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Patent Searching and Data


Title:
CYCLOCARBONATE COMPOUNDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/000565
Kind Code:
A1
Abstract:
Cyclocarbonate compounds, process for manufacturing them by conversion of halogen hydrins with an alkali metal bicarbonate in the presence of a polar aprotic organic solvent, and their use in the manufacture of the corresponding urethanes.

Inventors:
GRAHE GERWALD (DE)
LACHOWICZ ARTUR (DE)
Application Number:
PCT/DE1988/000451
Publication Date:
January 26, 1989
Filing Date:
July 15, 1988
Export Citation:
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Assignee:
DAINIPPON INK & CHEMICALS (JP)
DIC BERLIN GMBH & CO (DE)
International Classes:
C07D317/34; C07D317/36; C07D317/40; C08F8/00; C08F8/26; C08F8/48; C08F16/26; C08F20/28; C08F20/58; C08G71/04; C08G85/00; (IPC1-7): C07D317/36; C07C125/00
Foreign References:
EP0004942A11979-10-31
US2784201A1957-03-05
Other References:
Chemical Abstracts, Band 81, 1974, B.L. Vorob'ev et al.: "Kinetics and mechanism of reactions of alkylene halohydrins with carbonates", siehe Seite 273
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Claims:
Pa£e.n£ans£rιüche
1. Verfahren zur Herstellung von Cyclocarbonatverbin¬ dungen der allgemeinen Formel 1 2 ~ aus vicinalen Halogenhydrinen in welcher R , R , R° 4 und R jeweils für ein Wasserstoffato oder für einen ggf. substituierten aliphatischen, cycloalipha tischen, aromatischen oder arylaliphatischen Kohlen¬ wasserstof rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen stehen oder die Reste R und R bzw. R oder R und R bzw. 4 R Bestandteile eines 5 oder 6gliedrigen carbo 1 3 4 cyclischen Ringes sind, wobei R , R , R. und R untereinander identisch oder unterschiedlich sein können und wenigstens einer der Reste R 1 , R 2 , R° 7 und 4 R wenigstens eine funktionelle Gruppe mit wenigstens einem Heteroatom aus der IV bis VII Gruppe des Perio¬ densystems der Elemente und/oder wenigstens eine ungesättigte C=C oder/und C=CFunktion trägt dadurch gekennzeichnet, daß vicinale Halogenhydrine der allgemeinen Formel R3 I I c c— I I OH x wobei R1, R2, R und R4 die vorstehend angegebene Be¬ deutung haben und X ein Halogen ist, mit einem Alka¬ limetallbicarbonat in Gegenwart eines polaren apro¬ tischen organischen Lösungsmittels bei Temperaturen zwischen 50°C bis 160°C umgesetzt werden. Verfahren zur Herstellung von polymeren Cyclocar¬ bonatverbindungen, die pro Makromolekül mindestens eine Cyclocarbonatgruppe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polymeres, welches mindestens ein vicinales Halo genhydrin der allgemeinen Formel .3 Polymer—C—C—'R' OH X wobei R , R ~ und R^ jeweils für ein Wasserstoffatom oder für einen ggf. substituierten aliphatischen, cycloaliphathischen, aromatischen oder arylalipha tischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlen¬ stoffatomen stehen oder die Reste R2 und R3 bzw. R4 Bestandteile eines 5oder 6gliedrigen carbocyc ~y i λ lischen Ringes sind, wobei R , Rό und R4 unter¬ einander identisch oder unterschiedlich sein können .
2. 3 4 und gegebenenfalls einer der Reste R , R und R , gegebenenfalls einem Heteroatom aus der IV bis VII Gruppe des Periodensystems der Elemente und/oder wenigstens eine ungesättigte C=C oder/und C=CFunk tion trägt und X ein Halogen ist, mit einem Alkalime tallbicarbonat in Gegenwart eines aprotischen orga¬ nischen Lösungsmittels bei Temperaturen zwischen 50° 160° C umgesetzt wird.
3. Verfahren zur Herstellung von polymeren Cyclocar bonatverbindungen, die pro Makromolekül mindestens eine Cyclocarbonatgruppe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polymeres, welches mindestens ein vicinales Halo genhydrin der allgemeinen Formel R' R: l lI Polymer —C— C C— R I X 0H wobei R2 , R3 und R4 jeweils für ein Wasserstoffatom oder für einen ggf. substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder arylalipha tischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlen 2 Stoffatomen stehen oder die Reste R und bzw. R4 Bestandteile eines 5 oder 6gliedrigen carbocy clischen Ringes sind, wobei R 2, R.3, R.
4. untereinander identisch oder unterschiedlich sein können und gege¬ benenfalls einer der Reste R. , Rr und R7 wenigstens eine funktionelle Gruppe mit gegebenen alls einem Heteroatom aus der IV bis VII Gruppe des Perioden¬ systems der Elemente und/oder wenigstens eine unge¬ sättigte C=C oder/und C=CFunktion trägt und X ein Halogen ist, mit einem Alkalimetallbicarbonat in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmit¬ tels bei Temperaturen zwischen 50° bis 160° C umge¬ setzt wird.
5. 4 Verfahren gemäß Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogenhydrin ein Chlor, Brom oder Jodhy drin einsetzt.
6. 5 Verfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallbicarbonat Natrium oder Kalium bicarbonat verwendet.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als polares aprotisches organisches Lösungsmittel Dimethylformamid, Acetonitril, Dimethylsulfoxid Hexa ethylphosphorsäuretriamid, Dimethylsulfon, NMethyl for amid, NMethyl2pyrrolidinon, Trimethylphosphat, N,NDiethylformamid, Tetramethylharnstoff oder 1,3 Dimethylimidazolidin2on einsetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Reste R?, R2, R^ und/oder R4 des eingesetzten Halogenhydrins eine polymerisierbare, ggf. substi¬ tuierte Vinyl, Allyl oder Acrylgruppe besitzen.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß in den funktioneilen Gruppen der Reste R 1 , R2:, R7 und/oder R 4 des als Ausgangsverbindung eingesetzten Halogenhydrins Sauerstoff und/oder Schwefel und/oder Stickstoffato e enthalten sind.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Resten R1 , R2, R3 und/oder R4 des einge¬ setzten Halogenhydrins vorhandenen funktionellen Gruppen ebenfalls Halogenhydrinstrukturelemente be¬ sitzen.
11. Verwendung der gemäß Anspruch 1 hergestellten Cyclo¬ carbonatverbindungen zur Herstellung von Urethanen 10 der allgemeinen Formel wobei R , R , R und R die obengenannte Bedeutung 5 6 haben und R und R für ein Wasserstoffatom oder für einen substituierten aliphatischen, cycloalipha ώυ tischen oder aromatischen Rest mit 1 12 Kohlen¬ stoffatomen stehen.
12. Verwendung der gemäß Ansprüche 2 oder 3 hergestellten polymeren Cyclocarbonatverbindungen zur Herstellung 25 von Urethanen gemäß Anspruch 10.
13. N(2oxol,3dioxolan4ylmethyl)diäthanola in 30 13 2,2Bis(Hydroxymethyl)propionsäure(2oxol,3dioxolan 4ylmeth l)ester.
Description:
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Die Erfindung betrifft Cyclocarbonatverbindungen, Verfah¬ ren zu deren Herstellung durch Umsetzung von Alkalime- tallhydrogencarbonaten mit vicinalen Halogenhydrinen und deren Verwendung zur Herstellung von den entsprechenden Urethanen.

