166914. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kationcserélő gyanták előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1972. V. 26. (RO—661) Amerikai Egyesült Államok-beli elsőbbsége: 1971. V. 28. (148 245) Közzététel napja: 1974. XII. 28. Megjelent: 1976. VII. 31. 166914 Nemzetközi osztályozás: C 08 £ 19/02, 19/20 Feltalálók: Barrett James Henry vegyész, Feasterville, Fries William vegyész, Southampton, Pennsylvania, Amerikai Egyesült Államok Tulajdonos: Rhom and Haas Company cég, Independence Mall West, Philadelphia, Pennsylvania, Amerikai Egyesült Államok Eljárás kationcserélő gyanták előállítására A találmány tárgya eljárás új hőstabil kationcserélő gyanták előállítására. A találmány szerinti eljárással előállított hőstabil gyanták szulfonált, keresztkötésekkel rendelkező aromás szerkezetű vegyületek, amelyek aromás magjába gyűrű-dezaktiváló vagy stabilizáló funkcionális csoport van beépítve. Ügy találtuk, hogy a találmány szerinti eljárással előállított gyanták mlagas hőmérsékleten (100—200 °C), vizes vagy nem vizes közegben előnyösen használhatók katalizátorként. A szulfonált polisztirol-divinilbenzol (DVB) ioncserélő gyantákat évek óta ismerjük. Ilyen szulfonált, aromás, keresztkötésekkel rendelkező gyanták széleskörűen használatosak a víz tisztítására. Bár ezeket a gyantákat gyakran használják, problémát jelent, hogy bizonyos körülmények között, például magas hőmérsékleten hidrolizálnak, vagy termikusan bomlanak. A hidrolízis mechanizmusára vonatkozóan valószínűnek látszik, hogy az aromás gyűrű először felvesz egy protont, amikor egy aktivált komplex jelentkezik, amiről sav felszabadulása közben lehasad a szulfocsoport és deprotonizált termék keletkezik. A reakciót az I. reakcióvázlattal mutatjuk be, ahol R a gyanta gerincét vagy a keresztkötéseket, azaz a sztirol-divinilbenzol kopolimereket jelenti, és ahol X előnyösen halogénatom, például klór-, bróm-, jód- vagy fluoratom, főként azonban klóratom. A gyűrűdezaktiváló csoportok jelentésekor meglepő módon rendkívüli mértékben javult a termék hőstabilitása. Ezzel ellentétben, ha X egy elektron-donor vagy gyűrű-aktiváló csoport, például 5 CH3- vagy OCH3-csoport, ahogy a későbbiekben részletesen bizonyítani fogjuk, a hőstabilitás csökken. A gyűrű-stabilizáló csoport kiválasztását az elektron-akceptor és elektron-donor csoportokról alkotott jelenlegi ismereteink alapján 10 könnyen megtehetjük. Bár a hatás pontos mechanizmusa nem ismeretes, úgy látszik, hogy bizonyos csoportok, mint a halogénatomok és különösen a klóratom stabilizálja vagy dezaktiválja a szulfoncsoportot 15 tartalmazó aromás gyűrűt vagy magot. így a halogénatom, különösen a klóratom, gyűrű-deaktiváló vagy gyűrű-stabilizáló csoportnak nyilvánítható, mivel úgy stabilizálja vagy dezaktiválja a gyűrűt, hogy a szulfocsoport lehasadása 20 gátolt vagy mértéke csökken. Ha a gyűrű deszulfonációja gátolt vagy mértéke csökken, az ioncserélő gyanta hőstabilitása nő, hidrolízise csökken. A találmány szerinti eljárás előnyös kivitele-25 zése szerint monovil- és polivinil-aromás-vegyületekként kis mennyiségű divinilbenzol és nagy mennyiségű orto-, méta- vagy para4dór-sztirol kopolimerjeit használjuk. A divinilbenzol helyett metildivinilbenzol, etildivinilbenzol 30 vagy a divinilbenzol és a fenti vegyületek egyi-166914