2,72 mmol) umgesetzt. Es wurde ein rotoranger Feststoff erhalten. Ausbeute: 0,31 g (54%). 1H NMR (acetone-d6): δ 7,83-7,76 (m, 4H, arom), 7,54-7,43 (m, 10H, arom), 7,20 (tt, 2H, para Ar), 2,92 (m, 2H, -CH2P), 2,82 (m, 2H, -CH2P'), 2,12 (m, 2H, -CH2-). 31P{1H} NMR (acetone-d6): δ 3,37 (dquint, PAr2), 1,42 (d, PPh2). 19F{1H} NMR (acetone-d6): δ -108,12 (d). MS (FAB, m/z (%)): 844 (6) [M]+, 717 (100) [M -l]+, 589 (29) [M -l,Hlf.Analogously to Example 3e), the dichloro complex from Example 2d) (0.45 g, 0.68 mmol), DMSO (10 ml) and sodium iodide (0.41 g, 2.72 mmol) was reacted. A red-orange solid was obtained. Yield: 0.31 g (54%). 1 H NMR (acetone-d 6 ): δ 7.83-7.76 (m, 4H, aroma), 7.54-7.43 (m, 10H, aroma), 7.20 (tt, 2H, para Ar), 2.92 (m, 2H, -CH 2 P), 2.82 (m, 2H, -CH 2 P ' ), 2.12 (m, 2H, -CH 2 -). 31 P { 1 H} NMR (acetone-d 6 ): δ 3.37 (dquint, PAr 2 ), 1.42 (d, PPh 2 ). 19 F { 1 H} NMR (acetone-d 6 ): δ -108.12 (d). MS (FAB, m / z (%)): 844 (6) [M] + , 717 (100) [M -l] + , 589 (29) [M -l, Hel.
4a) Diacetonitril{1 ,3-bis[bis[3,5- bis(trifluormethyl)phenyl]phosphino]propan}palladium(ll)ditetrafluoroborat4a) Diacetonitrile {1,3-bis [bis [3,5- bis (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} palladium (II) ditetrafluoroborate
AgBF4 (0,61g, 3,12 mmol) wurde einer Lösung des Produktes des Beispiels 2a) (1 ,77 g, 1 ,56 mmol) in Acetonitril (80 ml) zugesetzt. Nachdem zwei Stunden gerührt wurde, wurde die Mischung filtriert und im Vakuum eingeengt. Nach Filtration und weiterem Einengen fiel das Produkt nach Zugabe von Ether. Der Feststoff wurde mit Ether und Pentan gewaschen und im Vakuum getrocknet.AgBF 4 (0.61 g, 3.12 mmol) was added to a solution of the product of Example 2a) (1.77 g, 1.56 mmol) in acetonitrile (80 ml). After stirring for two hours, the mixture was filtered and concentrated in vacuo. After filtration and further concentration, the product fell after the addition of ether. The solid was washed with ether and pentane and dried in vacuo.
Ausbeute: 1 ,4 g (68%). 1H NMR (Acetone-d6): δ 8,55 (d, 8H, ortho Ar), 8.44 (s, 4H, pa- ra Ar), 3,58 (m, 4H, -CH2P), 2,71 (m, 2H, -CH2-), 2,09 (s, 6H, CH3CN). 31P{1H} NMR (acetone-de): δ 18.57 (s). 1 F{1H} NMR (Acetone-d6): δ -62,32 (s, CF3), -148,16 (s, BF4). MS (FAB, m/z (%)): 1061 (25) [M -2CH3CN,2BF4 , 605 (100) [M - 2CH3CN,2BF4,PAr2]+.Yield: 1.4 g (68%). 1 H NMR (acetone-d 6 ): δ 8.55 (d, 8H, ortho Ar), 8.44 (s, 4H, para Ar), 3.58 (m, 4H, -CH 2 P), 2 , 71 (m, 2H, -CH 2 -), 2.09 (s, 6H, CH 3 CN). 31 P { 1 H} NMR (acetone-de): δ 18.57 (s). 1 F { 1 H} NMR (acetone-d 6 ): δ -62.32 (s, CF 3 ), -148.16 (s, BF 4 ). MS (FAB, m / z (%)): 1061 (25) [M -2CH 3 CN, 2BF 4 , 605 (100) [M - 2CH 3 CN, 2BF 4 , PAr 2 ] + .
