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Patent Searching and Data


Title:
PURIFICATION OF DIHYDROXYDIPHENYL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/072517
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for purifying dihydroxydiphenyl of general formula (I), wherein R and R' independently of one another represent H or a C¿1?-C¿4? alkyl group, preferably H. Said method consists of a recrystallisation without additional reaction steps and toxic solvents and produces small quantities of waste.

Inventors:
KRATSCHMER SILKE (DE)
DEML HANS (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/001940
Publication Date:
September 19, 2002
Filing Date:
February 25, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
KRATSCHMER SILKE (DE)
DEML HANS (DE)
International Classes:
C07C37/84; (IPC1-7): C07C39/15; C07C37/84
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 148 (C - 0928) 13 April 1992 (1992-04-13)
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (Leverkusen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Reinigung von Dihydroxydiphenyl, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umkristallisation ohne weitere Reaktionsschritte und giftiges Lö sungsmittel bei geringen Abfallmengen erfolgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung mit Ketonen als Lösungsmittel durchgeführt wird.
3. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Lösungsmittel Aceton ist.
4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass neben dem Lösungsmittel Aktivkohle verwendet wird.
5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das verwendete Lösungsmittel kontinuierlich im Kreis gefahren wird.
6. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Dihydroxydiphenyl 4,4'Dihydroxydiphenyl ist.
7. Verwendung der nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 gereinigten Dihydroxydiphenyle für die Herstellung von Polycarbonat.
Description:
Reinigung von Dihydroxydiphenyl Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Dihydroxydiphenyl (I), wobei R und R' unabhängig von einander H oder ein C1-C4-Alkylrest sein kann, bevorzugt H.

Dihydroxydiphenyl, insbesondere 4,4'-Dihydroxydiphenyl, wird zur Herstellung von verschiedenen Polymeren eingesetzt. Besonders für die Verwendung in Copoly- carbonaten ist es von Vorteil, dass die Rohstoffe so sauber wie möglich sind, um keine Fremdstoffe in das Polymer einzutragen, die die Eigenschaften des Produktes, wie z. B. die Farbe oder die Thermostabilität, negativ beeinflussen können. So ist z. B. ein Maß für die Reinheit die Farbe. Außerdem ist bekannt, dass farblich dunkle Roh- stoffe auch zu gefärbten Polycarbonaten führen. Daher sollte insbesondere die Eigenfarbe der verwendeten Rohstoffe so gering wie möglich sein.

Die Reinigung von 4,4'-Dihydroxydiphenyl ist bereits in der EP A 349 382 beschrie- ben. In dem beschriebenen Verfahren wird das Rohprodukt aus der Herstellung von Dihydroxydiphenyl in Anwesenheit einer starken Säure mit einem Essigsäurederivat verestert und auskristallisiert. Eine Veresterung bedeutet aber einen zusätzlichen Reaktionsschritt und ist daher zu vermeiden. Bei direkten Umkristallisierungen von Dihydroxydiphenyl entfällt der Umweg über eine Derivatisierung. Dieses Vorgehen ist z. B. in JP A 3 099 031 und JP A 4 005 251 beschrieben. Hierbei werden jedoch neben Alkoholen oder Ketonen giftige Lösungsmittel wie Phenol oder Dimethyl-

formamid verwendet, deren Umgang ebenfalls vermieden werden sollte. In GB A 2 071 090 wird das Alkalimetallsalz von Dihydroxydiphenyl durch Aktivkohle ge- säubert und anschließend durch Ansäuern 4,4'-Dihydroxydiphenyl erhalten. Dieses Vorgehen benötigt jedoch 7-40 Gew.-% Aktivkohle bezogen auf die Diphenyl- Lösung. Darüber hinaus ist dieses Verfahren nur dann sinnvoll, wenn synthesebe- dingt das Alkalimetallsalz erhalten wird und direkt gereinigt werden kann, nicht aber, wenn Dihydroxydiphenyl z. B. käuflich erworben wird.

Allen Umkristallisationen ist gemeinsam, dass sie große Mengen an wässrigen und alkoholischen Lösungsmitteln verbrauchen, bezogen auf das eingesetzte Dihydroxy- diphenyl, um eine Reinigungswirkung zu erzielen. Somit fällt bei diesen Verfahren neben Aktivkohle, Phenol oder DMF eine erhebliche Menge an Lösungsmittel als Abfallprodukt an, was hohe Entsorgungskosten mit sich bringt.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist somit ein Verfahren zu finden, in dem die anfallenden Lösungsmittelmengen möglichst gering bleiben und weitere Reaktions- schritte oder gesundheitsschädliche Lösungsmittel vermieden werden.

Gegenstand der Anmeldung ist ein Verfahren zur Reinigung von Dihydroxydiphenyl, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umkristallisation ohne weitere Reaktionsschritte und giftiges Lösungsmittel bei geringen Abfallmengen erfolgt.

Die Reinigung von Dihydroxydiphenyl, insbesondere 4,4'-Dihydroxydiphenyl, erfolgt in kurzkettigen Ketonen als Lösungsmittel, wie Aceton, Butanon oder Pentanon, bevorzugt Aceton. Die Reinigung kann optional mit Aktivkohle durchgeführt werden, wobei die Verwendung der Aktivkohle bevorzugt wird.

Die Reinigung wird vorzugsweise bei Temperaturen von 56 bis 102°C durchgeführt, je nach Lösungsmittel. Bevorzugt ist eine möglichst niedrige Temperatur, wobei das gewählte Lösungsmittel jedoch gerade siedet.

