166969. lajstromszámú szabadalom • Eljárás laktám-magnézium - halogenid sók előállítására

3 166969 4 míg n értéke 3 és 13 közötti egész szám — előállítására valamely 5-15 tagú gyűrűt tartalmazó laktam és egy alkil-magnézium-halogenid, fenalkil-magnézium-halogenid vagy fenil-magnézium-halogenid oldószer jelenlétében végzett reagáltatása 5 útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a kiindulási vegyületként használt laktámot aromás szénhidrogének és/vagy perklórozott szénhidrogének és/vagy éterek jelenlétében azeotrópos desztillációnak vetjük alá, így a laktam víz és illó bázis 10 jellegű szennyeződéseit eltávolítjuk, majd a tiszta laktám-oldatot egy alkil-magnézium-halogemddel, fenalkil-magnézium-halogeniddel vagy fenil-magnézium-halogeniddel reagáltatjuk 20 C° és 150 C° közötti hőmérsékleten, és végül egy kapott I 15 általános képletű vegyületet szilárd halmazállapotban vagy oldat formájában elkülönítünk. A találmány szerinti eljárásban oldószerként előnyösen benzolt, toluolt, etil-benzolt, xilolt, 20 széntetrakíoridot vagy dibutil-étert, vagy ezek eíegyeit használjuk, éspedig a kiindulási vegyületként használt laktámra vonatkoztatva a reakcióhőmérséklettől függően 20-300 súly%, előnyösen 50-150 súly% mennyiségben. Az eljárás foganato- 25 sítása során a reakcióhőmérsékletet célszerűen 40 C° és 130 C° közé állítjuk be. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítás! módja értelmében technikai minőségi e-kap- 30 rolaktám 30—60%-os toluolos oldatát az oldószer mintegy 5%-ának ledesztillálásával víztelenítjük, majd az oldat forrpontja alatti hőmérsékleten elkezdjük állandó keverés mellett a Grignard-reagens dietil-éteres oldatának adagolását. A Grignard- 35 reagens adagolási sebessége által szabályozott reakcióhő a Grignard-reagenssel bevitt dietil-étert a reakciók folyamán vagy refluxálja, vagy kidesztülálja. A reakció lezajlása után a szuszpenzióban jelenlevő e-kaprolaktám-magnézium-halogenid sót is- 40 mert módon elkülönítjük. A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példákkal világítjuk meg. Összehasonlító példa 45 a) A kaprolaktám-magnézium-halogenid só előállítását hőmérővel, keverővel, adagolótölcsérrel, hűtővel (desztilláció, illetve reflux céljára) ellátott 5 l-es négynyakú gömblombikban végezzük. 50 A készülékbe bemérünk 5 mól e-kaprolaktámot. Keverés közben fenil-magnézium-bromid dietiléteres oldatát adagoljuk hozzá olyan ütemben, hogy az éter a reakcióhő hatására kidesztilláljon, és •i reakcióelegy hőmérséklete 80—85 C° legyen. 55 Ezen a hőmérsékleten a reakció folyamán keletkező benzol egy része is kidesztillál az éterrel együtt a reakcióelegyből. Amikor a sztöchiometrikus mennyiségű Grignard-vegyület mintegy 30%-át beadagoljuk, a reakcióelegy megszilárdul, és fi

0 főleg oÜgomerből álló, kaprolaktámban nem oldódó termék képződik. További Grignard-vegyület beadagolása már nem jár hőfejlődéssel, ami azt bizonyítja, hogy a kaprolaktám a rendszerből elfogyott, oligomerré alakult. 65 A kapott termék laktam anionos polimerizációjához katalizátorként alkalmazva csak gyenge katalitikus hatást fejt ki. Nagy koncentrációban történő alkalmazásával sem biztosítható a laktámpolimerizáció teljes lefutása, valamint elfogadható minőségű termék előállítása. A fenti kísérletet ugyanazon körülmények között az alábbi Grignard-vegyületekkel is elvégezzük: Etil-magnézium-bromid, metil-magnézium-jodid, butil-magnézium-klorid. A különböző Grignard-vegyületekkel végzett reakciók lefutásában és a kapott termékek tulajdonságában nem tapasztaltunk eltérést. b) Az a) részben leírt kísérleteket elvégezzük úgy, hogy a reakcióhőmérsékletet 120C°-on tartjuk. Azt tapasztaljuk, hogy ezen a hőmérsékleten már a Grignard-reagens mintegy 5%-ának hozzáadása után megszűnik a reakció, és a reakcióelegy megszilárdul. Termékként hasonló jellegű anyagot kapunk, mint az a) részben. c) Az a) részben leírt kísérleteket elvégezzük olyan módon, hogy a készülékbe bemérünk 3 mól e-kaprolaktámot és 600 ml toluolt. Az így kapott oldathoz 80 C°-on 5 mól butil-magnézium-klorid dietil-éteres oldatát adagoljuk. A reakcióhőmérsékleten az éter és a keletkező bután kidesztillál a reakcióelegyből. A kaprolaktám-magnézium-klorid durva diszperz részecskékből álló, fehér színű szuszpenzió formájában képződik, amelyet a reakció befejeződése után szűréssel és szárítással különítünk el. A kitermelés mintegy 98—99%. A kapott termék a kiindulási laktámban levő szennyeződések minőségétől függően az anionos laktampolimerizációnál eltérő reakciósebességet eredményez, a polimerizáció lefutása nehezen ellenőrizhető és reprodukálhatatlan. Alkalmazásának további hátránya az, hogy légzárványos és rossz mechanikai tulajdonságokkal rendelkező poliamid végtermék képződését eredményezi. 1. példa Az összehasonlító példában ismertetett készülékbe bemérünk 5 mól e-kaprolaktámot és 600 ml toluolt. A laktam feloldása után néhány %-nyi toluolt ledesztillálva víztelenítjük az oldatot. A lombikban a hőmérsékletet 80 C°-on tartva 5 mól butil-magnézium-klorid dietil-éteres oldatát adagoljuk a víztelenített oldathoz. A reakcióhőmérsékleten az éter és a keletkező bután kidesztillál a reakcióelegyből. A kaprolaktám-magnézium-klorid durva diszperz részecskékből álló, fehér színű szuszpenzió formájában képződik, amelyet a reakció befejezése után szűréssel és szárítással különítünk el. A kitermelés mintegy 98-99%. Az e-kaprolaktám-magnézium-klorid fehér színű por, mely fény hatására megsárgul és 250 C° felett bomlik. Előnyösen alkalmazható anionos laktámpolimerizációs katalizátorként, alkalmazása esetén a polimerizációs reakció sebességének reprodukálható lefutása és kiváló minőségű poliamid-tömb előállítása biztosítható.