4b) Diacetonitril{1 -diphenylphosphino-3-[bis[3,5- bis(trifIuormethyl)phenyl]phosphino]propan}palladium(ll) ditetrafluoroborat4b) Diacetonitrile {1 -diphenylphosphino-3- [bis [3,5- bis (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} palladium (II) ditetrafluoroborate
Das Produkt von Beispiel 2b (1,12 g, 1,30 mmol) wurde in Acetonitril (70 ml) gelöst und AgBF4 (0,51 g, 2,50 mmol) zugesetzt. Nach zwei Stunden Rühren wurde die Mischung filtriert und im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde mit Dichlormethan extrahiert, das Extrakt eingeengt und filtriert. Nach Zugabe von Pentan, erhielt man das Produkt als Feststoff.The product of Example 2b (1.12 g, 1.30 mmol) was dissolved in acetonitrile (70 ml) and AgBF 4 (0.51 g, 2.50 mmol) was added. After stirring for two hours, the mixture was filtered and concentrated to dryness in vacuo. The residue was extracted with dichloromethane, the extract was concentrated and filtered. After adding pentane, the product was obtained as a solid.
Ausbeute: 1 ,1 g (81%). 1H NMR (CD3CN): δ 8,28 (s, 2H, para Ar), 8,11 (d, 4H, ortho Ar), 7,68-7,59 (m, 6H, Ph), 7,56-7,49 (m, 4H, Ph), 2,98-2,85 (m, 4H, -CH2P), 2,30 (m, 2H, -CH2-), 1 ,95 (s, CH3CN). 31P{1H} NMR (CD3CN): δ 14,3 (d), 14,1 (d). 19F{1H} NMR (CD3CN): δ -62,1 (s, CF3), -150,1 (s, BF4). MS (FAB, m/z (%)): 790 (100) [M - 2CH3CN,2BF4f.Yield: 1.1 g (81%). 1 H NMR (CD 3 CN): δ 8.28 (s, 2H, para Ar), 8.11 (d, 4H, ortho Ar), 7.68-7.59 (m, 6H, Ph), 7 , 56-7.49 (m, 4H, Ph), 2.98-2.85 (m, 4H, -CH 2 P), 2.30 (m, 2H, -CH 2 -), 1.95 ( s, CH 3 CN). 31 P { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ 14.3 (d), 14.1 (d). 19 F { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ -62.1 (s, CF 3 ), -150.1 (s, BF 4 ). MS (FAB, m / z (%)): 790 (100) [M - 2CH 3 CN, 2BF 4 f.
4c) Diacetonitril{1 -diphenylphosphino-3-[bis(3,5- dimethylphenyl)phosphino]propan}palladium(ll) ditetrafluoroborat4c) Diacetonitrile {1 -diphenylphosphino-3- [bis (3,5-dimethylphenyl) phosphino] propane} palladium (II) ditetrafluoroborate
AgBF4 (0,24 g, 1 ,26 mmol) wurde zur Lösung des Produktes von Beispiel 2c) (0,41 g, 0,63 mmol) in Acetonitril (80 ml) gegeben. Nach zwei Stunden Rühren wurde analog Beispiel 4b) aufgearbeitet. Ausbeute: 0,41 g (78%). 1H NMR (CD3CN): δ 7,66-7,58 (m, 6H, Ph), 7,55-7,49 (m, 4H, Ph), 7.23 (br s, 4H, ortho Ar), 7,20 (br s, 2H, para Ar), 2,77 (m, 4H, -CH2P), 2,29 (s, 12H, -CH3), 2,22 (m, 2H, -CH2-), 1 ,95 (s, CH3CN). 31P{1H} NMR (CD3CN): δ 13.0 (br), 12.0 (br). 19F{1H} NMR (CD3CN): δ -150,2 (s, BF4). MS (FAB, m/z (%)): 593 (56) [M - 2CH3CN,BF4,BF3]+, 574 (100) [M -2CH3CN,2BF4]+.AgBF 4 (0.24 g, 1.26 mmol) was added to the solution of the product from Example 2c) (0.41 g, 0.63 mmol) in acetonitrile (80 ml). After stirring for two hours, working up was carried out analogously to Example 4b). Yield: 0.41 g (78%). 1 H NMR (CD 3 CN): δ 7.66-7.58 (m, 6H, Ph), 7.55-7.49 (m, 4H, Ph), 7.23 (br s, 4H, ortho Ar) , 7.20 (br s, 2H, para Ar), 2.77 (m, 4H, -CH 2 P), 2.29 (s, 12H, -CH 3 ), 2.22 (m, 2H, - CH 2 -), 1.95 (s, CH 3 CN). 31 P { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ 13.0 (br), 12.0 (br). 19 F { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ -150.2 (s, BF 4 ). MS (FAB, m / z (%)): 593 (56) [M - 2CH 3 CN, BF 4 , BF 3 ] + , 574 (100) [M -2CH 3 CN, 2BF 4 ] + .
