Триметил /пара-метилциклогексилфенокси/силан в качестве антиоксиданта бутилкаучука

Триметил /пара-метилциклогексилфенокси/силан в качестве антиоксиданта бутилкаучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Триметил (пара-метилциклогексилфёнокси )силам формулы (СН,)1-0 в качестве антиоксиданта бутилкаучука .

(19) (1Ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сю С 07 F 7/18 С 08 К 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССР

ПО. ДЕЛАМ, ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

"«-»

/ ".; с» ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ (eE>)351-Î

Ъ в качестве антиоксиданта бутилкаучука. (21) 3319454/23-04 (22) 26.0 1.82 (46) 15.04.83. Бюл. и 14 (72) К.Г. Гасанов, А.П. Мамедов, Т.Н. Аллахвердиев и А.И. Бабаев (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. акад. В.Г. Иамедалиева (53) 547.245(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 357001> кл. В 01 1 31/08, 1973.

2. Гасанов К.Г., Расулов Ч .К., Садыхов Н.Г. Присоединение кремнийорганических галогенидов к,некоторым Фенолам. (54) ТРИИЕТИЛ (ПАРА-ИЕТИЛЦИКЛОГЕКСИЛФЕНОКСИ) СИЛАН В КАЧЕСТВЕ АНТИОКСИДАНТА БУТИЛКАУЧУКА (57) Триметил (пара-метилциклогексилфенокси)силан Формулы

1011649

15 (сн,),bio (Щ5 010 О

СН

5 3

1 — с — сн — с — сн

2 3 сн, сн, 35

Изобретение относится к новым химическим соединениям, в частности триметил (пара-метилциклогексилфенокси) силану формулы

5 используемому в качестве антиоксиданта бутилкаучука.

Известны производные алкилфенолов, в частности ионол, формулы используемой в промышленности в качестве антиоксиданта бутилкаучука f1 j, Недостатками ионола являются летучесть и низкий коэффициент стабильности при термостарении порядка

0,61 единиц.

Известньь ряд кремнийсодержащих

Фенолов формулы

25 дЕ В=СК,—; — С=СН2 — C(en,),;

5 2 ск, обладающие а нтиокс идантными свойствами 21., Однако ни одно из них не отвечает, по качествам известным стандартам, 40 так как коэффициент стабильности пос- з ле 6-ти месяцев хранения в естественных условиях и коэффициент ста" бильности при ускоренном термостарении выражены слабо. Так, напри- 45 мер, триметил (пара-метилфенокси ) -л" Формуль((СК,1 ф О СН 3 и триметил.)napa-третбутилфенокси 50 силан Формулы (Сн,),510 ©- (М 1 применяющиеся в качестве антиоксиданта бутилкаучука, в связи с малой

55 молекулярной массой, обладают большой летучестью, и следовательно, имеют низкие коэффициенты стабильности термостарения - порядка 0,40,5 единиц. Триметил (пара-излпропенилфенокси ) силан формулы (щфо © (4)= 4 имеет в своей структуре алкилирующий агент с двойной связью, ко1 торая сильно влияет на aíòèoêèñëèтельные свойства, поскольку изопропенильный радикал сам является хорошим окислителем. Триметил(параоктилфенокси ) силан, Формулы

СН5

1 (rz, ро Q с — сн,— с(ы,, СН в связи с возможной деструкцией октильного радикала при высоких температурах имеет низкий коэффициент стабильности при термостарении .- порядка 0,5 единиц. Таким образом основным недостатком известных соединений является летучесть.

Наиболее близким по структуре к изобретению является триметил(параметилциклопентилфенокси)силан формулы который по коэффициенту стабильности (при термостарении порядка 0,6 един(ц находится на уровне известных антиоксидантов.

Недостатком его является то, что при высоких температурах, он способен деструктурироваться, в связи с тем, что пятичленный цикл, входящий в состав молекулы, не прочен.

Цель изобретения - улучшение антиокислительных свойств антиоксидантов бутилкаучука в условиях ускоренного термостарения.

Указанная цель достигается HoablM химическим соединением, а именно триметил пара-метилциклогексилфенокси) силаном формулы (11, используемым в качестве антиоксиданта бутилкаучука .

Способ получения его заключается во взаимодействии пара-метилциклогексилфенола с хлористым триметилсиланом в прйсутствии акцептора галоидоводорода - триэтиламина в среде безводного бензола.

Реакционную смесь перемешивают в течение 5 ч при температуре кипения бензола и без нагревания в течение

1 ч. Смесь фильтруют, растворитель

3 10116 удаляют на роторном испарителе и остаток отмывают от солянокислого триэтиламина водой и высушивают над Р О>, Затем остаток перегоняют в вакууме.

В результате получают белое кристаллическое вещество с выходом 64,567,63. Структура полученного соединения подтверждается методами ИКС и

ЯМР..

