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Abstract

During the course of study on the synthesis of polyanhydrides from aromatic and aliphatic dibasic acids, various types of five-membered heterocyclic polyanhydrides was investigated. As starting materials the five-membered heterocyclic dibasic acids, furan-2,5-di-β-propionic acid, tetrahydrofuran-2,5-di-β-propionic acid, thiophene-2,5-di-β-propionic acid, N-methyl-pyrrole-2,5-di-β-propionic acid and N-methyl-pyrrolidine-2,5-di-β-propionic acid have been prepared in high yields from readily available furfural and levulinic acid.

Polycondensation reactions of various five-membered heterocyclic dibasic acids were carried out with acetic anhydride at 200–300°C. under vacuum and nitrogen atmosphere. The linear heterocyclic polyanhydrides thus obtained have fiber- and film-forming properties and melting points in the range of 70–190°C. It was confirmed from the experimental evidence that introduction of heterocyclic rings in the main chain of polyanhydrides decreases melting temperatures of crystallites and, hence, enhances molecular mobility, when compared with aromatic polyanhydrides previously reported3.

The influence of the molecular structure on the physical properties of heterocyclic polyanhydrides is discussed and compared with various aromatic and aliphatic polyanhydrides. Furthermore, the polymer structure was presumed on the basis of infrared spectra and X-ray diagrams of these polymers.

Bei der Untersuchung der Polyanhydridsynthese aus aromatischen und aliphatischen zweibasischen Säuren wurden verschiedene Arten von Polyanhydriden aus fünfgliedrigheterocyclischen, zweibasischen Säuren erhalten. Als Ausgangsstoffe wurden Furan-2,5-di-β-propionsäure, Tetrahydrofuran-2,5-di-β-propionsäure, Thiophen-2,5-di-β-propionsäure und N-methylpyrrolidin-2,5-di-β-propionsäure aus leicht zugänglichem Furfurol und Lävulinsäure mit hoher Ausbeute hergestellt.

Die Polykondensationsreaktion von verschiedenen fünfgliedrigheterocyclischen zweibasischen Säuren wurde mit Essigsäureanhydrid bei 200–300°C im Vakuum und in Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Die so gewonnenen linearen, heterocyclischen Polyanhydride haben Faser- und Filmbildungsvermögen und Schmelzpunkte im Bereich von 70 bis 190°C. Es wurde experimentell gezeigt, daß die Einführung von heterocyclischen Ringen in der Hauptkette der Polyanhydride die Schmelztemperatur der Kristallite erniedrigt, also die molekulare Mobilität im Vergleich mit den in der vorigen Mitteilung beschriebenen ardmatischen Polyanhydridens3 vermehrt.

Der Einfluß der molekularen Struktur auf die physikalischen Eigenschaften der heterocyclischen Polyanhydride wird diskutiert und mit verschiedenen aromatischen und aliphatischen Polyanhydriden verglichen. Weiter wurde auf die Struktur der Polymeren aus Infrarotspektren und Rontgendiagrammen geschlossen.