4d) Diacetonitril{1 -diphenylphosphino-3-[bis(3,5- difluorphenyl)phosphino]propan}palladium(ll) ditetrafluoroborat AgBF4 (0,92 g, 4,72 mmol) wurde zur Lösung des Produktes von Beispiel 2d) (1 ,56 g, 2,36 mmol) in Acetonitril (80 ml) gegeben. Nach zwölf Stunden Rühren wurde analog Beispiel 4b) aufgearbeitet. Ausbeute: 1 ,6 g (80%). 1H NMR (CD3CN, 343 °K): δ 7,72-7,63 (m, 6H, Ph), 7,58-7,53 (m, 4H, Ph), 7,32-7,25 (m, 4H, ortho Ar), 7.20 (tt, 2H, para Ar), 2,86-2,77 (m, 4H, - CH2P), 2,29 (m, 2H, -CH2-), 1 ,95 (s, CH3CN). 3 P{1H} NMR (CD3CN): δ 14, 4 (m) 12,7 (m). 19F{1H} NMR (CD3CN): δ -105,5 (s, meta F), -150,0 (s, BF4). MS (FAB, m/z (%)): 609 (39) [M -2CH3CN,BF4,BF3]+, 590 (100) [M -2CH3CN,2BF4]+.4d) Diacetonitrile {1 -diphenylphosphino-3- [bis (3,5-difluorophenyl) phosphino] propane} palladium (II) ditetrafluoroborate AgBF 4 (0.92 g, 4.72 mmol) was used to dissolve the product from Example 2d) (1.56 g, 2.36 mmol) in acetonitrile (80 ml). After stirring for twelve hours, working up was carried out analogously to Example 4b). Yield: 1.6 g (80%). 1 H NMR (CD 3 CN, 343 ° K): δ 7.72-7.63 (m, 6H, Ph), 7.58-7.53 (m, 4H, Ph), 7.32-7, 25 (m, 4H, ortho Ar), 7.20 (tt, 2H, para Ar), 2.86-2.77 (m, 4H, - CH 2 P), 2.29 (m, 2H, -CH 2 - ), 1.95 (s, CH 3 CN). 3 P { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ 14.4 (m) 12.7 (m). 19 F { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ -105.5 (s, meta F), -150.0 (s, BF 4 ). MS (FAB, m / z (%)): 609 (39) [M -2CH 3 CN, BF 4 , BF 3 ] + , 590 (100) [M -2CH 3 CN, 2BF 4 ] + .
4e) Diacetonitril{1 -diphenylphosphino-3-[bis[2- (trifluormethyl)phenyl]phosphino]propan}palladium(ll) ditetrafluoroborat4e) Diacetonitrile {1 -diphenylphosphino-3- [bis [2- (trifluoromethyl) phenyl] phosphino] propane} palladium (II) ditetrafluoroborate
AgBF4 (0,43 g, 2,22 mmol) wurde zur Lösung des Produktes von Beispiel 2e) (1 ,01 g, 1 ,11 mmol) in Acetonitril (80 ml) gegeben. Nach zwei Stunden Rühren wurde analog Beispiel 4b) aufgearbeitet.AgBF 4 (0.43 g, 2.22 mmol) was added to the solution of the product from Example 2e) (1.01 g, 1.11 mmol) in acetonitrile (80 ml). After stirring for two hours, working up was carried out analogously to Example 4b).