Cyclocarbonatverbindungen spielen eine wichtige Rolle auf vielen Gebieten der chemischen Industrie sowohl als Lö¬ sungsmittel als auch als vielseitige Zwischenprodukte. Zahlreiche Methoden zur Herstellung von Cyclocarbonaten wurden beschrieben ("Houben-Weyl" Methoden der organischen Chemie, Band E 4, Georg Thie e Verlag, 1983). Wohl das älteste Verfahren beruht auf der Einwirkung von Phosgen auf Glykole. Ein verwandtes Verfahren beinhaltet die Reak¬ tion von Glykolen mit Chlorameisensäureestern. Das ein¬ fachste Laborverfahren zur Herstellung von Cyclocarbonat¬ verbindungen stellt die Umesterung einfacher offenkettiger Kohlensäureester (vorteilhaft Diethylcarbonat) mit Glyko- len dar. Ein elegantes Verfahren zur Synthese von Cyclo¬ carbonaten beruht auf der Umsetzung entsprechender Epoxid- derivate mit Kohlendioxid, das allerdings unter erhöhtem Druck ausgeführt wird. Vicinale Halogenhydrine wurden ebenfalls zur Synthese von Cyclocarbonaten eingesetzt. So konnten Ethylen- bzw. Propylenchlorhydrin mit Bicarbonaten der Alkalimetalle bei erhöhter Temperatur zur Reaktion gebracht werden, wobei cyclische Kohlensäurediester erhal¬ ten wurden (DE-PS 516 281). Nach diesem Verfahren ist nur die Herstellung einfachster Cyclocarbonate möglich. Die

Ausbeuten an Ethylencarbonat waren gut, an Propylencarbo- nat dagegen schlecht, was die Bedeutung der Substitution der als Ausgangsverbindungen eingesetzten Chlorhydrine eindrucksvoll unterstreicht. Für Cyclocarbonate mit insge¬ samt mehr als 4 Kohlensto fato en ist das bekannte Verfah¬ ren ungeeignet.

Mit niedrigen Ausbeuten konnte Ethylencarbonat durch Um- setzung von Ethylenchlorhydrin mit Natriutn ethylcarbonat erhalten werden (US-PS 2 784 201).

Einfache Alkylencarbonate bilden sich bei der Reaktion von Halogenhydrinen mit Alkali etallcarbonaten in Gegenwart von halogenierten Kohlenwasserstoffen als Verdünnungsmit¬ tel (US-PS 2 766 258). Ähnlich wie bei dem früheren Ver¬ fahren (DE-PS 516 281) kann diese Arbeitsweise nur zur Herstellung von Ethylen- und weniger vorteilhaft Propylen- carbonat genutzt werden.

Vicinale Halogenhydrine reagieren unter Druck mit Kohlen¬ dioxid unter Bildung cyclischer Carbonate (US-PS 3 923 842). Unter schonenden Bedingungen lassen sich vicinale

Halogenhydrine in cyclische Carbonate in Acetonitril als

Lösungsmittel überführen. Als Reaktionspartner dienen dabei Bicarbonatsalze quaternärer Ammoniumverbindungen (EP

4 942). Dieses Verfahren ist nur zur Herstellung von

Cyclocarbonatverbindungen geeignet, die 2 bis 4 Kohlen- toffatome in der Kette enthalten.

Alle bekannten Verfahren zur Herstellung von Cyclocarbona¬ ten aus Halogenhydrinen und Alkalimetallcarbonaten be-

schränken sich auf Verbindungen des Typs

R-C CH R i

Z \ I

0 0

wobei R entweder für ein Wassersto fato oder eine Me¬ thylgruppe steht. Somit enthalten diese Verbindungen außer der Cyclocarbonatfunktion keine funktioneilen Gruppen.

Zur Herstellung von Cyclocarbonatverbindungen mit weiteren empfindlichen funktionellen Gruppen, wie z. B. der Ester¬ bzw. Ethergruppe oder einer poly erisierbaren Doppelbin¬ dung, sind diese Methoden ungeeignet, da in diesen Fällen Probleme auftreten, die mit den bekannten Methoden nicht gelöst werden können:

die Löslichkeit der Carbonate bzw. der Bicarbonate der Alkalimetalle in den Halogenhydrinen ist nur ausreichend für die Reaktion im Falle der einfachsten Verbindungen, vor allem im Ethylenchlorhydrin, we¬ niger im Propylenchlorhydrin,

eine Substitution der Halogenhydrine bewirkt eine zwangsläufige sterische Hinderung, die die Cyclisie- rungsreaktion bedeutend verlangsamt oder ganz verhin¬ dert. Diese Reaktivitätsabnahme ist schon beim Über¬ gang vom Ethylen- zu Propylenchlorhydrin sehr deut¬ lich. Eine weitere Substitution übt einen zusätz-

liehen hemmenden Einfluß auf die Cyclisierungsreak- tion,

die Eigenreaktivität der ggf. vorhandenen funktio¬ neilen Gruppen ist oft so hoch, daß die Cyclisierung der substituierten Halogenhydrine mit Alkalimetall¬ carbonaten zu Cyclocarbonaten nur unter sehr schonen¬ den Bedingungen ablaufen darf, da sonst störende Nebenreaktionen in den Vordergrund treten, z. B. die alkalische Hydrolyse, Verseifung, Polymerisation usw.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Her¬ stellung funktionell-substituierter Cyclocarbonatverbin- düngen aus funktioneile Gruppen besitzenden Halogenhydri¬ nen und Alkalimetallcarbonaten zu entwickeln, bei dem die Nachteile der bekannten Verfahren nicht auftreten und das auch zur Herstellung von poly eren Cyclocarbonatverbindun¬ gen angewendet werden kann.

Die kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 , 2 und 3 enthal¬ ten die Lösung der Aufgabe.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Cyclocarbonatverbindungen der allge¬ meinen Formel

aus vicinalen Halogenhydrinen und Alkalimetallbicarbo- naten und die Herstellung von polymereh Cyclocarbonat¬ verbindungen.

1 0 *2 λ

R , R , R und R stehen jeweils für ein Wasserstoffatom oder einen ggf. substitierten aliphatischen, cycloalipha- tischen, aromatischen oder arylaliphatischen Kohlenwasser¬ stoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder die Reste Bestandteile eines 5- oder 6-gliedrigen Ringes sind, wobei

10 R , R , R- und R^ untereinander identisch oder unter¬ schiedlich sein können und wenigstens einer der Reste R ,

2 3 4 R , R und R . wenigstens eine funktioneile Gruppe mit wenigstens einem Heteroatom aus der IV bis VII Gruppe des * e Periodensystems der Elemente und/oder wenigstens eine ungesättigte C=C- oder/und C=C-Funktion trägt.

Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren sind vicinale Halogenhydrine des Typs 20

R 2 R 3

1 I > 4

R— C C R^ (3)

I I OH X

wobei R 1 , R , R - und R^ die bereits o.g. Bedeutung haben und X für ein Halogenatom aus der Gruppe Cl, Br, J steht, die mit einem Alkalimetallbicarbonat MHC03 (M = Nä oder K) in Gegenwart eines polaren aprotischen Lösungsmittels bei „ 0 Temperaturen zwischen 50° C bis 160° C, vorzugsweise

zwischen 80°C bis 100°C- gemäß der Reaktionsgleichung (4) umgesetzt werden:

Besonders günstige Ausgangsmaterialien für das hiermit be¬ schriebene, erfindungsgemäße Verfahren stellen Produkte dar, die durch die Umsetzung von ggf. substituierten Epi- halogenhydrinen (besonders Epichlorhydrin) mit zahlreichen H-aktiven Verbindungen nach der allgemeinen Reaktionsglei¬ chung (5) erhalten werden.

Reaktionsgleichung (5):

R I

ZH ♦ R CH CH — *CH„X Z — CH CH CH n X (5)

\ / 2 ^ 1 2

'0 OH

wobei Z = z. B. R'COO -

R'O - R'S - R' 2 N - HO - CL - usw.

Besitzen die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Aus¬ gangsverbindungen eingesetzten Substanzen eine mehrfach

auftretende vicinale Halogenhydrinstruktur, wie das bei¬ spielsweise bei den bei der Umsetzung von Epihalogenhydrin mit entsprechenden polyfunktionellen Verbindungen gemäß Gl. (6) entstehenden Produkten der Fall ist,

Z (H)vt n»R (6)

wobei Z(H)n H0CH 2 CH 2 0H

H0OCCH 2 C0OH

HOOCCH; =CHC00H

R-NH

H20, NH3 usw, n>1

so kann man nach dem hiermit beschriebenen erfindungsge¬ mäßen Verfahren auch polyfunktionelle Cyclocarbonate her¬ stellen, was die Reaktionsgleichung (7) veranschaulicht:

wobei n 2 und R 1 , R 2 , R 3 und R4 die bereits o.g. Bedeu¬ tung haben und R 1 noch zusätzlich ein bi- oder poly- funktioneller, ggf. substituierter Rest ist.

Als Cyclisierungspartner für die Halogenhydrine dienen in dem erfindungsgemäßen Verfahren Alkalimetallbicarbonate, wobei vorteilhaft sowohl Natrium- als auch Kaliumcarbonat eingesetzt werden können.

Wegen der schlechten Löslichkeit der Alkalimetallbicarbo¬ nate in den substituierten Halogenhydrinen wird das erfin- dungsgemäße Verfahren in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt. Geeignet sind polare, aprotische Lösungsmit¬ tel, wie Dimethyl ormamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid, Di ethylsulfon, N-Methylformamid, N-Methyl-2-pyrrolidinon, N,N-Diethylformamid, Trimethylharnstoff, Tri ethyl- phosphat, 1 ,3-Dimethyl-imidazolidion-2-on, Acetonitril, Dimethylsulfoxid bzw. Nitromethan, wobei sich Dimethylsul- foxid als besonders wirksam erwies.

In Anbetracht des oben zitierten Standes der Technik muß es als äußerst überraschend bezeichnet werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von funktio- nell-substituierten Cyclocarbonaten unter milden Bedin¬ gungen und in hohen Ausbeuten gestattet. Es ist besonders hervorzuheben, daß im Gegensatz zu den bekannten Verfahren das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Vielzahl sehr un - terschiedlich aufgebauter Halogenhydrine angewendet wer-

den kann. Dies ist insbesondere deswegen überraschend, weil nach den bisher beschriebenen Verfahren zur Herstel¬ lung von Cyclocarbonaten (DE-PS 516 281, US-PS 2 766 258 sowie EP 4 942) nur dann hohe Ausbeuten an Cyclocarbonaten erhältlich sind, " wenn man möglichst kurzkettige Halogenhy¬ drine ohne weitere funktionelle Gruppen als Ausgangsver¬ bindungen einsetzt, vor allem Ethylenhalogenhydrine, mit Einschränkungen auch Propylen - bzw. Butylenhalogenhy- drine.

Die Möglichkeit, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch funktionell-substituier ' te Cyclocarbonate bzw. polymere Cyclocarbonate herstellen zu können, bedeutet daher einen erheblichen Vorteil gegenüber den bisher bekannten Verfah¬ ren des Standes der Technik.

Die Erfindung beinhaltet also auch Verfahren zur Her¬ stellung von polymeren Cyclocarbonatverbindungen, die pro

Makromolekül mindestens eine Cyclocarbonatgruppe enthal¬ ten,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Polymeres, welches mindestens ein vicinales Halo- genhydrin der allgemeinen Formel

R~

L

Polymer — r.— r. -— p A'.

0H X

oder der allgemeinen Formel

2 R 3

Polymer—C—C—

x OH

wobei R 2, R3 und R k τ - jeweils für ein Wasserstoffatom oder für einen ggf. substituierten alϊphatischen, cycloali- phathischen, aromatischen oder arylaliphatischen Kohlen¬ wasserstoffrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen stehen oder die Reste R 2. und R __ bzw. R i x f- Bestandteile eines 5-oder 6- gliedrigen carbocyclischen Ringes sind, wobei R , R J und

R untereinander identisch oder unterschiedlich sein können und gegebenenfalls einer der Reste R , R^ und gegebenenfalls einem Heteroatom aus der IV bis VII Gruppe des Periodensystems der Elemente und/oder wenigstens eine ungesättigte C=C- oder/und C=C-Funktion trägt und X ein Halogen ist, mit einem Alkalimetallbicarbonat in Gegenwart eines aprotischen organischen Lösungsmittels bei Tempera- turen zwischen 50 - 1&0 C umgesetzt wird.

Als Rest Polymer eignen sich alle polymeren Gruppen, die durch Polymerisations-, Polyadditions- und Polykondensa- tions-Reaktionen herstellbar sind.

Besonders hervorzuheben sind die polymeren Kohlenwasser¬ stoffe (wie z.B. Polyethyle, Polystyrole), die polymeren Halogenwasserstoffe (wie z.B. Teflone, Polyvinylchloride),

die Polyacrylate, die Polymethacrylate, die Polyester, die Polyi ide, die Polyamide, die Phenoplaste, die Aminoplaste, die Polyurthane, die Polysilicone und die Polymeren von Epoxiden. Die genannten polymeren Verbindun¬ gen können sowohl durch Homo- als auch durch Copoly eri- sation hergestellt worden sein.

Ein besonders interessantes Gebiet ist die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Cyclocar¬ bonate zur Herstellung von Urethanen. Die entsprechende Reaktion mit primären oder sekundären Aminen verläuft gemäß der Gleichung (8).

