DE1259886B - Verfahren zur Herstellung von Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen Hydroxylgruppen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen HydroxylgruppenInfo
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Description
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C07f
Deutsche KL: 12 ο-26/03
D41241IVb/12o
28. März 1963
1. Februar 1968
28. März 1963
1. Februar 1968
Viele Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen Hydroxylgruppen sind durch Hydrolyse der
entsprechenden Chlor- und Alkoxy-organosiliciumverbindungen nicht oder nur in sehr verunreinigtem
Zustand zugänglich, weil die bei der Hydrolyse entstehende bzw. die zur Beschleunigung der Hydrolyse
zugesetzte Säure die Kondensation von Si-gebundenen Hydroxylgruppen zu Siloxangruppen katalysiert.
Man kann zwar auch im neutralen Medium arbeiten und beispielsweise Dimethylsilandiol durch
Hydrolyse von Dimethyldiäthoxysilan mittels destilliertem Wasser herstellen. Die bekannten Verfahren
dieser Art verlaufen jedoch zu langsam, um in der Technik angewendet werden zu können.
Es wurde nun ein neues Verfahren gefunden, durch das bei technisch brauchbaren Reaktionsgeschwindigkeiten
Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen Hydroxylgruppen, und zwar auch solche, die bisher wegen ihrer hohen Neigung zur
Kondensation oder Säureempfindlichkeit der Sigebundenen organischen Reste nicht oder nur
schwer zugänglich sind, erhalten werden.
Beansprucht wird ein Verfahren zur Herstellung von Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen
Hydroxylgruppen durch Umsetzung von Organosiliciumverbindungen, die je Molekül mindestens ein
Si-gebundenes Wasserstoffatom und durchschnittlich mindestens einen Si-—C-gebundenen organischen
Rest je Si-Atom enthalten, wobei die restlichen Si-Valenzen durch andere Si-Valenzen und/oder
durch Siloxan-Sauerstoffatome abgesättigt sind, mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Hydrolyse in Gegenwart von Kupfer oder Silber oder deren Oxyden durchführt. Vorzugsweise werden
Silber, Silberoxyd und/oder Kupferoxyd verwendet.
Die Umsetzung verläuft schematisch nach der Gleichung
SiH + HOH
SiOH H- H,
Die Reaktion setzt sofort nach dem Vermischen der zu hydrolysierenden Organosiliciumverbindung
mit Wasser und Katalysator ein.
Das beanspruchte Verfahren kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Die Wahl der
Temperatur richtet sich nach der Stärke der Neigung zur Kondensation bei Reaktionsprodukten, die mit
steigender Temperatur zunimmt.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren unterhalb 150° C durchgeführt. Das Ver-Verfahren
zur Herstellung
von Organosiliciumverbindungen
mit Si-gebundenen Hydroxylgruppen
Anmelder:
Dow Corning Corporation, Midland, Mich.
(V. St. A.)
Vertreter:
L. F. Drissl, Rechtsanwalt,
8000 München 23, Clemensstr. 26
Als Erfinder benannt:
Norman E. Daughenbaugh,
Turtle Creek, Pa. (V. St. A.)
Norman E. Daughenbaugh,
Turtle Creek, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. März 1962 (183 420)
fahren wird zweckmäßig bei möglichst niedriger Temperatur durchgeführt, wenn das Gemisch der
Reaktionsteilnehmer und Katalysatoren sauer oder basisch ist.
Die Förderung der Kondensation durch mit dem Katalysator gegebenenfalls eingebrachte Säure oder
durch saure oder basische Verunreinigungen kann auch durch Anwendung einer wäßrigen Pufferlösung,
die den pH-Wert bei oder nahe 7 hält, bei der Hydrolyse vermieden werden.
Die Verwendung eines gepufferten wäßrigen Mediums ist nicht unbedingt erforderlich; sie ist lediglich
zweckmäßig, wenn vermieden werden soll, daß durch etwa vorhandene saure oder basische Stoffe
unerwünschte Nebenreaktionen auftreten.
Zweckmäßig besitzt der Katalysator einen Teilchendurchmesser von höchstens etwa 2,5 cm; besser
aber ist es, wenn er fein verteilt ist. Der Katalysator kann auf einem inerten Träger verteilt sein. Kupferoxyd
kann auch in Form eines feinen Drahtes verwendet werden. Die Menge an Katalysator ist nicht
entscheidend; zweckmäßig werden mindestens 0,01 Mol-Katalysator je Mol Si-gebundenen Wasserstoffs
verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Lösungsmittel durchgeführt werden. Vorzugsweise
werden dabei solche Lösungsmittel verwendet, die
709 747/583
sowohl die zu hydrolysierenden Organosiliciumverbindungen als auch Wasser lösen.
Geeignete Lösungsmittel sind Äther und Alkohole. Das Lösungsmittel soll frei von Hydroxylgruppen
sein, die wesentlich rascher als Wasser mit Sigebundenem Wasserstoff reagieren. Dies ist jedoch
im allgemeinen bei Alkoholen der Molekülgröße des Äthanols oder darüber schon nicht mehr der Fall.
