„Dimethylaminoethylacrylat“ – Versionsunterschied
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Version vom 9. Januar 2013, 22:10 Uhr
| Strukturformel | ||||||||||
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| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Dimethylaminoethylacrylat | |||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C7H13NO2 | |||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose Flüssigkeit mit stechendem, aminartigem Geruch [2] | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 143,19 g•mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig | |||||||||
| Dichte | ||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||
| Siedepunkt |
172,8 °C[2] | |||||||||
| Dampfdruck | ||||||||||
| Löslichkeit |
löslich in Wasser (240g/l[2]) unter Hydrolyse, mischbar mit organischen Lösemitteln[4] | |||||||||
| Brechungsindex |
1,4368 bei 20°C[5] | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| MAK |
20 mg•m−3[2] | |||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | ||||||||||
Dimethylaminoethylacrylat ("-Dimethylaminoethylacrylat) oder DMAEA ist ein funktioneller ungesättigter Carbonsäureester mit einer tertiären Amingruppe. Er ist eine farblose bis gelbliche , mit Wasser unter Hydrolyse mischbare, bei Raumtemperatur flüssige chemische Verbindung mit stechendem, aminartigem Geruch. DMAEA ist ein wichtiges Acrylmonomer, das Copolymeren basische Eigenschaften verleiht.
Darstellung
Die Herstellung von 2-Dimethylaminoethylacrylat erfolgt durch Umesterung von Acrylsäureestern wie Acrylsäuremethylester[6] oder Acrylsäureethylester[7] mit 2-Dimethylaminoethanol unter basischer Katalyse mit Zinn- (z.B. Stannoxanen[8] oder Titanverbindungen (z.B. Titanalkoholaten[9]) wobei Produktausbeute über 95% d.Th. erzielt werden.[10]
Zum Reaktionsansatz müssen wegen der hohen Polymerisationsneigung von Edukt und Produkt Inhibitoren, wie z.B. Phenothiazin, zugegeben werden. Der im Falle der Verwendung von Acrylsäureethylester entstehende Ethanol bildet mit dem Ethylacrylat ein Azeotrop der Zusammensetzung Ethanol/Ethylacrylat 72,7%:26,3%, das bei 77,5°C unter Normaldruck siedet[11] und zur Erzielung einer hohen Reaktionsausbeute aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert wird. Das Produkt wird durch Vakuumdestillation gereinigt und mit ca. 1,000ppm 4-Methoxyphenol (MEHQ) stabilisiert.
Eigenschaften
Dimethylaminoethylacrylat ist eine klare farblose bis leicht gelbliche Flüssigkeit mit stechendem aminartigen Geruch. Es ist mit Wasser mischbar, reagiert darin basisch und hydrolysiert schnell zu Acrylsäure und Dimethylaminoethanol (DMAE). An Luft bildet es zündfähige Gemische. DMAEA neigt bei erhöhten Temperaturen, bei Bestrahlung und in Gegenwart von Radikalinitiatoren zu spontanen Polymerisation. Es muss daher ausreichend stabilisiert, trocken und unter Lichtausschluss in dicht verschlossenen Gebinden kühl (<25°C) gelagert werden. DMAEA ist wegen seiner hohen Giftigkeit beim Einatmen ein T+-Stoff.[2]
Verwendung
Dimethylaminoethylacrylat ist ein funktioneller Acrylsäureester mit basischen Eigenschaften und addiert als α,β-ungesättigte Carbonylverbindung daher Nucleophile in einer Michael-Addition.
Als reaktionsfähiges Monomer bildet DMAEA Homopolymere und Copolymere mit Acrylsäure und Acrylsäuresalzen, -amiden und –estern, sowie mit Methacrylaten, Acrylnitril, Maleinsäureestern, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol, Butadien, ungesättigten Polyestern und trocknenden Ölen. In Copolymeren verbessert DMAEA deren Nucleophilie, Basizität, Wasserlöslichkeit und Adhäsion an polare negativ geladene Substrate, sowie Anfärbbarkeit von Acrylfasern mit anionischen Farbstoffen. Solche Copolymere finden Anwendung als Harze und Lacke, Beschichtungen und Kleber, sowie als Haarfestiger.
Der bedeutendste Einsatz für DMAEA ist die Quaternisierung mit Alkylierungsmitteln, z.B. Methylchlorid, Dimethylsulfat, Benzylchlorid, zum quartären Ammoniumsalz.[12]
Wichtigster Vertreter ist das Umsetzungsprodukt mit Methylchlorid, Trimethylammoniumethylacrylatchlorid (auch Acryloxyethyltrimethylammoniumchlorid oder ADQUAT bzw. MADAME[1] genannt), das die ausgeprägtesten kationischen Eigenschaften aller Acrylate besitzt und als 80%ige wässrige Lösung gehandelt wird. Copolymerisation von ADQUAT mit Acrylamid führt zu hochmolekularen kationischen Polyacrylamiden, wie weite Verbreitung als Koagulantien und Flockungsmitteln[13] in der (Ab)Wasserreinigung und als Retentions- und Entwässerungsmittel in der Papierherstellung finden.
Einzelnachweise
- ↑ a b Arkema S.A., http://www.arkema.com/sites/group/en/products/detailed_sheets/acrylics/norsocryl/our_products/speciality_monomers/amino_monomers/adame_madame.page
- ↑ a b c d e f g h Eintrag zu CAS-Nr. 2439-35-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ 2-DIMETHYLAMINOETHYL ACRYLATE, SIDS Initial Assessment Report For SIAM 16, May 27-30, 2003, Paris, France, [1]
- ↑ a b c Sicherheitsdatenblatt DIMETHYLAMINOETHYLACRYLAT, BASF AG, überarb. am 13.12.2010
- ↑ Technical Information, Dimethylaminoethylacrylate, BASF AG
- ↑ P. Jiang et al., A new catalytic transesterification for the synthesis of N,N-dimethylaminoethyl acrylate with organotin catalyst, Catalysis Letters, vol. 110, 101, August 2006, doi:10.1007/s10562-006-0091-1
- ↑ US-Patent US 6,437,173 B1 [2] Process for the continuous manufacturing of dialkylaminoalkyl (meth)acrylates having a critical order of steps, Erfinder: P. Hurtel et al., Anmelder: Elf Atochem S.A., erteilt am 20. August 2002
- ↑ Europäische Patentschrift EP-1 299 345 B1, [3], Verfahren zur Herstellung von Aminoalkyl(meth)acrylaten, Erfinder: J. Houben et al., Anmelder: Stockhausen GmbH, veröffentlicht am 9. April 2003)
- ↑ Deutsche Offenlegungsschrift DE 10127939 A1, Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäureestern, Erfinder: M. Geissendörfer et al., Anmelder: BASF AG, offengelegt am 29. Mai 2002)
- ↑ US-Patent US 4,851,568 [4], Process for the manufacture of dialkylaminoalkyl (meth)acrylates, Erfinder: P. Hurtel et al., Anmelder: Elf Atochem S.A., erteilt am 25. Juli 1985
- ↑ Technical Data Sheet, Ethyl Acrylate, BASF AG, June 2002
- ↑ Europäische Patentanmeldung EP-A 0 604 844 A1 [5], Verfahren zur Herstellung von Trialkylammoniumalkyl(meth)acryl-Verbindungen, Erfinder: I. Bartholomae et al., Anmelder: Röhm GmbH, veröffentlicht am 6. Juli 1994
- ↑ SNF Floerger, Preparation of organic polymers, [6]