R 1 (8)

Setzt man bei der Reaktion (8) polyfunktionelle Cyclocar¬ bonate mit polyfunktionellen Aminen um, so kann man Po¬ lyurethane erhalten, die üblicherweise aus den hochgif¬ tigen Isocyanaten hergestellt werden. Bei der Verwendung von Dicyclocarbonaten und Diaminen erhält man dann, gemäß der Gleichung (9), lineare Polyurethane.

9)

NHR- n

Beim Einsatz hoherfunktioneller Substanzen resultieren verzweigte bzw. vernetzte Polyurethane. Besonders intere¬ ssant ist in diesem Zusammenhang die Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von Cyclocarbonaten, die zu¬ mindest eine polymerisierbare Funktion besitzen. Es han¬ delt sich hierbei beispielsweise um:

a ) Derivate ungesättigteer Monocarbonsäuren , wie ( ggf , substituierte ) Acrylsäure , z . B .

CHj CH = CH COO— CH^CH CH,

0 0

\ / c

II 0

CH 3

CH- j =C C0SCH 2 CH CH^

0 0

b) Mono- oder Polycyclocarbonatderivate ungesättigter, mehrbasischer Carbonsäuren wie Maleinsäure, Fumar- säure, Itaconsäure usw., wie z. B.

CH OCOCH CH C00CH

CH-

) 0

c) Derivate der mono- oder polyfunktionellen ungesättig- ten Alkohole, wie Allylalkohol, 1 ,4-Buten-2-diol usw. , z. B.

CH->=CH CH_-,0CH- CH CH - 2 2 ι i Z

V

d) Cyclocarbonatfunktionelle Ethylenderivate, z. B,

Solche Substanzen können durch Polymerisation in Polymere mit unveränderten Cyclocarbonatfunktionen überführt wer¬ den, was am Beispiel des Cyclocarbonatglycerylesters der Methacrylsäure in Gleichung (10) gezeigt wird.

Solche linearen Polymere sind in organischen Lösungsmit¬ teln löslich. Durch die Umsetzung mit Di- oder Polyaminen können sie in eine Netzwerkstruktur übergehen. Diesen Vorgang veranschaulicht Formelschema (11).

Auf diese Weise entstehen dreidimensionale Netzwerke, die Polyurethanbrücken aufweisen. Solche Systeme, die ge¬ wöhnlich durch Reaktion von hydroxylhaltigen Polymeren mit Isocyanaten erhalten werden, spielen auf dem Beschich- tungssektor eine außerordentlich wichtige Rolle.

Mit dem Einsatz der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten polymerisierbaren Cyclocarbonate lassen sich gemäß Formelschema (10) und (11) Polyurethanstrukturen ohne Verwendung von Isocyanaten herstellen.

Zu diesem Zweck kann man sowohl Homopolymere der einzelnen

Cyclocarbonatmonomere (z. B.

als auch ihre Copolymere miteinander oder in Kombination mit einem oder mehreren üblichen Vinyl- oder Acrylmonome- ren bzw. vergleichbaren Verbindungen (z. B. Maleinsäure oder Ester) einsetzen.

Die Polymere mit Cyclocarbonatfunktionen ergeben nach Ver- mischen mit Di- oder Polyaminen Gemische, die zu klaren oder pigmentierten, glänzenden, harten und lösungsmittel¬ beständigen Filmen ausgehärtet werden können, die sämt¬ liche Vorteile einer gewöhnlichen Polyurethanbeschichtung aufweisen.

Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Ver¬ fahren näher erläutern.

Beispiel 1 :

Ein Gemisch aus 53 g 4-Chlor-3-hydroxybuten-1 , 100 g Dimethylsulfoxid und 60 g Natriumhydrogencarbonat wird 6 Stunden bei 80 - 85° C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird das Gemisch filtriert, im Vakuum ein¬ geengt, erneut filtriert und das als Filtrat erhaltene Rohprodukt im Vakuum destilliert.

Das 4-Vinyl-1 ,3-dioxolan-2-on geht als farblose Flüssig- keit bei 70 - 72°C (1 mbar) über.

Ausbeute: 36 g (ca. 63 % der theoretischen Menge)

Beispiel 2:

Ein Gemisch aus 26 g 4-Chlor-3-hydroxybutin-1 , 50^ Dimethylsulfoxid, 40 g Natriumhydrogencarbonat und 0,3 g Methyltrioctylammoniumchlorid wird analog den Angaben von Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-Ethinyl-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert als hellgelbe Flüssigkeit bei 60 - 62°C (0,01 mbar) über.

Beispiel 3 =

Ein Gemisch aus 25 g 2-Chlorcaclohexanol, 30 g Natriumhy¬ drogencarbonat, 50 Dimethylsulfoxid und 0,5 g Trioctyl- methylammoniumchlorid wird analog den Angaben von Beispiel

1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 1 r 2-Cyclohexylencarbonat siedet bei 151 - 153°C (0,001 mbar) und erstarrt sehr leicht zur hellbraunen Masse.

Ausbeute: 8,5 g (ca. 32 % der Theorie)

Beispiel 4:

Ein Gemisch aus 12 g 3-(2-Methoxyphenyl)-2-hydroxypropyl- chlorid-1 , 30 g Dimethylsulfoxid, 20 g Natriumhydrogen¬ carbonat und 0,3 g Tetraethylammoniumchlorid wird analog den Angaben von Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und auf¬ gearbeitet.

Das 4-(2-Methoxybenzyl)-1 ,3-dioxolan-2-on siedet bei 163 - 165 β C (0,001 mbar) und erstarrt leicht.

Ausbeute: 7,3 g (ca. 58,5 % der Theorie)

Beispiel 5:

Ein G-emisch aus 40 g 2-Chlor-1 -(4-chlorphenyl)-ethanol, 100 g Dimethylsulfoxid, 40 g Natriumhydrogencarbonat und 0,5 g Trioctylmethyla moniumchlorid wird analog den An¬ gaben von Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufge¬ arbeitet.

Das 4-(4-Chlorphenyl)-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 156 - 158°C (0,001 mbar) als eine hellgelbe, leicht er¬ starrende Flüssigkeit.

Ausbeute: 22,5 g (ca. 54 X der Theorie)

Beispiel 6:

Ein Gemisch aus 500 g 3-Chlor-1 ,2-propandiol, 450 g

Dimethylsulfoxid, 1 ml Trioctylmethylammoniumchlorid und

567 g Natriumhydrogencarbonat wird sechs Stunden bei 80

85 C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur werden die festen Bestandteile abfiltriert und das Filtrat im Vakuum

(ca 1mbar) so lange auf 100°C erwärmt, bis kein Destillat mehr übergeht. Der nicht destillierbare Rückstand wird erneut filtriert. Das Filtrat eine hellgelbe, ziemlich viskose Flüssigkeit j enthält praktisch nur hydroxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on.

Ausbeute: 502 g (ca. 94 % der Theorie)

Hydroxylzahlbestim ung des Reaktionsproduktes: 481 mg KOH/g (theoretisch: 475 mg KOH/g)

Beispiel: 7

Ein Gemisch aus 62 g 3-Methoxy-2-hydroxypropylchlorid-1 , 100 g Dimethylsulfoxid und 50 g Natriumhydrogencarbonat

wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion ge¬ bracht und aufgearbeitet.

