Procedimiento para preparar bis(haloftalimidas).

Procedimiento para preparar una bis(haloftalimida), comprendiendo dicho procedimiento:

(A) preparar una mezcla que comprende por lo menos un anhídrido haloftálico y por lo menos un solvente,

(B) añadir a la mezcla formada en la etapa (A) por lo menos una diamina fundida para formar una mezcla dereacción, estando caracterizada dicha mezcla de reacción porque presenta "una proporción molar inicial deanhídrido haloftálico a diamina", en el que dicha por lo menos una diamina fundida presenta la fórmula H2NA1-NH2, en la que A1 10 es un radical aromático divalente C2-C40;

(C) calentar la mezcla de reacción formada en la etapa (B) hasta una temperatura de por lo menos 100oC,opcionalmente en presencia de un catalizador de imidización, y eliminar por lo menos 95% del agua deimidización;

(D) analizar la mezcla de reacción formada mediante la combinación de las etapas (A)-(C) para determinar laproporción molar inicial de anhídrido haloftálico a diamina; y

(E) añadir anhídrido o diamina a la mezcla formada mediante la combinación de las etapas (A)-(C) para alcanzaruna "proporción molar corregida" de anhídrido haloftálico a diamina, encontrándose comprendida dichaproporción molar corregida en un intervalo de entre aproximadamente 2,01 y aproximadamente 2,3, ycalentar hasta una temperatura de por lo menos 100oC con el fin de obtener una mezcla de productobis(haloftalimida) que se encuentra sustancialmente libre de agua.

Procedimiento para preparar bis (haloftalimidas) .

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento mejorado para la preparación de bis (haloftalimidas) , monómeros útiles para la preparación de polieteremidas.

Diversos tipos de poliéteres, tales como polieterimidas, polietersulfonas, polietercetonas y polietercetonas, han adquirido importancia como resinas de ingeniería por sus excelentes propiedades. Estos polímeros típicamente se preparan mediante la reacción de compuestos dihidroxiaromáticos, tales como la sal disódica de bisfenol A, con compuestos dihaloaromáticos. Por ejepmlo, las polieterimidas se preparan convenientemente mediante la reacción de sales de compuestos dihidroxiaromáticos con bis (haloftalimidas) .

Las patentes US no 5.229.482 y no 5.830.974 dan a conocer la preparación de poliéteres aromáticos en solventes relativamente no polares utilizando un catalizador de transferencia de fase que es sustancialmente estable bajo las condiciones de polimerización. Entre los solventes dados a conocer en la patente US no 5.229.482 se incluyen odiclorobenceno, diclorotolueno, 1, 2, 4-triclorobenceno y difenilsulfona. La patente US no 5.830.974 da a conocer la utilización de solventes tales como anisol, éter difenílico y fenetol. Pueden utilizarse solventes del mismo tipo para la preparación de intermediarios bis (haloftaliida) para polieterimidas.

En cada una de las patentes US no 5.229.482 y no 5.830.974, la bis (haloftalimida) se introduce en la reacción de polimerización en forma de un compuesto aislado sustancialmente puro. Esta etapa del procedimiento con frecuencia resulta difícil, ya que las bis (haloftalimidas) sólidas típicamente presentan una densidad muy baja y esponjosa, lo que comporta que el pesado y la manipulación resulten dificultosas. La patente US no 6.235.866 enseña un método de preparación de suspensión de bis (haloftalimidas) mediante la reacción entre los compuestos diamina y anhídrido haloftálico, en proporciones equimolares y la utilización de dicha suspensión sin modificación para preparar polímeros poliéter. Sin embargo, en el procedimiento dado a conocer, se produce considerable apelmazamiento del producto bis (haloftalimida) , con lo que el producto resulta difícil de aislar en forma de suspensión pura, resultando en niveles inaceptables de material de partida residual en el polímero. Además, la presencia de agua en el producto resultante presenta un efecto perjudicial sobre el peso molecular del polímero. Si no se mantiene un equilibrio estequiométrico apropiado entre la diamina el anhídrido haloftálico, permanecen varios productos secundarios no deseables en la suspensión que limitan el peso molecular del polímero y/o resultan en polímeros con grupos terminales amina. De esta manera, existe una necesidad en la técnica de desarrollar un procedimiento sencillo para la preparación de bis (haloftalimidas) que presenten características adecuadas para la conversión de los polímeros polieterimida sin aislamiento que superen las desventajas de los métodos sintéticos actuales.