Die erfindungsgemäß zu hydrolysierenden Organosiliciumverbindungen
können Silane, Siloxane und/ oder Silcarbane sein.
Die hydrolysierenden Silane können solche der Formeln
RSiH3 R2SiH2 R2HSiSiHR2
RH2SiSiH3 und R3SiH
baus durch Mischkondensation zweier oder mehrerer Silanole bzw. Siloxanole hergestellt werden sollen.
Die in den folgenden Beispielen verwendete Pufferlösung wurde durch Verdünnen eines Gemisches
aus 0,65 g NaH2PO4-H2O und 39,8 ml wäßriger
0,1 N-Natriumhydroxydlösung mit Wasser auf 11
hergestellt. Mit dieser Pufferlösung wurden die Reaktionsmischungen jeweils in einem pH-Bereich
von 6,8 bis 7,6 gehalten.
Beispiel 1 Zu 0,25 Mol des Silcarbans der Formel
(CH3)2
SiH
HSi
sein. Die zu hydrolysierenden Siloxane können Homo- oder Mischpolymere aus Einheiten der
Formeln
-Si-H
O R2HSiO- und RH2SiO-
gegebenenfalls neben Einheiten der Formeln
HSi(O —)3 Si — O — Si(O —)4
H
R .
RSi(O —)3 Si — O — und
R
(R3SiO)31SiOH
worin χ 2 oder 3 ist und R die angegebene Bedeutung hat, und der allgemeinen Formel
;si
HO/|
O
O
R
HO'
HO'
Ni
si;
Si(
/R
/R
worin R die angegebene Bedeutung hat und Y = R oder eine OH-Gruppe ist, in mehr oder weniger
reiner Form zugänglich geworden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte eignen sich als wasserabweisendmachende Mittel und als
Ausgangsprodukte für die Herstellung von Organopolysiloxanen. Sie sind besonders dann geeignet,
wenn Organopolysiloxanmoleküle bestimmten Aufgelöst in 350 ml Dioxan, wurden 2,5 Mol Wasser
und 0,5 Mol Kupferoxyd gegeben. Das Gemisch wurde 2 Tage bei Raumtemperatur stehengelassen
und dann in 2,21 Wasser filtriert. Dabei fiel das Diol
der Formel
HOSi
SiOH
in Form von Kristallen vom Fp. 139°C aus; Ausbeute: 85% der Theorie.
30
R3SiO-
sowie Silcarban-Einheiten mit oder ohne Si-gebundenem
Wasserstoff sein. (In den genannten Formeln bedeutet R jeweils einen einwertigen organischen,
SiC-gebundenen Rest.)
Die erfindungsgemäf hergestellten Hydrolysate können gegebenenfalls vom Katalysator abgetrennt
werden.
Durch Hydrolyse der entsprechenden Siloxane mit Si-gebundenem Wasserstoff nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren sind z. B. erstmalig Siloxanole der allgemeinen Formel
Zu 0,05 Mol p-Bis-(dimethylhydrogensilyl)-benzol, gelöst in 70 ml Dioxan, wurden 0,538 Mol Wasser
und 0,034 Mol Silberoxyd gegeben. Das Gemisch wurde 2 Stunden bei 250C stehengelassen und dann
in 250 ml Wasser filtriert; dabei fiel wieder das Diol der Formel
40
45 in Form von Kristallen aus; Ausbeute: 57,5% der Theorie.
Zu 0,05 Mol p-Bis-(dimethylhydrogensilyl)-benzol, gelöst in 35,5 g tert-Butanol, wurden 0,013 Mol
Silberpulver und 1 Mol Wasser in Form der Pufferlösung gegeben. Das Gemisch wurde 22 Stunden
bei 25 0C stehengelassen und dann in 225 ml Wasser filtriert. Dabei wurde das Diol der Formel
55
6o in wäßriger Lösung erhalten; Ausbeute: 80,5% der
Theorie.
Zu 0,05 Mol Diphenylsilan, gelöst in 109 g Dioxan, wurden 1 Mol Wasser und 0,-1 Mol Kupferoxyd
gegeben. Das Gemisch wurde 19 Stunden bei 23 bis 30° C stehengelassen und dann in 650 ml Wasser
filtriert. Dabei fiel Diphenylsilandiol in Form einer kristallinen Masse aus; Schmelzpunkt: 173 bis
1760C; Ausbeute: 68,5% der Theorie.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen Hydroxylgruppen
durch Umsetzung von Organosiliciumverbindungen, die je Molekül mindestens ein Di-gebundenes Wasserstoffatom und durchschnittlich
mindestens einen Si — C-gebundenen organischen Rest je Si-Atom enthalten, wobei
die restlichen Si-Valenzen durch andere Si-Valenzen und/oder durch Siloxan-Sauerstoffatome
abgesättigt sind, mit Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrolyse
in Gegenwart von Kupfer oder Silber oder deren Oxyden durchfuhrt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrolyse in einer
Pufferlösung durchführt.
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