Das 4-Methoxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 92 - 94 ° C (1 mbar) als eine niedrigviskose . farblose Flüssigkeit.

Ausbeute: 61,5 g (ca. 93,5 % der Theorie)

Beispiel 8:

Ein Gemisch aus 105 g 3-Allyloxy-2-hydroxy-propylchlorid- » 70 g Natriumhydrogencarbonat und 150 g Dimethylsulfoxid wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-Allyloxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on siedet bei 105 107°C (Imbar) als leichtbewegliche, farblose Flüssigkeit.

Ausbeute: 92,5 g (ca. 84 % der Theorie)

Beispiel 9:

Ein Gemisch aus 47 g 3-Phenoxy-2-hydroxypropylchlorid-1 , 30 g Natriumhydrogencarbonat und 100 g Dimethylsulfoxid wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion ge¬ bracht und aufgearbeitet.

Das 4-Phenoxymethyl- ' 1 ,3-dioxolan-2-on siedet bei 157 - 160

C (0,001 mbar) .

Ausbeute: 30,4 g (ca. 62 % der Theorie)

Beispiel 10:

Ein Gemisch aus 50 g 1 ,1O-Dichlor-2,9-dihydroxy-4,7-dioxa- decan, 70 g Natriu yhdrogencarbonat, 100 g Dimethylsulf¬ oxid und 0,6 g Trioctylmethylammoniumchlorid wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und auf¬ gearbeitet.

Das Ehtylenglykol-bis-(1 ,3-dioxolan-2-on-4-yl-methyl-)-ether siedet unter teilweiser Zersetzung bei 1 0 - 195 C (0,001 mbar) .

Ausbeute: 13,5 g (ca. 25,5 % der Theorie

Beispiel 11 :

Ein Gemisch aus 172 g 3-Chlor-2-hydroxypropylacetat, 344 g

Diemthylsulfoxid und 172 Natriumhydrogencarbonat wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-Acetyloxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on siedet bei 118 120 β C (0,1 mbar) als farblose Flüssigkeit.

Ausbeute: 161 g (ca 89 X der Theorie)

Beispiel 12:

Ein Gemisch aus 95 g 3-Chlor-2-hydroxypropylisobutyrat, 65 g Natriumhydrogencarbonat und 150g Dimethylsulfoxid wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-Isobutyroxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 151 - 152 C C (0,1 mbar) als farblose Flüssigkeit über.

Ausbeute: 87 g (ca. 88 % der Theorie)

Beispiel 13:

Ein Gemisch aus 890 g 3-chlor-2-hydroxypropylmethacrylat, 1200 g Dimethylsulfoxid, 672 g Natriumhydrogencarbonat und 10 g Phenothiazin wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-Methacryloyloxy-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 132 - 135 C (0,001 mbar) als farblose Flüssigkeit.

Ausbeute: 804 g (ca 87 % der Theorie)

Beispiel 14:

Ein Gemisch aus 500 g 3-Chlor-2-hydroxypropylcrotonat, 700*

Dimethylsulfoxid, 323 g Natriumhydrogencarbonat und 3 g Phenothiazin wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-Crotonoyloxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on siedet bei 118 - 120°C (0,001 mbar) als farblose Flüssigkeit.

Ausbeute: 433 g (ca. 83 % der Theorie)

Beispiel 15:

Ein Gemisch aus 42 g N-(3-Chlor-2-hydroxypropyl)- diethylamin, 60 g Dimethylsulfoxid und 50 g Natriumhydro¬ gencarbonat wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-(N,N-Diethylamino)methyl-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert als hellgelbe Flüssigkeit bei 112 - 115° C (0,001 mbar) .

Ausbeute: 28,5 g (ca. 65 X der Theorie)

Beispiel 16:

Ein Gemisch aus 45 g 1 -Chlor-2-hydroxy-4-thiaoctan, 60 g Dimethylsulfoxid und 50 g Natriumhydrogencarbonat wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und auf earbeitet.

Das ( 1 , 3 -D ioxo lan-2-on-4-yl-Mnethylbutylsulf id siedet be i 1 1 8 - 1 21° C ' ( 0 , 001 mbar ) .

Ausbeute: 32 g (ca. =68 X der Theorie)

Beispiel 17:

Ein Gemisch aus 51 g 3-Brom-2-hydroxypropylacetat, 50 g Natriumhydrogencarbonat, 100 g Dimethylsul oxid und 0,6 g Trioctylmethylammoniumchlorid wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet.

Das 4-AcetyloxymethyI-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 114 - 115°C (0,1 mbar) als farblose Flüssigkeit über.

Ausbeute: 36 g (ca. 87,2 % der Theorie)

Beispiel 18:

Ein Gemisch aus 35 g 1-Chlor-2-methyl-2-hydroxy-3- methoxypropan, 30 Natriumhydrogencarbonat und 50 g Dimethylsul oxid wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitt.

Das 4-Methyl-4-methoxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 102 - 104- °C (1 mbar) als farblose Flüssigkeit über.

Ausbeute: 29 g (ca. 78 X der Theorie)

Beispiel 19:

Eine Lösung aus 70 g 3-Chlor-2-hydroxypropylmethacrylat, 70 g Butylacrylat, 17,5 g Methyl ethacrylat, 17,5 g Styrol und 5 g Azo-bis-isobuttersäurenitril wird unter Rühren innerhalb von zwei Stunden in 155 g Dimethylformamid eingetropft, welches auf 130° C erwärmt wird. Die Heizung bzw. Kühlung des Reaktionsgef ßes wird so eingestellt, daß die Polymerisation bei 130 - 135 C durchgeführt wird. Anschließend läßt man das Gemisch eine Stunde bei 135 140 C nachreagieren, tropft bei dieser Temperatur innerhalb 15 Minuten eine Lösung aus 1 g Azo-bis- isobuttersäurenitril und 15 g Dimethylformamid ein und o läßt eine weitere Stunde bei 140 - 145 C nachreagieren.

Danach wird die farblose, klare Polymerlösung auf ca. 80 - 90 C abgekühlt, mit 130 g Dimethylformamid, 60 g Natrium¬ hydrogencarbonat und 1 g Trioctylmethylammoniumchlorid versetzt und innerhalb 6 Stunden unter Rühren bei 85 - 90 C gehalten. Anschließend wird das Gemisch auf Raumtempera¬ tur abgekühlt, von ungelösten Bestandteilen abfiltriert und die klare Lösung im Vakuum von Dimethylformamid be¬ freit.

Das verbleibende, bei 80 C noch flüssige Acrylharz wird mit 75 g Xylol verdünnt und nach Abkühlen erneut filtriert.

Die resultierende cyclocarbonathaltige Lösung ist schwach geldlich, besitzt einen Festkörpergehalt von ca. 70 X und

enthält praktisch kein Chlor und keine Hydroxylgruppen (OH-Zahl: 2 - 3 mg kOH/g).