Пример 1. К 24,0 г (0,11 М) пара-метилциклогексилфенола; 1112 мл (0,11 М) триэтиламина и 100 мл безводного бензола при перемешивании и нагревании медленно прибавляют по каплям бензольный раствор 12 мл

15 (0,11 M) хлористого триметилсилана (соотношение исходных. компонентов

Таблица 1

Элементый анализ ттл

Têíòò ю

С/мм

Бруттоформула

1. !

Вещество

Вычислено, 51 С Н Б! (Щ)3 gi0

54,0 141/6 ц 0

Структура соединения подтверждает ся методами ИКС и ЯМР. 30

В табл. 2 npeprтавлены данные, под. тверждающие антиоксидаятные свойства полученного соединения.

Пример 2. К 35,0 г (0,16 М) (napa-метилциклогексилфенокси ) силана З

16-17 мл (0,16 М) триэтиламина и 100 мл безводного бензола при перемешивании и нагревании медленно прибавляют go каплям бензольный раствор 12 мл (0,11 М) хлористого триметилсилана, а0 соотношение исходных компонентов 1,5:

:1,5;1 (пара-метилциклогексилфенол, триэтиМмин и хлористый триметилсилан, соответственно) ° Реакционную -смесь перемешивают в течении 5 ч при темпера- туре кипения бензола и без нагревания в течении 1 ч. Смесь фильтруют, растворитель удаляют на роторном испарителе и затем остаток отмывают от солянокислого триэтиламина и высушиваюТт над Р20 . Затем остаток перегоня$0 ют в вакууме. Получают 16,2 г (67,6Б) триметил (пара-метилциклогексилфенокси) силана с ТС1„54,0 С (пентан), Т1,,ап 141,0 С/6 мм, молекулярным ве-. сом 263,0.

На ИК-спектре триметил (пара-метилциклогексилфенокси) силана в области 1090-1050 см "отчетливо проявля49 4

1:1:1). Реакционную смесь перемешива" ют в течении 5 ч при температуре кипения бензола и без нагревания в течении 1 ч. Смесь Фильтруют, растворитель удаляют на роторном испарителе и затем остаток отмывают от солянокислого триэтиламина водой и высушивают над Р О . Затем остаток перегоняют в вакууме. Получают 11,6 г

i(64,53) трииетил (napa-метилциклогексилфенокси ) силана, с Т 54,0 С (пентан), т1с1т! 141 с/6 мм,.молекуляр.. ным весом 263,0, нерастворимого в воде, но хорошо растворимого в органических растворителях.

S табл. 1 представлены элементный анализ и физико-химические свойства.

73,27 9,91 10,71 73,1 9,87 10 ° 39

»«»«»»»» Ь

l ется интенсивная полоса, соответствующая валентному колебанию Si - О связи.

Полоса поглощения в области 840 и

l750 см !относится и колебанию группы Si(СН )з . Деформационные колебания свйзи У! - О дают интенсивную полосу при 450-435 см ". В области

1500 и 1600 см "наблюдается полоса поглощения, соответствующая колебанию С = С связи ароматического ядра.

На ПМР-спектре триметил (пара"метилциклогексилфенокси ) силана наблюдаются следующие группы сигналов резонансного поглощения: протоны метильных групп, связанных с атомом кремния, характеризуются интенсивным синглетным сигналом при d = с0,05 м.д. Протоны ароматического ядра проявляются в виде квадруплета с химическим сдвигом Р = 7,15 м.д., а расширенный сигнал в области д"=

=1,3 м.д. относится к протонам цикла.

В этой же области наблюдается синглетный сигнал, относящийся к СН9 группе.

Интегральная кривая полностью подтверждает предполагаемую структуру.

Триметил (naра-метилциклогексилфенокси ) силан испытывается в качестве антиоксиданта бутилкаучука марки

БК-2045 М. Определяется эффективность

5 101164/ 4 опытного вещества в качестве анти- ных ельцах в расчетных количествах. оксиданта как при ускоренной термо- После чего из каждого образца приготавокислительной деструкции бутилкаучу- ливают пленку толщиной 1-1,5 мм разка, так и при старении в условиях мером 20 х 80 мм и наносят на стекло. естественного хранения в течение шес-. S Для сравнения пленка приготавливается ти месяцев. из бутилкаучука, незаправленного анДанные табл. 2 позволяют срав- тиоксидантом,и заправленного стандартнить антиоксидантные свойства предла. ными антиоксидантами - ионолом (4-мегаемого соединения - триметил (пара- тил"2,6-дитретбутилфенол ), триметил метилциклогексилфенокси ) силана с 1> (пара-метилциклопентилфенокси силаном ионолом и триметил (пара-метилцикло- и предлагаемым соединением - триметил пентилфенокси ) силаном, (пара-метилциклогексилфенокси силаДля проведения испытания использу- ном. Во всех образцах определяют средется бутилкаучук марки ВК-2045 М, не- не-вязкостный молекулярный вес бутилзаправленный антиоксидантом, следую- каучука по Штаудингеру до и после исщей характеристики: средне-вязкостный пытаний. Ускоренную термоокислительную молекулярный вес по йтаудингеру 56,5 деструкцию проводят в спецкамере при х10, непредельность 1,98 мол,3. Об- атмосферном давлении, Деструкцию про-з разцы готовят путем введения испытуе- водят при 150 С. Время деструкции мого антиоксиданта в каучук на холод- о 2 ч.

