Oligomers from parabanic acid and propylene carbonate rings' opening

• Autorzy: Zarzyka-Niemiec I.

Warianty tytułu

PL

Oligomery powstające w wyniku otwarcia pierścienia kwasu parabanowego i węglanu propylenu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Reactions of parabanic acid with propylene carbonate in the presence of 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane as catalyst were studied. During the reactions parabanic acid rings undergo opening and linear oligomeric products are formed. They are built from oxyisopropylene units formed in normal way of propylene carbonate ring opening. The oligomers discussed are characterized with higher thermal stability than parabanic acid and they can be used to produce thermally stable polyurethane foams. The chemical structures of the products obtained were characterized using IR, 1H NMR and MALDI TOF methods. On the basis of these analytical results the mechanisms of the processes leading to the products' formation were interpreted in detail.

PL

Przeprowadzono reakcje kwasu parabanowego (PA) z węglanem propylenu (PC) w warunkach różnych wyjściowych stosunków molowych PA:PC (mieszczących się w przedziale od 1:1 do 1:12) w obecności różnych ilości diazabicyklo[2.2.2]oktanu (DABCO) lub mieszaniny DABCO + K2CO3 jako katalizatorów w temp. 140°C, 160°C lub 180°C (tabela 1). W tych warunkach pierścień PA otwiera się z wytworzeniem struktury liniowej zbudowanej z fragmentu mocznikowego i oksalamidoestrowego połączonych wspólnie mostkiem imidowym. Otwiera się także pierścień PC, ugrupowanie węglanowe rozkłada się z wydzieleniem CO2 i do jednostki strukturalnej PA przyłączają się głównie grupy 2-hydroksypropylenowe. Tworzą się produkty oligomeryczne zawierające w swoich cząsteczkach różną liczbę grup 2-hydroksypropylenowych oraz jednostek strukturalnych PA. Budowę chemiczną powstających produktów scharakteryzowano szczegółowo metodami 1H NMR (rys. 1 i 3), IR (rys. 2) oraz MALDI TOF (tabela 2), uwzględniając przy tym wpływ warunków syntezy (molowy stosunek substratów, temperatura, stężenie DABCO) na jej mechanizm i wyniki, m.in. na udział produktów ubocznych (glikoli propylenowego, dipropylenowego oraz tripropylenowego) a także na stopień rozkładu PC do CO2 w toku reakcji. Analiza derywatograficzna uzyskanych oligomerów wykazała ich zwiększoną (w porównaniu z PA) odporność termiczną (tabela 3). Mianowicie, ich maksymalny rozkład następuje (w zależności od wyjściowego stosunku PA:PC) dopiero w temp. 270-295°C. Zgodnie z wynikami wstępnych badań, uzyskane oligomeryczne produkty hydroksyalkilowania PA mogą być stosowane do otrzymywania pianek poliuretanowych o zwiększonej odporności termicznej.

Słowa kluczowe

EN

parabanic acid; propylene carbonate; hydroxyalkylation; ring opening polymerization; chemical structures of products; thermal stability

PL

kwas parabanowy; węglan propylenu; hydroksyalkilowanie; polimeryzacja z otwarciem pierścienia; budowa chemiczna produktów; odporność termiczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 1
• Strony: 33--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Zarzyka-Niemiec I.

• Rzeszów University of Technology, Department of Organic Chemistry, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland,

Bibliografia

• 1. Pat.U.S. 3 629 263 (1971).
• 2. Pat. Germ. 1 954 503 (1974).
• 3. Pat. U.S. 3 928 377 (1975).
• 4. Pat. U.S. 4 161 594 (1979).
• 5. Pat. U.S. 4 227 005 (1980).
• 6. Pat. U.S. 2 819 301 (1958).
• 7. Pat. U.S. 4 474 951 (1984).
• 8. Pat. Jap. 7 802 411 (1978); CA: 88, 153477c (1978).
• 9. Pat. Germ. 2 615 655 (1977).
• 10. Pat. Germ. 2 740 242 (1979).
• 11. Lubczak. J., Naróg D., Zarzyka-Niemiec I.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 1443.
• 12. Murray J.: Org. Synth. 1967, 37, 61.
• 13. Lubczak J., Zarzyka-Niemiec I.: J. Appl. Polym. Sci. 2004, 94, 317.
• 14. "NMR Spectra Catalog", Stadler Research Laboratories, Inc., 1975, p. 144.
• 15. Pauchert Ch., Behnke J.: "The Aldrich Library of 13C and 1H NMR spectra", vol. 1, Milwaukee 1993, USA.
• 16. Lubczak J., Zarzyka-Niemiec I.: Heterocycl. Comm. 2005, 11,13.
• 17. Zarzyka-Niemiec I., Lubczak J., Ciunik Z., Wołowiec S., Ruman T.: Heterocycl. Comm. 2002, 8, 559.