Nach Vermischen des Filtrats mit stochiometrischen Mengen eines Di- bzw. Polyamids wie Hexamethylendiamin, 4,9- dioxadodecan-1 ,12-diamin, Isophorondiamin, Polyoxypropy- lentria in (z. B. Jeffa ine, T-403 von Texaco Chemical Company) usw entstehen Lacklösungen, die sowohl bei Raum¬ temperatur als auch unter Einbrennbedingungen harte, glän¬ zende, klare, lichtechte und lösungsmittelbebstände Poly- urethanbeschichtungen ergeben.

Beispiel 20:

Ein Acrylpolymeres wird aus 70 g 3-Chlor-2-hydroxypropyl- methacrylat, 70 g Butylacrylat, 40 g Styrol und 5 g tert„- Butylperbenzoat analog den Angaben im Beispiel 19 herge¬ stellt und anschließend in ein chlor- und hydroxylfreies, cyclocarbonathaltiges Poly eres überführt.

D ie Eigenschaften des erhaltenen Acrylharzes sowie sein Verhalten beim Vernetzen mit Di- bzw. Polyaminen sind analog den im Bespiel 19 beschriebenen.

Beispiele 21 - 29:

Ein Gemisch aus 65 g 1 ,3-Dichlor-2-propanol, 100 g eines Lösungsmittels, 70 g Natriumyhdrogencarbonat und gegebenenfalls 0,5 g eines Katalysators wird zwei bis sechs Stunden unter Rühren auf 50 - 120° C erwärmt. Anschließend wird das Rekationsgeschmisch filtriert, im

Vakuum das Lösungsmittel entfernt und das rohe Reaktions¬ produkt über eine kurze Kolonne im Vakuum destilliert.

Das 4-Chlormethyl-1 ,3-dioxolan-2-on geht farblos und klar bei 102 - 105°C (1 mbar) über.

Detaillierte Angaben zu den Beispielen 21 bis 29 enthält Tabelle 1.

1) Ausbeute an destilliertem 4-Chlormethyl-1 ,3-dioxolan-2- on

2) Trioctylmethylammoniumchlorid

3) Kronenether Dibenzo-18-krone-6

Beispiel 30:

Ein Gemisch aus 65 g 1 ,3-Dichlor-2-propanol, 100 g Dimethylsulfoxid und 80 Kaliu hydrogencarbonat wird analog den Angaben im Beispiel 1 zur Reaktion gebracht und auf¬ gearbeitet.

Das 4-Chlormethyl-1 ,3-dioxolan-2-on destilliert bei 101 103°C (1 mbar) über.

Beispiel 31 :

Ein Gemisch aus 90 g 3-Chlor-2-hydroxypropylisobutyrat, 200 g Dimethylsulfoxid, 35 g Cyclohexan 67 g Natriumyhdrogen- carbonat und 1 g Trioctylmethylammoniumchlorid wird unter Rückfluß zum Sieden erwärmt und das entstehenden Wasser kontinuierlich über einen Wasserabscheider entfernt.

Nachdem ca. 9 g Wasser gebildet werden, wird das Gemisch abgekühlt und analog den Angaben im Beispiel 1 aufgear¬ beitet.

Das 4-Isobutylroxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on wird als eine ffaarrbblloossee, bbeeii 113388 140° C (0,01 mbar) destillierende Flüssigkeit isoliert.

Ausbeute: 893 g (ca. 89 % der Theorie)

Beispiele 32 - A3 -

Ein Gemisch aus 39,0 g Pivalinsäure-3-chlor-2-hydroxy-1 - propylester, 80 g eines Lösungsmittels und 25 g Natriumhydrogencarbonat wird drei bis zehn Stunden unter

Rühren auf 90 - 110 C erwärmt. Anschließend wird das Ge- misch filtriert und im Vakuum (ca. 10-3 mbar) die Haupt¬ menge des Lösungsmittels abdestilliert.

Der Destillationsrückstand wird in 200 g Toluol aufge¬ nommen. Das Gemisch wird dann filtriert und das Filtrat 2mal mit je 20 ml Wasser gewaschen. Die organische Phase wird im Wasserstrahlpumpenvakuum eingeengt und das ver- beibende Rohprodukt im Vakuum über eine kurze Kolonne destilliert.

Das 4-Pivaloyloxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on geht farblos und klar bei 108 - 110 C/0,001 mbar über.

Detaillierte Angaben zu den Bespielen - siehe Tabelle 2.

Tabelle 2

Beispiele 32 - 43: Reaktionsbedingungen und Produktaus¬ beuten

Beispiel 44 :

Ein Gemisch aus 33 g 3-Phenoxy-2-hydroxy-propyl-fluorid-1 (hergestellt gemäß D. LANDINI et al., Synthesis 1974, 428 aus der entsprechenden Chlorverbindung), 30 g Natriumhydrogencarbonat und 80 g Dimethylsulfoxid wird 4 Stunden bei 100 - 105°C gerührt.

Anschließend wird das Gemisch heiß filtriert, das Lösungs¬ mittel im Vakuum bei Badtemperatur um 110 - 120 C abde¬ stilliert und das zurückbleibende, leicht erstarrende Roh;- Produkt aus siedendem Xylol umkristallisiert.

Das 4-Phenoxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on fällt in Form farb¬ loser Kristalle an; Fp: 98,5 - 100°C.

Ausbeute. 22,9 g (ca. 59 X der Theorie)

Beispiel 45:

Ein Gemisch aus 56 g 3-Phenoxy-2-hydroxy-propyljodid-1 (hergestellt gemäß HOUBEN-WEYL, Band V/4, S. 597 (1969) aus der entsprechenden Chlorverbindung), 30 g Natriumhydrogen¬ carbonat und 100 g Dimethylsulfoxid wird 4 Stunden bei 95 - 100 C C gerührt.

Anschließend wird das Gemisch heiß filtriert, das Lösungs- mittel im Vakuum bei Badtemperatur um 110 - 120°C abdesti¬ lliert und das zurückbleibende, leicht erstarrende Rohpro¬ dukt aus siedendem Xylol umkristallisiert.

Das 4-Phenoxymethyl-1 ,3-dioxolan-2-on fällt in Form gelb¬ licher Kristalle an; Fp: 97 - 99°C.

Ausbeute: 31 g (ca. 79 X. der Theorie).

Beispiel 46:

In eine gerührte Lösung aus 372 g Epiclon 840 (Diglycidylether des Bisphenol A, Handelsprodukt der Firma Danippon Ink & Chemicals, Inc., Japan) und 11,2 g Toluol werden innerhalb 1 Stunde 208,4 g 35 %iger Salzsäure so eingetropft, daß die Innentemperatur zwischen 40 und 80 C gehalten wird. Anschließend wird das Gemisch 3 Stunden bei 80 C gerührt, die organische Phase wird abgetrennt und mit 200 g Wasser gewaschen. Die erneut abgetrennte organische Phase wird bei 120 C im Wasserstrahlpumpenvakuum ein¬ geengt.

