4-(м-карбоксифенил-окси) -нафталевый ангидрид для синтеза растворимого термостойкого полимера- полибензимидазолоннафтоиленимидазола

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТГЛЬСТВУ.Союз Советскик

Социапистичесааи »

Респубпик (») 585l66 (Sа) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250676 (Rl) 2380003/23-04 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.1277.5аоллетень 3447 (45) Дата опубликования описания 27,12,77 (5j) М. Ел.

С 07 1) 311/92

Говрднрвтвонныа номнтат

Соната )йнннвтроа СССР но делам наобротоннй н отнрытнй (SS) УДК

547,657,024 ° 07 (088.8) Институт естественных наук Бурятского филиала Сибирского (7 ) ая ан отделения AH СССР и Восточно-Сибирский технологический, институт (54) 4-(М-КАРБОКСИФЕНИЛОКСИ)-НАФТАЛЕВЫЙ АНГИДРИД

ДЛЯ СИНТЕЗА РАСТВОРИМОГО, ТЕРМОСТОЙКОГО ПОЛИМЕРА-!

ПОЛИБЕНЗИМИДАЗОЛОНАФТОИЛЕНИМИДАЗОЛА

Однако полученные полимеры полностью растворимы лишь в ограниченном числе растворителей (серная, муравьиная, полифосфорная, 85%-ная ортофос1 форная кислоты, метилсульфокислота), что значительно затрудняет их переработку в изделия современными и промышленными методами.

Целью настоящего изобретения яв10 ляется создание нового вещества -4-(м -карбоксифенилокси)-нафталевого ангидрида следующей структурной формулы:

ФРОН

16 О /

О

ФС /

gQ для синтеза растворимых термостойких полимеров- полибензимидазолонафтоиленимидаэолов (ПНБИ). ПНБИ, полученные поликонденсацией синтезированного 4-(м -карбоксифенилокси)-нафталевого ангидрида с 3,3 -диамииобензидином имеют преимущества перед известными ранее. Основные свойства приведены в табл.1.

Изобретение относится к созданию нового вещества -4(м -карбоксифенилокси)-нафталевого ангидрида, используемого в качестве злектрофильного агента для синтеза растворимого термостойкого полибензимидаэолонафтоиленбенэимидазола (ПНБИ).

Известно, что полибензимидазолы на основе 3,3 -диаминобензидина и ароматических карбоновых кислот обладают высокой термостойкостью, растворяются в диметилсульфоксиде и муравьиной кислоте.

Полибензимидаэолы, полученные поликонденсацией 3,3 -диаминобензидина и нафталиндикарбоновых кислот, также имеют высокую термостойкость. Введение в структуру полимера арилэфирных мостиков приводит к получению раствориьеах полибенэимидазолов при сохранении высокой термостойкости.

Известны полибенэимидазолоароиленимидаэолы, полученные на основе моноэфиров нафталевого ангидрида и применяющиеся в качестве термостойких наполнятелей для отверждения композиций. (72) Авторы Д.М. Могнонов, А.A. Иэынеев, A.H, Батоцыренова, И.А. Судьбина, ИЗОбрЕтЕНИЯ К.Е. Батлаев, С.О, Шумакова, Н.Ш. Аладарова и Б.Б. 1 анганов

585166

Таблица 1

ПНБИ на основе предложенного вещества

0,42

+ ++

400 200

ПНБИ

Моноэфиров нафталевого ангидрида

450 500 0,31-0,37

Фпо данным динамического термогравиметрического анализа на и воздухе при скорости нагревания 5/Вl мин, Ф по данным термомеханических испытаний;

0 .у +Фконцентрация раствора 0,5 г/дл, 20 С;

4 растворим на холоде; л +растворим при нагревании; не растворим

ПНБК на основе предложенного вещества

3,2-3,6

360-380

ПНБИ Моноэфиров нафталевого ангидрида

1,8-2,0 зо

Иэ приведенных данных видно, что синтезированные ПНБИ имеют относительно большой молекулярный вес, хорошую растворимость и сравнительно небольшую температуру размягчения при сохранении высокой термостойкости, что позволяет испольэовать полученные полимеры в производстве пленочных материалов и пластических масс °

Так, применение ПНБИ, полученных

Получение 4-(м -карбоксифенилокси) -нафталевого ангидрида ведут на бя основе известных приемов конденсацией эквивалентных количеств 4-бромаценафтена.и и -креэола в присутствии метоксида натрия и катализатора — хлористой меди, в ароматическом растворителе, например в пиридине, при 100150 С, по известному методу с последующим окислением полученного 4-аценафтоил-м -толилоксида перманганатом калия в среде пириднна = добавлением небольших количеств 10%-ного раствона основе 4-(м -карбоксифенилокси)—

-нафталевого ангидрида, положительно отражается на таких важных физико-механических свойствах пластмасс, как удельная ударная вязкость и предел прочности при статическом изгибе.