Zur Reinigung von 350 kg Dihydroxydiphenyl werden vorzugsweise 1,5-4 l, beson- ders bevorzugt 2 1 Lösungsmittel verwendet. Dieses Lösungsmittel kann nach der Umkristallisation mehrmals wiederverwendet werden, so dass es auch möglich ist, z. B. 5 kg Dihydroxydiphenyl mit nur 61 Aceton zu reinigen, während ohne Wieder- verwendung des Lösungsmittels 10-56 1 Aceton verbraucht würden. Wird Aktivkohle zugesetzt, werden von dieser vorzugsweise 1,5-5 g, besonders bevorzugt 3 g verwendet.

Die derart gereinigten Dihydroxydiphenyle zeichnen sich durch eine deutlich ver- besserte Eigenfarbe aus. Diese wirkt sich ebenfalls positiv für die weitere Um- setzung, z. B. für die Herstellung von Copolycarbonaten, aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durch- geführt werden, wobei eine diskontinuierliche Arbeitsweise bevorzugt wird.

Nach einer bevorzugten Arbeitsweise werden Lösungsmittel und wahlweise Aktiv- kohle vorgelegt und zum Sieden erhitzt. Unter Rühren wird das Dihydroxydiphenyl zugegeben und 30-70 Minuten, bevorzugt 30-45 Minuten gerührt. Dabei sollte sich das Dihydroxydiphenyl vollständig auflösen. Die Lösung wird anschließend filtriert und auf Raumtemperatur gebracht. Das nun ausfallende Dihydroxydiphenyl wird abgesaugt, einmal mit Lösungsmittel gewaschen und getrocknet.

Die so gereinigten Dihydroxydiphenyle eignen sich besonders zur Herstellung von Polycarbonaten, insbesondere zur Herstellung von Polycarbonaten nach dem Schmelzumesterungsverfahren.

Das Schmelzumesterungsverfahren geht bekanntlich beispielsweise aus von aromati- schen Diphenolen, Kohlensäurediarylestern und gegebenenfalls Verzweigern und/oder Monophenolen.

Weitere Einzelheiten des Schmelzumesterungsverfahrens sind in der Literatur be- schrieben (siehe beispielsweise Hermann Schnell, Chemistry and Physics of Poly- carbonates, Polymer Reviews, Vol. 9,1964, Seiten 44 bis 51, DE-A-1 031 512, US-3 022 272, US-5 340 905 und US-5 399 659).

Die mit den erfindungsgemäß erhältlichen Dihydroxydiphenylen hergestellten thermoplastischen Polycarbonate sind mit heller Eigenfarbe ausgestattet. Daneben sind Copolycarbonate auf Basis von 4,4'-Dihydroxydiphenyl und 2,2-Bis (4-hydroxy- phenyl) propan aus JP 5 117 382 bekannt und in EP-A1 0 544 407, US 5 470 938, US 5 532 324 und US 5 401 826 als besonders chemikalienresistent, hitzebeständig und schwer entflammbar beschrieben, bei, im Vergleich zu handelsüblichem Polycarbonat aus reinem Bisphenol, gleichen mechanischen Eigenschaften und Transparenz.

Der technische Einsatz dieser so hergestellten Polycarbonate in Form der verschie- densten Formteile ist überall dort möglich, wo bislang bereits thermoplastische Polycarbonate eingesetzt wurden, etwa in der Elektrotechnik, als Lampenab- deckungen, als Sicherheitsscheiben oder als optische Datenspeicher, wie CD- Material.

Beispiele Die Farbzahl wurde als Differenz der Extinktion bei 420 nm und 700 nm in Dichlormethan bei einer Konzentration von 2,4 g/50 ml und einer Schichtdicke von 10 cm ermittelt.

Die Farbzahl des eingesetzten rohen 4,4'-Dihydroxydiphenyls beträgt 0,062.

Beispiel 1 In einem 4-1-Rundkolben mit Bodenauslaß und Rührer, Thermometer und Rück- flusskühler werden 2 1 Aceton mit 3 g Aktivkohle vorgelegt und auf 58°C erhitzt.

Unter Rühren werden 350 g 4,4'-Dihydroxydiphenyl zugegeben und ca. 30-45 Minuten gerührt, bis das Dihydroxydiphenyl gelöst ist. Über ein Doppelfaltenfilter wird die Lösung filtriert. Bei Raumtemperatur kristallisiert das Dihydroxydiphenyl wieder aus der Lösung aus, wird über eine Nutsche abgesaugt und einmal mit Aceton gewaschen, dann bei 80°C im Vakuumtrockenschrank für 3-4 h getrocknet.

Die Mutterlauge kann nach dem Absaugen die Diphenyls für eine erneute Um- kristallisation wiederverwendet werden.

Die Farbzahl des 4,4'-Dihydroxydiphenyls beträgt 0,010.

Beispiel 2 Wie Beispiel 1, es wird aber keine Aktivkohle zugesetzt.

Die Farbzahl des 4,4'-Dihydroxydiphenyls beträgt 0,022.

Vergleichsbeispiel 1 Wie Beispiel 1, es wird als Lösungsmittel Essigsäure benutzt.

Die Farbzahl des 4,4'-Dihydroxydiphenyls beträgt 0,036.

Verwendungsbeispiele Die relative Lösungsviskosität wurde in Dichlormethan bei einer Konzentration von 5 g/1 bei 25°C bestimmt.

Verwendungsbeispiel l hn Schmelzeumesterungsverfahren wurde ein Polycarbonat mit 40 mol% 4,4'-Di- hydroxydiphenyl aus Beispiel 1 und 60 mol% Bisphenol A hergestellt. Das Produkt weist eine relative Lösungsviskosität von 1,282 auf. Die Farbzahl des Polycarbonats beträgt 0,050.