393,8 g des erhaltenen toluolfreien Chlorhydrins werden mit 174,5 g Dimethylsulfoxid und 223,05 g Natriumhydrogen¬ carbonat versetzt und das Gemisch wird innerhalb 4 Stunden bei 100 C gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung filtiert und das Filtrat bei ca. 2 mbar und 100° C vom Dimethylsulfoxid befreit. Der Destillationsrückstand wird mit Methylisobutylketon aufgenommen und erneut filtriert.

Man erhält 765 g einer klaren Lösung.

Die Eigenschaften des synthetisierten Produkts enthält

Tabelle 3.

Beispiel 47:

Analog den Angaben im Beispiel 46 wird Epiclon 830 (Diglycidylether des Bisphenol F, Handelsprodukt der Firma Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Japan) mit Salzsäure in das entsprechende Chlorhydrin überführt, das erhaltene Produkt in Dimethyl ormamid gelöst und mit Natriumhydrogencarbonat zum Cyclocarbonatgruppen enthaltenden Reaktionsprodukt umgesetzt.

Die Eigenschaften des synthetisierten Produkts enthält Tabelle 3.

Beispiel 48:

Analog den Angaben im Beispiel 46 wird DENACOL EX-211 (Neopentylglycoldiglycidylether, Handelsprodukt der Firma Nagase Kasei Co., Japan) über das entsprechende Chlorhydrin in ein Cyclocarbonatderivat überführt.

Die Eigenscha ten des synthetisierten Produkts enthält Tabelle 3.

Beispiel 49:

Analog den Angaben im Beispiel 46 wird Epiclon 730

(Epoxidiertes Novolac-Harz, Handelsprodukt der Firma Dainippon Ink & Chemicals Inc. , Japan) über das entsprech¬ ende Chlorhydrin in ein Cyclocarbonatderivat überführt.

Die Eigenschaften des synthetisierten Produkts enthält Tabelle 3.

Tabel le 3 :

B.e i.sEie] : .e__46_ .4 i £

Eigenschaften der cyclocarbonathaltigen Syntheseprodukte

Produkt laut Beispiel

46 47 48 49

Festkörper ehalt der MIBK-Lösungen 49,2 X 78,4 X 90,0 X 49,6 X 110 C/1 h

Viskosität (Gardner Holdt) U - V U - V

Cyclocaront- • Äquivalent vom 4 - 5 6 - 7 Festkörper:

theoret.. 230 g 216 g 182 g 204 g ge.£Qe.sser3. 260 g 236 g 202 g 225 g

Epoxid-

Äquivalent vom Festkörper:

ge.mes.sen 35700 g 4480 g 9880 g 17200 g

Beispiel 50:

In eine Lösung aus 116 g Diethanolamin und 100 g Ethanol werden bei 50-55 C innerhalb von 30 min 111 g Epichlorhy¬ drin eingetropft und das erhaltene Gemisch 7 h bei 60° C gerührt. Anschließend wird die Lösung bei 60 C und 10 mbar eingeengt. Der Rückstand wird mit 120 g Natriumhydrogen¬ carbonat und 120 g Dimethylformamid versetzt und 7 h bei 60 C gerührt. Nach Abkühlen wird das Gemisch filtriert und

10

3 mal mit je 100 ml Toluol extrahiert. Anschließend wird o ddaass rroohhee RReeaakkttiioonnsspprroodduukktt bbeeii 60 C und 1 mbar von den flüchtigen Bestandteilen befreit,

j r Das N-(2-0xo-1 ,3-dioxolan-4-ylmethyl)-diethanolamin hin¬ terbleibt als gelbliche, hochviskose Flüssigkeit.

Ausbeute: 206 g (ca. 91 %)

20 Viskosität der 70%igen Lösung in DMF/Toluol (2:1) : M-N (Gardner-Holdt)

IR: 3400 cm-1 (-0H), 1785 cm-1 (C=0, Cyclocarbonat) 1080-1040 cm-1 (C-0)

25

MS (nach Derivatisierung mit N,0-(Bistrimethylsilyl- acetamid) : 349, 290, 262, 246, 202.

Beispiel 51 :

30

67.5 g 2.2-Bis-hydroxymethylpropionsäure und 100 g

Methylglykolacetat werden bei 125-130 C homogenisiert und mit 0.5 g Tetramethylammoniumchlorid versetzt. In die erhaltene Lösung werden innerhalb 1 h 46.5 g Epichlorhy¬ drin so eingetropft, daß die Reaktionstemperatur im Bereich 130-140 C liegt. Anschließend wird das Gemisch 3 h bei 130 ° C gerührt und im Vakuum die flüchtigen Bestandteile abdestilliert. Der farblose, klare Destilla¬ tionsrückstand wird mit 200 g Dimethylsulfoxid verdünnt und mit 66 g Natriumhydrogencarbonat versetzt. Das Gemisch o wird 3 h bei 95-100 C gerührt. Nach Abkühlen wird von den

Feststoffen abfiltriert und das Filtrat bei ca. 1 mbar Dimethylsulfoxid destilliert. Der Rückstand wird mit 200 g Methylethylketon aufgenommen, das Gemisch zum Sieden er- hitzt und heiß filtriert. Das Filtrat wird bei ca. 1 mbar eingeengt. Es verbleibt eine hellbraune, viskose Masse, die beim Stehen erstarrt. Die Verbindung ist unlöslich in Kohlenwasserstoffen, dafür gut löslich in Alkoholen, Ketonen, DMF und DMSO.

Ausbeute an 2,2-Bishydroxymethylpropionsäure (2-oxo-1,3- dioxolan-4-yl-)-methylester : 107 g (ca. 91 X der Theorie) .

Gehalt an Cyclocarbonatgruppen : 35.1 X (theoretisch : 37.2 X )

Hydroxylzahl: 471 mg KOH/g (theoretisch: 479.5 mg KOH/g). Säurezahl: 8 mg KOH/g. IR: 3392 cm-1 (-0H) 1730 cm-1 (C=0, Ester)

1795 cm-1 (C=0, Cyclocarbonat) .

Beispiel 52:

Ein Polyurethan, hergestellt durch Erhitzen eines Ge¬ misches aus 57.9 g Hexa ethylendiisocyanat und 38.1 g Triethylenglykol, wird mit 55 g 1 -Chlor-propandiol-2,3 versetzt und das erhaltene Gemisch 3 h bei 90 C gerührt. Die Reaktionsmischung wird dabei zunehmend zäher. Die Bad¬ temperatur wird dann auf 130-135 C erhöht und der Überschuß an Chlorpropandiol bei 1 mbar abdestilliert. Das zurückbleibende, leichterstarrende Reaktionsgemisch wird mit 300 g Dimethylsulfoxid aufgenommen, mit 60 g Natrium¬ hydrogencarbonat versetzt und innerhalb von 3 h bei 95 100 C gerührt. Nach Abkühlen wird 'das Gemisch filtriert und vom Filtrat bei 1 mbar und 120 C Badtemperatur das Lösungsmittel abdestilliert. Der zähflüssige Rückstand wird mit 1200 g Methylethylketon vermischt und zum Sieden erhitzt, bis das Polymere in die Lösung geht. Es wird von den ungelösten Anteilen heiß abfiltriert und zum Abkühlen stehengelassen. Beim Abkühlen fällt das cyclocarbonathal¬ tige Polyurethan als weiße, körnige Sustanz aus. Der ge¬ bildete Niederschlag wird abfiltriert und im Vakuu - o trockenschrank bei 80 C 12 h getrocknet,

Ausbeute: 103 g (ca. 88 X )

Das Polymere schmilzt im Bereich 96-102 C.