Ausbeute: 0,9g (89%). H NMR (CD3CN): δ 8,61-8,47 (br, 1H, arom), 8,07-7,37 (m, 17H, arom), 3,12-2,94 (br, 2H), 2,71 (br, 2H), 2,53-2,29 (br, 1 H), 2,10-1 ,96 (br, 1 H), 1 ,95 (s, CH3CN). 31P{1H} NMR (CD3CN): δ 31 ,4 (m, PAr2), 13,2 (d, PPh2). 19F{1H} NMR (CD3CN): δ -54,1 (s, br, CF3), -54,4 (s, br, CF3), -150,4 (s, BF4). MS (FAB, m/z (%)): 673 (22) [M -2CH3CN,BF4,BF3]+, 654 (100) [M -2CH3CN,2BF4]+.Yield: 0.9 g (89%). H NMR (CD 3 CN): δ 8.61-8.47 (br, 1H, aroma), 8.07-7.37 (m, 17H, aroma), 3.12-2.94 (br, 2H ), 2.71 (br, 2H), 2.53-2.29 (br, 1H), 2.10-1, 96 (br, 1H), 1.95 (s, CH 3 CN). 31 P { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ 31, 4 (m, PAr 2 ), 13.2 (d, PPh 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ -54.1 (s, br, CF 3 ), -54.4 (s, br, CF 3 ), -150.4 (s, BF 4 ) , MS (FAB, m / z (%)): 673 (22) [M -2CH 3 CN, BF 4 , BF 3 ] + , 654 (100) [M -2CH 3 CN, 2BF 4 ] + .
4f) Diacetonitril{1 -diphenylphosphino-3-[bis(2,4,6- trifluorphenyl)phosphino]propan}palladium(ll) ditetrafluoroborat4f) Diacetonitrile {1 -diphenylphosphino-3- [bis (2,4,6-trifluorophenyl) phosphino] propane} palladium (II) ditetrafluoroborate
AgBF4 (1 ,07g, 5,52 mmol) wurde zur Suspension des Produktes von Beispiel 2f) (1 ,93 g, 2,76 mmol) in Acetonitril (100 ml) gegeben. Nach zwölf Stunden Rühren wurde analog Beispiel 4b) aufgearbeitet. Ausbeute: 1 ,9 g (76%). 1H NMR (CD3CN): δ 7,75-7,65 (m, 6H, Ph), 7,64-7,54 (m, 4H, Ph), 7,03 (m, 4H, Ar), 2,99 (m, 2H, -CH2P), 2,77 (m, 2H, -CH2P'), 2,32 (m, 2H, -CH2-), 1 ,95 (s, CH3CN). 3 P{1H} NMR (CD3CN): δ 14,4 (d, PPh2), -19,6 (m, PAr2). 19F{1H} NMR (CD3CN): δ -93,4 (vt, ortho F), -96,0 (t, para F), -150,5 (s, BF4). MS (FAB, m/z (%)): 645 (20) [M -2CH3CN,BF4,BF3]+, 626 (100) [M -2CH3CN,2BF4f.AgBF 4 (1.07 g, 5.52 mmol) was added to the suspension of the product from Example 2f) (1.93 g, 2.76 mmol) in acetonitrile (100 ml). After stirring for twelve hours, working up was carried out analogously to Example 4b). Yield: 1.9 g (76%). 1 H NMR (CD 3 CN): δ 7.75-7.65 (m, 6H, Ph), 7.64-7.54 (m, 4H, Ph), 7.03 (m, 4H, Ar) , 2.99 (m, 2H, -CH 2 P), 2.77 (m, 2H, -CH 2 P ' ), 2.32 (m, 2H, -CH 2 -), 1.95 (s, CH 3 CN). 3 P { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ 14.4 (d, PPh 2 ), -19.6 (m, PAr 2 ). 19 F { 1 H} NMR (CD 3 CN): δ -93.4 (vt, ortho F), -96.0 (t, para F), -150.5 (s, BF 4 ). MS (FAB, m / z (%)): 645 (20) [M -2CH 3 CN, BF 4 , BF 3 ] + , 626 (100) [M -2CH 3 CN, 2BF 4 f.
B. Polymerisationsbeispiele Beispiel P1B. Polymerization Examples Example P1
Bei Raumtemperatur wurden in einem Schlenkrohr unter Argonatmosphäre und Rüh- ren 10 mg Komplex 4b in 5 g Toluol (99 Gew.-%; Fa. Aldrich) gelöst, anschließend mit 0,5 g n-Hexadecan (99 Gew.-%, Fa. Aldrich), sowie 1 g 10-Undecensäure (98 Gew.-%; Fa. Aldrich) versetzt und 5 Minuten gerührt. Die so erhaltene organische Komplexlösung rührte man bei Raumtemperatur und unter Argonatmosphäre in eine wässrige Lösung, bestehend aus 100 g entionisiertem Wasser und 1 ,0 g Texapon® NSO (Schwefelsäurehalbester-Natriumsalz von n-Dodecanolethoxylat, mittlerer Ethoxylie- rungsgrad: 25; Marke der Fa. Henkel) unter Bildung einer ÖI-in-Wasser-Emulsion ein. Diese Emulsion wurde für 10 Minuten mit einer Sonotrode (Sonifier II 450 der Fa. Branson) in Kontakt gebracht und anschließend die mittlere Tröpfchengröße bestimmt.At room temperature, 10 mg of complex 4b were dissolved in 5 g of toluene (99% by weight; from Aldrich) in a Schlenk tube under an argon atmosphere and with stirring, then with 0.5 g of n-hexadecane (99% by weight, from . Aldrich), and 1 g of 10-undecenoic acid (98% by weight; Aldrich) and stirred for 5 minutes. The organic complex solution thus obtained was stirred at room temperature and under an argon atmosphere in an aqueous solution consisting of 100 g deionized water and 1, 0 g Texapon ® NSO (Schwefelsäurehalbester sodium salt of n-Dodecanolethoxylat, average ethoxylation Degree of efficiency: 25; Henkel brand) to form an oil-in-water emulsion. This emulsion was brought into contact with a sonotrode (Sonifier II 450 from Branson) for 10 minutes and then the average droplet size was determined.