Сравнительная характеристика компрессорных материалов приведена в табл. 2.

Таблица 2 ра КОН и выделением целевого продукта известными приемами.

Об образовании 4-(м -карбоксифенилокси) -нафталевого ангидрида свидетельствует об отсутствии поглощения в области 1450-1465 см 1, соответствующее деформационным колебаниям

СН и антисимметричным деформационным колебаниям СНЭ, наблюдаемое в спектре 5-аценафтоил-п -толилоксида.

В области спектра 1730 см 1 и 1770 см наблюдается поглощение, характерное для валентных колебаний С О карбоннль585166

Формула изобретения

С00Н

0 ОФ

Составитель Л, Горбачева

Техред А.Богдан Корректор П. Макаревич

Редактор Т. Шагоза

Заказ 4958/16 Тираж 553 Под пи с но е

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных и ангидридных групп. Валентные колебания С-О при 1120 см, деформационные колебания ОН при 1310 см 1, валентные колебания =С-О ароматических простых эфиров при 1270 см 1 подтверждают образование вышеприведенного соединения.

Пример. 4-(м -карбоксифенилокси)-нафталевый ангидрид.

В колбу, снабженную мешалкой и трубками для ввода и вывода аргона к

90 мл сухого пиридина и 9,036 мл (0,09 моль) м -крезола добавляют

5,100 г метилата натрия. Метиловый спирт отгоняют из реакционной колбы в течение 30 мин.

Добавляют 20,97 r (0,09 моль) 4-бромацеиафтена и 2,0 г Со и нагревают в течение 3 ч с обратным холодильником, После завершения реакции отгоняют при 150 С пиридин, охлажденный осадок промывают раствором 50 мл концентрированной НС1 в 1 10 мл воды, перемешивают и экстрагируют бензолом. Органи— ческий слой отделяют в делительной воронке, промывают раствором 100 мл

НСЙ в 100 мл воды и нейтрализуют щелочным раствором.

После отгонки растворителя продукт перегоняют в вакууме. Т.кип. 246-250 С при 1,0-2,0 мм в токе аргона. Получают 17,8-18,7 г. Выход 76-80Ъ от теоретического.

Вычислено,Ъ: С 87,66; Н 6,19.

С19Нщ Ов

Найдено,Ъ: С 87,54; Н 6,10.

В ИК-спектре полученного продукта наблюдается сильное поглощение =С-О валентных колебаний простых ароматических эфиров. Отсутствие поглощения

ОН м-крезола в области 3400-3600 см- свидетельствует об образовании промежуточного 4-аценафтоил- и -толилоксида.

В колбу, снабженную мешалкой, тер мометром, обратным холодильником и делительной воронкой к 15,60 г (0,06 моль) 4-аценафтоил- H --толилок— сида в в течение 30 мин вносят 2,0 r KM, одновременно прикалывая 50 мл 10Ъ-ного раствора КОН.

Реакционную смесь перемешивают при

20-25 С 2-3 ч, затем добавляют 100150 мл воды, отгоняют пиридин и отфильтровывают МцО 1.

Фильтрат подкисляют концентрированной НС1 до рН-6-7, отфильтровывают выпавший осадок и сушат при 100 С.

Выход 82% от теоретического.

Полученный продукт растворяют в

5%-ном растворе КОН, кипятят с активированным углем и 4-(м -карбоксифенилокси)-нафталевый ангидрид выделяют, действуя НСЙ. После многократного переосаждения из КОН т.пл. 150152оС

Вычислено,Ъ: С 66,26; Н 2,99.

С цНю04.

Найдено,Ъ: С 67,97; Н 2,84.

25 Кислотное число -4- (м -карбоксифенилокси)-нафталевого ангидрида составляет 491,38 (теоретическое, 503,98).

4-(м -Карбоксифенилокси)-нафталевый ангидрид формулы для синтеза растворимого термостойкого полимера — полибензимидазолонафтоиленбензимидазола.