Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid)
# Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid)

Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) (BPADA) ist ein Dianhydrid, eine organische chemische Verbindung mit zwei über ein Bisphenol-A-Molekül verbrückten Phthalsäureanhydridmolekülen. BPADA ist ein wichtiges Monomer für den Hochleistungskunststoffen zugeordnete Polyetherimide und Polyimide.

Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) ist Ausgangsstoff für Bisphenol-A-tetracarbonsäure, die kürzlich unter der Bezeichnung „Lockdown“ als Inhibitor der Phosphatase PPM1F beschrieben wurde und die Metastasierung von Tumorzellen verhindern soll.

## Vorkommen und Darstellung

Im Labormaßstab lässt sich Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) aus dem Dinatriumsalz des Bisphenol A (BPA) mit einem in 4-Stellung halogensubstituierten Phthalsäureanhydrid, wie z. B. 4-Fluorphthalsäureanhydrid, erhalten.

Unter Mitwirkung des Phasentransferkatalysators Hexaethylguanidiniumchlorid entsteht BPADA in einer Williamson-Ethersynthese in 90%iger Ausbeute.

Die Synthese von 4,4′-Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) im industriellen Maßstab geht aus von N-Methylphthalimid (aus Phthalsäureanhydrid und Methylamin) und dessen anschließender Nitrierung mit Nitriersäure zum N-Methyl-4-nitrophthalimid (4-NPI) – neben geringen Mengen des 3-Isomers, die einfach abgetrennt werden können. Bei der Reaktion des 4-NPI mit dem Natriumsalz des Bisphenol A wird das Bis(phthalimid) gebildet, das zur Tetracarbonsäure hydrolysiert und dann, z. B. mit Eisessig/Acetanhydrid-Gemisch, zum Dianhydrid dehydratisiert wird.

Eine verkürzte Prozessführung überführt das Bisphenol-A-bisphthalimid in einer Imid-Anhydrid-Austauschreaktion mit wässriger Phthalsäurelösung, katalysiert durch ein tertiäres Amin, wie z. B. Dimethylbutylamin, in das Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid).

## Eigenschaften

Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) ist in reiner Form ein weißes Kristallpulver, das praktisch unlöslich in Wasser ist. Es löst sich in aprotisch dipolaren Lösungsmitteln, wie z. B. Dimethylformamid und Dimethylacetamid. In Alkalien löst es sich unter Bildung des Salzes der 4,4′-Bisphenol-A-tetracarbonsäure.

## Anwendungen

Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) wird wegen seiner difunktionellen cyclischen Carbonsäureanhydridstruktur als Härter für wärmebeständige Epoxidharze verwendet und ist ein wichtiger Molekülbaustein für Polyetherimide (PEI), z. B. bei Reaktion mit p-Phenylendiamin (PPD) und für Polyimide.

Zur Erzielung hoher Molmassen mit verbesserten Eigenschaften, wie Farbe, Transparenz, Wasseraufnahme usw. ist hochreines BPADA und exakte Stöchiometrie der Reaktanden erforderlich. Analog zur Bildung des AH-Salzes bei der Herstellung von Nylon 6.6 kann die durch Hydrolyse von BPADA erhaltene Bisphenol-A-tetracarbonsäure mit Diaminen zu einem stöchiometrischen Salz umgesetzt und dieses bei Temperaturen um 200 °C zu hochmolekularen Polyimiden umgesetzt werden.

BPADA verleiht den daraus hergestellten Polymeren vorteilhafte Eigenschaften, wie gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln (z. B. NMP, DMAC, Chloroform und THF), die den Einsatz in temperaturbeständigen Lacken, Beschichtungen und Folien ermöglichen. Geringe Wasseraufnahme, niedrige Dielektrizitätskonstante, sowie hohe Transparenz und Adhäsion auf Metalloberflächen, insbesondere im Vergleich zum Standarddianhydrid Pyromellitsäuredianhydrid (PMDA), machen BPADA für Elektronikanwendungen besonders geeignet.

Bisphenol-A-bis(phthalsäureanhydrid) und die daraus abgeleiteten Polyimide unter dem Markennamen $Ultem^{TM},$ z. B. Ultem 1000 mit dem Diamin m-Phenylendiamin oder Ultem 5000 mit p-Phenylendiamin, wurden von der General Electric Co. entwickelt und werden inzwischen von SABIC produziert und vermarktet.

Eine kürzlich erschienene Publikation berichtet über die in-vitro-Aktivität des BPADA-Hydrolyseprodukts BPADA-tetracarbonsäure (hier „Lockdown“ genannt) als Inhibitor für die in Tumorzellen häufig in großen Mengen produzierte Phosphatase PPM1F. Die durch körpereigene Esterasen vermittelte Hydrolyse der besser membrangängigen Vorstufe BPADA-tetracarbonsäure-tetraethylester (hier als $„Lockdown^{Pro}“$ bezeichnet) liefert den Wirkstoff BPADA-tetracarbonsäure, der als wirksamer PPM1F-Inhibitor die Ausbreitung von Tumorzellen blockieren soll. Weitere Untersuchungen sollten die in-vivo-Wirksamkeit solcher polyvalenter Vernetzer belegen und mögliche Therapieansätze zur Verhinderung der Metastasierung von Tumoren aufzeigen.