Die mittlere Tröpfchengröße der wässrigen Emulsionen wurde generell mittels quasielastischer dynamischer Lichtstreuung mit einem Coulter N4 Plus Particle Analysers der Fa. Coulter Scientific Instruments bestimmt. Im vorliegenden Fall betrug die mittlere Tröpfchengröße 200 nm.The average droplet size of the aqueous emulsions was generally determined by means of quasi-elastic dynamic light scattering using a Coulter N4 Plus Particle Analyzer from Coulter Scientific Instruments. In the present case, the mean droplet size was 200 nm.
Danach überführte man die erhaltene wässrige Emulsion in einen mit einem Stabrührer ausgerüsteten 300 ml-Stahlautoklaven und verdrängte die Luft mittels mehrmaligen Spülens mit Propylen. Anschließend wurden bei Raumtemperatur 10 bar Propen und 30 bar Kohlenmonoxid aufgepresst. Unter Rühren (500 Umdrehungen pro Minute) heizte man das Reaktionsgemisch auf 80 °C auf und rührte 2 Stunden bei dieser Tem- peratur. Danach wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und der Inhalt des Stahlautoklaven auf Atmosphärendruck entspannt. Es wurden 100 g einer wässrigen Copolymerisatdispersion mit einem Feststoffgehalt von 10 Gew.-% und einem Koagulatgehalt < 1 Gew.-% erhalten. Die mittlere Teilchengröße betrug 350 nm. Der Schmelzpunkt wurde zu 150 °C bestimmt. Die Glasübergangstemperatur liegt bei 20 °C. Das massengemittelte Molekulargewicht wurde per GPC mit 30000 g/mol ermittelt. Darüber hinaus war die wässrige Copolymerisatdispersion stabil und zeigte über 10 Wochen keine Phasenseparierung, Abscheidungen oder Koagulatbildung.The aqueous emulsion obtained was then transferred to a 300 ml steel autoclave equipped with a bar stirrer and the air was displaced by repeated flushing with propylene. Then 10 bar propene and 30 bar carbon monoxide were injected at room temperature. While stirring (500 revolutions per minute), the reaction mixture was heated to 80 ° C. and stirred at this temperature for 2 hours. The reaction mixture was then cooled to room temperature and the contents of the steel autoclave were released to atmospheric pressure. 100 g of an aqueous copolymer dispersion having a solids content of 10% by weight and a coagulum content of <1% by weight were obtained. The average particle size was 350 nm. The melting point was determined to be 150.degree. The glass transition temperature is 20 ° C. The weight average molecular weight was determined by GPC at 30,000 g / mol. In addition, the aqueous copolymer dispersion was stable and showed no phase separation, deposition or coagulum formation for 10 weeks.
Der Feststoffgehalt wurde generell bestimmt, indem ca. 1 g der wässrigen Copolymeri- satdispersion in einem offenen Aluminiumtiegel mit einem Innendurchmesser von ca. 3 cm in einem Trockenschrank bei 100 °C und 10 mbar (absolut) bis zur Gewichtskonstanz getrocknet wurde. Zur Bestimmung des Feststoffgehalts wurden jeweils zwei separate Messungen durchgeführt und der entsprechende Mittelwert gebildet.The solids content was generally determined by drying about 1 g of the aqueous copolymer dispersion in an open aluminum crucible with an inside diameter of about 3 cm in a drying cabinet at 100 ° C. and 10 mbar (absolute) to constant weight. To determine the solids content, two separate measurements were carried out and the corresponding average was formed.