101 1649

1 (о

Ф

Iv

Ф

К

Z

Ф

tQ

С1 х

t6

Ф

=г

t(; о

Ф

X (-! О

Ф с

v о

C и о

Z

Ф

О. о

У о л

X а с х

К

X о с о л х

З

Z

Ф

X

v о

1

S (O

Iv

1х

Ф

X е е о

LA

0Ъ л

CD О

CA

S

X х

Ф

CL

tQ

Iо о

О.

CA

LA л

tD О л

CD!

I

I

I

1

1 н

I

1!

Щ

CL х

tQ

Ф

=г

g. о

CD л

)1

О.

Ф

Z

cf

X (1 О

Ф с о о

t0

S

lA л м

tD л

-Ф (.(\

tD л

1

О.

1

I

I !

1

1

I.

1 о

v

Ф о о с о

Z

Ф 1

Ф 1

>Х I

ОО л

С Ъ м

tD

LA м

СЧ л м

СМ

v о

)X

1-( о х о

ЛЕ л

Ф с о

Е (.(1 л О

1Г\

1

1

1

I

1

tQ

Ф о а

S о

X о

С4 л

CV л

1

1

I

1 ,!

1 !

1 !

1

1

1

1 t !

tg

IZ

tQ

Ф

X о

Y о ("

tQ (6

>1

CL о е

1 CV I!

1.1.tQ !

=(1

S I

С I! (O I

1 (((I

1! — 1.I

1

1!

I

I о9 ф е х о

У. о е

X I(- х

* х х к

Ф S (- о о

ФФО

Z(-»

t(:

X а

4I о ао

tQtD 5

1- lA о (ч о е (- o

X O

У C(: а

tQ ttI

Ф

LO

Ул-

5 Е

)i

tg LA

Y -Ф

CtD X

SCV Y !

» 1 tg

)1 tg

L0 LQ

Y

Cl

tg

Y + л

5Е л

Фи с у- о

0tD х ксч о

I» 1 лY

l0 ill +

У

C1 X

tg CL (Y + л

5 X: л

tQ LA

У -й с О

X C4

0 I лу

LD (О

Ф Q x

X tQ

I ItQ Z X аФ v

6 C с. о с х

ы о (-.S Y х = о (- с х

Ф S Ф е(-е

1 X

У 1 X

4Е» (-!

У + tg л D.

5Z tg .>, c

СР бГЪ г

У .т сс) с

X (Ч

I- I (лу Ф

Lt(Ж

СО

00 л

М\

° 1 О л

tD

М\ а (ГЪ ъО

СЧ

X о

Y о

Я о

1 о * (tQ у с

S X

=т о

1

1

I

I

I

1

I (1

I

1

I

1

1

1

I

1

I !

1

I

I !

I !

1 !

I

1

1

I

1

1

I

I !

1

I

1 (1

1

I

1

1 !

1

I

1

I

1

I

I

I

1

1

1

I

1

1

1 !

I !

9 1011649 10

Как видно из данных табл. 2, при ложенного нового химического соеаи"

Э 1

0,2 вес.ч. дозировки антиоксидантов на бутилкаучук марки БК-2045 М, ко- нения формулы {54j3 $10 Q эффициент стабильности при ускоренной СН термоокислительной деструкции триме- > обусловлены тем, что шестичленный тил (napa-метилциклогексилфенокси ) си- цикл, входящий в состав молекулы предлана значительно выше (порядка 0,88 лагаемого соединения обеспечивает боединиц ), чем для ионола (порядка лее устойчивое состояние, чем пяти0,61 единиц) и триметил (пара-метил- членный цикл, входящий в состав моциклопентилфенокси ) силана (порядка g лекулы триметил (пара-метилцикло0,59 единиц). Он менее летуч и при пентилфенокси ) силана, Поэтому предвысоких температурах не разлагается. пагаемое соединение обладает явными

11учшие антиоксидантные свойства пред- преимуществами перед известными. (I

Корректор А. Ильин

Подписное

Составитель О. Минаева

Редактор Т. Парфенова Техоеа И.Гайду

«аЧ Ю

Заказ 26Ы1/30 Тираж 335

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва Ж-Я Раушская наб. g, 4Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4