Es enthält keine Isocyanate und praktisch keine Hydroxl- gruppen (Hydroxylzahl: 6 mg/KOH/g) .

Gehalt an Cyclocarbonatgruppen: 11.8 X (theoretisch : 13.4 X )

IR: 1800 cm-1 (C=0, Cyclocarbonat)

3318 cm-1, 1700 cm-1, 1538 cm-1 (-NHC00-).

Beispiel 53:

65 g Cy el 303 (Mela inharz, Handelsname der Firma "Dyno- Cyana id"), 200 g 1 -Chlorpropandio-2,3 und 0.6 g Malein- säureanhydrid werden bei 100-105 C 6 h gerührt und das entstehende Methanol im schwachen Vakuum bei 40-45 C ab¬ destilliert. 1.2 g Natriumhydrogencarbonat werden dem Ge¬ misch zugefügt und bei 1 mbar und 130 C Badtemperatur das überschüssige Chlorpropandiol abdestilliert. Der farblose, dickflüssige Rückstand wird mit 300 g Dimethylsulfoxid verdünnt und die Lösung mit 154 g Natriumhydrogencarbonat versetzt. Das Gemisch wird 3 h bei 95-105 C gerührt un wie üblich filtriert. Das Filtrat wird langsam in 3 1 Wasser eingetropft. Das Wasser, welches die wasserlöslichen Be¬ standteile des Reaktionsgemisches enthält, wird dekantiert, das klebrige Polymere mit 600 ml Methylglykol¬ acetat unter leichtem Erwärmen gelöst. Die erhaltene Lösung wird erneut in 3 1 Wasser langsam eingetropft. Die wäßrige Phase wird erneut abgegossen, das verbleibende klebrige Polymere im Vakuu trockenschrank bei ca. 100 C getrocknet. Das Polymere schmilzt dabei und erstarrt beim Abkühlen zu einer gelblichen, glasartigen, spröden Masse, die in Glykolethern bzw. -etherestern löslich ist, in Wasser dagegen aber unlöslich ist.

Ausbeute: 11 (ca. 79 %)

Gehalt an Cyclocarbonatgruppen: 48 X (theoretisch bei vollständiger Reaktion: 57 X )

Hydroxylzahl: 12 mg KOH/g

IR: 1795 cm-1 (C=0, Cyclocarbonat)

1553 cm-1 (Ringschwingung, Triazin)

Beispiel 54:

Aus 45.1 g 1 ,4-Butandiol, 109.6 g Adipinsäure und 0.5 g p- Toluolsulfonsäure in 175 g Toluol wird ein Polyester her¬ gestellt, indem das Reaktionswasser durch azeotrope Destillation entfernt wird. Nachdem sich kein Wasser mehr bildet, wird die Lösung mit 110.5 g 1 -Chlorpropandiol-2,3 versetzt und weiterhin am Wasserabscheider zum Sieden er¬ hitzt. Innerhalb von 4 h werden 8.8 ml Wasser abgetrennt. Anschließend wird bei ca. 15 mbar das Toluol abdestilliert, dann bei ca. 1 mbar und einer Badtemperatur o um 130 C das überschüssige Chlorpropandiol. Der

Destillationsrückstand wird in 200 g Dimethylsulfoxid gelöst und mit 67.3 g Natriumhydrogencarbonat versetzt, das Gemisch wird innerhalb von 4 h bei 95-102 C gerührt.

Nach Abkühlen wird von den ungelösten Anteilen filtriert und bei 1 mbar und einer Badtemperatur um 120 C das

Dimethylsulfoxid abdestilliert. Der cyclocarbonathaltige Polyester hinterverbleibt als gelbe bis hellbraune, viskose Flüssigkeit.

Ausbeute: 179 g (ca. 96 X )

Gehalt an Cyclocarbonatgruppen: 22.1 X ) (theoretisch : 23.3 X ) .

Hydroxylzahl: 11 mg KOH/g

Säurezahl: 4 mg KOH/g

Viskosität Gardner-Holdt: Z 2 - Z 3

IR: 1806 cm-1 (C=0, Cyclocarbonat) 1731 cm-1 (C=0, Ester)

Beispiel 55:

Aus 207.7 Isophthalsäure, 210.1 g Trimellitsäure, 36.5 g

Adipinsäure und 208.3 g Neopentylglykol wird innerhalb von o

10 h bei 210 C ein Polyester mit dem Molekulargewicht von

1666, Säurezahl von 230 mg KOH/g und Hydroxylzahl von 16 mg KOH/g hergestellt. 139 g dieses Polyesters werden mit 64 g Dimethylformamid und 0.3 Triphenylphosphin vermischt und auf 100 C erwärmt. Unter Rühren werden in die so erhaltene Lösung innerhalb von 1 h 65 g Epichlorhydrin eingetropft und weitere 3 h bei 100 C gerührt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit 50 g Dimethylformamid und 69 g Natriumhydrogencarbonat versetzt und 2 h bei 100 C gerührt. Nach Abkühlen wird von den festen Bestandteilen abfiltriert und das Filtrat bei 10 mbar und 120 C eingeengt. Der cyclocarbonathaltige Poly¬ ester hinterbleibt als hellbraune, zähe Masse.

Ausbeute: 189 g

Gehalt an Cyclocarbonatgruppen: 27 X.

Beispiel 56:

Aus 0.843 ol Isophthalsäure, 1.62 mol Trimellitsäure,

1.63 mol Cardure E 10 (Handelsprodukt der Firma "SHELL") und 0.289 mol Neopentylglykol wird innerhalb von 10 h bei

210 C ein Polyester mit dem Molekulargewicht von 2100, Säurezahl von 176 mg KOH/g und Hydroxylzahl von 13 mg

KOH/g hergestellt. 224 g dieses Polyesters werden mit 133 g Dimethylformamid, 0.3 g Triphenylphosphin und 77 g o Epichlorhydrin innerhalb von 4 h bei 100 C gerührt.

Anschließend werden die flüchtigen Bestandteile bei 10 mbar und 120 C abdestilliert. Das resultierende Chlorhy- drin-Produkt wird mit 100 g Dimethylformamid und mit 90 g

Natriumhydrogencarbonat versetzt und innerhalb von 2 h bei 1 10000 CC ggeerrüühhrrtt,, nnaacchh AAbbkküühhlleenn wwiirrdd :filtriert und das Filtrat bei 10 mbar und 120 C eingeengt

Der cyclocarbonathaltige Polyester ist eine hellbraune, zähe Masse.

Ausbeute: 281 g

Gehalt an Cyclocarbonatgruppen: 18.4 X