Der Koagulatgehalt wurde generell bestimmt, indem man ca. 50 g der erhaltenen wässrigen Copolymerisatdispersion über ein 45 μm-Filtergewebe filtrierte. Das Filtergewebe wurde anschließend mit 50 ml entionisiertem Wasser gespült und bei 100 °C/1 bar (absolut) bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Aus der Gewichtsdifferenz des Filtergewebes vor der Filtration und dem Filtergewebe nach der Filtration und Trocknung wurde der Koagulatgehalt bestimmt.The coagulum content was generally determined by filtering about 50 g of the aqueous copolymer dispersion obtained through a 45 μm filter fabric. The filter fabric was then rinsed with 50 ml of deionized water and dried to constant weight at 100 ° C./1 bar (absolute). The coagulum content was determined from the difference in weight of the filter fabric before filtration and the filter fabric after filtration and drying.
Der mittlere Teilchendurchmesser der Copolymerisatteilchen wurde generell durch dynamische Lichtstreuung an einer 0,005 bis 0,01 gewichtsprozentigen wässrigen Dispersion bei 23 °C mittels eines Autosizer IIC der Fa. Malvern Instruments, England, ermittelt. Angegeben wird der mittlere Durchmesser der Kumulantenauswertung (cu- mulant z-average) der gemessenen Autokorrelationsfunktion (ISO-Norm 13321).The average particle diameter of the copolymer particles was generally determined by dynamic light scattering on a 0.005 to 0.01 percent by weight aqueous dispersion at 23 ° C. using an Autosizer IIC from Malvern Instruments, England, determined. The average diameter of the cumulative evaluation (cumulant z-average) of the measured autocorrelation function is given (ISO standard 13321).
Die Bestimmung der Glasübergangstemperatur bzw. des Schmelzpunktes erfolgte ge- nerell gemäß DIN 53765 mittels eines DSC820-Geräts, Serie TA8000 der Fa. Mettler- Toledo.The glass transition temperature or melting point was generally determined in accordance with DIN 53765 using a DSC820 instrument, series TA8000 from Mettler-Toledo.
VergleichsbeispielComparative example
Beispiel P1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass anstelle der Komplexverbindung 4b der Komplex 1 ,3-Bis(diphenylphosphino)propan-bis-acetonitril-palladium(ll) Bis(tetraf luoroborat) eingesetzt wurde.Example P1 was repeated with the exception that complex 1, 3-bis (diphenylphosphino) propane-bis-acetonitrile-palladium (II) bis (tetrafluoroborate) was used instead of complex compound 4b.
Nach Entspannen des Stahlautoklaven auf Atmosphärendruck wurde eine Dispersion mit 3% Feststoffgehalt erhalten. Es entstand ein oligomeres Propen/CO Copolymer mit einem massengemittelten Molekulargewicht von 3000 g/mol.After the steel autoclave was let down to atmospheric pressure, a dispersion with a solids content of 3% was obtained. An oligomeric propene / CO copolymer with a weight average molecular weight of 3000 g / mol was formed.
Beispiel P2Example P2
Beispiel P1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass anstelle von Hexadecan 5 g Styrol eingesetzt wurden. Man erhält eine Dispersion mit 10 % Feststoffgehalt.Example P1 was repeated with the exception that 5 g of styrene were used instead of hexadecane. A dispersion with a solids content of 10% is obtained.
Beispiel P3Example P3
Beispiel P1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass anstelle von Hexadecan 10 g 1 - Hexen eingesetzt wurden. Man erhält eine Dispersion mit 18 % Feststoffgehalt. Das Verhältnis der Olefine im Propen/1 -Hexen/CO Terpolymer wurde per 13C NMR ermittelt und beträgt ca. 70 mol% Propen und 30 mol % 1 -Hexen.Example P1 was repeated with the exception that 10 g of 1-hexene were used instead of hexadecane. A dispersion with 18% solids content is obtained. The ratio of the olefins in the propene / 1-hexene / CO terpolymer was determined by 13C NMR and is approximately 70 mol% propene and 30 mol% 1-hexene.
Beispiel P4Example P4
Beispiel P1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass anstelle von Komplexverbindung 4b Komplex 4a eingesetzt wurde. Man erhält eine Dispersion mit 4% Feststoffgehalt. Example P1 was repeated with the exception that complex 4a was used instead of complex compound 4b. A dispersion with a 4% solids content is obtained.
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