Breve sumario de la invención La presente invención proporciona un procedimiento para preparar una bis (haloftalimida) , comprendiendo dicho procedimiento:

(A) preparar una mezcla que comprende por lo menos un anhídrido haloftálico y por lo menos un solvente,

(B) añadir a la mezcla formada en la etapa (A) por lo menos una diamina fundida, para formar una mezcla de reacción, caracterizándose dicha mezcla de reacción por "una proporción molar inicial de anhídrido haloftálico a diamina", en la que por lo menos una diamina fundida presenta la fórmula H2N-A1-NH2, en la que A1 es un radical aromático divalente C2-C40,

(C) calentar la mezcla de reacción formada en la etapa (B) hasta una temperatura de por lo menos 100ºC, opcionalmente en presencia de un catalizador de imidización y eliminar por lo menos 95% del agua de imidización,

(D) analizar la mezcla de reacción formada mediante la combinación de las etapas (A) a (C) para determinar la proporción molar inicial de anhídrido haloftálico a diamina, y

(E) añadir anhídrido o diamina a la mezcla formada por la combinación de etapas (A) a (C) para alcanzar una "proporción molar corregida" de anhídrido haloftálico a diamina, encontrándose comprendida dicha proporción molar corregida dentro de un intervalo de entre aproximadamente 2, 01 y aproximadamente 2, 3, y calentar hasta una temperatura de por lo menos 100ºC para obtener una mezcla de producto de bis (haloftalimida) que se encuentra sustancialmente libre de agua.

Descripción detallada de la invención La presente invención se pondrá más claramente de manifiesto haciendo referencia a la descripción detallada siguiente de las formas de realización preferidas de la invención y a los ejemplos incluidos en las mismas. En la memoria y reivindicaciones, a continuación, se hace referencia a varias expresiones que se definen de la manera siguiente:

las formas singulares "un" o "una" y "el" o "la" incluyen los referentes plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

El término "opcional" u "opcionalmente" se refiere a que el suceso o circunstancia indicado posteriormente puede producirse o no producirse, y que la descripción incluye casos en los que se produce el suceso y casos en los que no se produce.

Tal como se utiliza en la presente memoria la expresión "número entero" se refiere a un número entero que incluye el cero. Por ejemplo, la expresión "n es un número entero entre 0 y 4" se refiere a que "n" puede ser cualquier número entero entre 0 y 4, incluyendo 0 y 4. De manera similar, la expresión "un número interno comprendido entre 1 y 4, inclusive", se refiere a un número entero comprendido en el intervalo de entre 1 y 4, incluyendo dicho intervalo el número entero 1 y el número entero 4.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "radical alifático" se refiere a un radical que presenta una valencia de por lo menos uno que comprende una serie lineal o ramificada de átomos que no es cíclico. La serie puede incluir heteroátomos tales como nitrógeno, azufre, silicio, selenio y oxígeno o puede estar compuesto exclusivamente de carbono e hidrógeno. Los radicales alifáticos pueden encontrarse "sustituidos" o "no sustituidos". Un radical alifático sustituido se define como un radical alifático que comprende por lo menos un sustituyente. Un radical alifático sustituido puede comprender tantos sustituyentes como posiciones disponibles en el radical alifático para la sustitución. Entre los sustituyentes que pueden encontrarse presentes en un radical alifático se incluyen, aunque sin limitación, átomos de halógeno tales como flúor, cloro, bromo y yodo. Entre los radicales alifáticos sustituidos se incluyen trifluorometilo, hexafluoroisopropilideno, clorometilo, difluorovinilideno, triclorometilo, bromoetilo, bromotrimetileno (por ejemplo -CH2CHBrCH2-) y similares. Por conveniencia, en la presente memoria se define la expresión "radical alifático no sustituido" para que comprenda, como parte de la "serie lineal o ramificada de átomos que no es cíclica" que comprende el radical alifático no sustituido, un amplio abanico de grupos funcionales. Entre los ejemplos de radicales alifáticos no sustituidos se incluyen alilo, carbonilo, dicianoisopropilideno (es decir CH2C (CN) 2CH2-) , metilo (es decir CH3) , metileno (es decir -CH2-) , etilo, etileno, formilo, hexilo, hexametileno, hidroximetilo (es decir -CH2OH) , mercaptometilo (es decir -CH2SH) , metiltio (es decir -SCH3) , metiltiometilo (es decir -CH2SCH3) , metoxi, metoxicarbonilo (CH3OCO) , nitrometilo (es decir -CH2NO2) , tiocarbonilo, trimetilsililo, tbutildimetilsililo, trimetoxisililpropilo, vinilo, vinilideno y similares. Se define que los radicales alifáticos comprenden por lo menos un átomo de carbono. Un radical alifático C1-C10 incluye radicales alifáticos sustituidos y radicales alifáticos no sustituidos que contienen por lo menos uno, aunque no más de 10 átomos de carbono.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "radical aromático" se refiere a una serie de átomos que presenta una valencia de por lo menos uno, que comprende por lo menos un grupo aromático. La serie de átomos que presenta una valencia de por lo menos uno que comprende por lo menos un grupo aromático puede incluir heteroátomos tales como nitrógeno, azufre, selenio, silicio y oxígeno, o puede estar compuesto exclusivamente de carbono e hidrógeno. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "radical aromático" incluye, aunque sin limitación, los radicales fenilo, piridilo, furanilo, tienilo, naftilo, fenileno y bifenilo. Tal como... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar una bis (haloftalimida) , comprendiendo dicho procedimiento:

(A) preparar una mezcla que comprende por lo menos un anhídrido haloftálico y por lo menos un solvente,

(B) añadir a la mezcla formada en la etapa (A) por lo menos una diamina fundida para formar una mezcla de reacción, estando caracterizada dicha mezcla de reacción porque presenta "una proporción molar inicial de anhídrido haloftálico a diamina", en el que dicha por lo menos una diamina fundida presenta la fórmula H2N

A1-NH2, en la que A1 es un radical aromático divalente C2-C40;

(C) calentar la mezcla de reacción formada en la etapa (B) hasta una temperatura de por lo menos 100ºC, opcionalmente en presencia de un catalizador de imidización, y eliminar por lo menos 95% del agua de imidización;

(D) analizar la mezcla de reacción formada mediante la combinación de las etapas (A) - (C) para determinar la proporción molar inicial de anhídrido haloftálico a diamina; y

(E) añadir anhídrido o diamina a la mezcla formada mediante la combinación de las etapas (A) - (C) para alcanzar

una "proporción molar corregida" de anhídrido haloftálico a diamina, encontrándose comprendida dicha proporción molar corregida en un intervalo de entre aproximadamente 2, 01 y aproximadamente 2, 3, y calentar hasta una temperatura de por lo menos 100ºC con el fin de obtener una mezcla de producto bis (haloftalimida) que se encuentra sustancialmente libre de agua.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho análisis de la mezcla de reacción formada mediante la combinación de las etapas (A) - (C) para determinar la proporción molar inicial de anhídrido haloftálico a diamina comprende determinar una concentración de anhídrido haloftálico, una concentración de producto secundario ácido haloftálico y una concentración de producto intermedio monoamina de monoftalimidia en la mezcla de reacción formada mediante la combinación de etapas (A) - (C) .

en la que X y X son, independientemente, flúor, cloro, bromo o yodo, y Q es un radical aromático divalente C2-C40; p es, independientemente en cada caso, un número entero comprendido entre 1 y 4.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el anhídrido haloftálico es anhídrido 4-cloroftálico, anhídrido 3cloroftálico, anhídrido 4-fluoroftálico, anhídrido 3-fluoroftálico o una mezcla que comprende por lo menos dos de los anteriores.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una diamina se selecciona de entre el grupo que consiste en oxidianilina y bis (4-aminofenil) sulfona.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha diamina se selecciona de entre el grupo que consiste en diaminas III y diaminas IV aromáticas:

en las que R1 y R2 son, independientemente en cada caso, un átomo de halógeno, un grupo nitro, un grupo ciano, un radical alifático C2-C20, un radical aromático C2-C40, o un radical cicloalifático C4-C20; y "n" y "m" son, independientemente, números enteros comprendidos entre 0 y 4.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada una de las etapas (A) - (C) y (E) están caracterizadas porque presentan un contenido de sólidos en porcentaje, siendo dicho contenido de sólidos en porcentaje inferior a aproximadamente 17% de sólidos.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa (C) y opcionalmente la etapa (E) comprende además destilar agua de la mezcla de reacción a través de un condensador mantenido a una temperatura superior al punto de ebullición del agua e inferior al punto de ebullición del solvente, en el que el punto de ebullición del solvente es superior al punto de ebullición del agua.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el anhídrido haloftálico comprende anhídrido 3-cloroftálico y anhídrido 4-cloroftálico.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el anhídrido haloftálico comprende: anhídrido 4-cloroftálico, el solvente comprende ortodiclorobenceno y la diamina comprende meta-fenilén-diamina y para-fenilén-diamina.