DE4041651A1 - Verfahren zur herstellung von n,n-bistrimethylsilylharnstoff - Google Patents
Verfahren zur herstellung von n,n-bistrimethylsilylharnstoffInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff durch Reaktion von Harnstoff
mit Hexamethyldisilazan in Gegenwart von sauren Katalysatoren.
N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff wird u. a. als Augangssubstanz
in der Polymerchemie und zur Herstellung von Penicillin
verwendet.
Hinlänglich bekannt ist die Herstellung von
N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff durch Umsetzung von Harnstoff
mit Hexamethyldisilazan (Ztg. anorg. allg. Chem., 321 (1963),
208-216). Dabei werden bei Einsatz reinster Ausgangsstoffe
Rohausbeuten von 98% erhalten, wobei dieses Ergebnis nur mit
scharf vorgetrocknetem, feingemahlenem Harnstoff und absolutem
Hexamethyldisilazan erreichbar war. Mit Ausgangsstoffen
technischer Reinheit wurden schlechtere Ergebnisse erhalten.
Je nach Qualität des verwendeten Harnstoffes sowie
Hexamethyldisilazans wurden Anspringzeiten für die Reaktion
von 8 bis 26 Stunden und Reaktionszeiten zwischen 11 und 36 Stunden
beobachtet. Solche langen Reaktionszeiten sind für
eine technische Ausführung des Verfahrens ungeeignet. Deshalb
wurden Wege für eine Optimierung dieser Reaktion gesucht.
In DE 25 53 932 wird das bekannte Verfahren in Gegenwart
saurer Katalysatoren sowie bei erhöhter Temperatur
durchgeführt. Dabei wird ein rasches und regelmäßiges
Ablaufen der Reaktion, selbst bei Ausgangsprodukten
technischer Reinheit erreicht. Es sind Ausbeuten von 96 bis
100 Gew.-% erzielbar. Nachteilig ist, daß die Durchführung
des Verfahrens unter Ausschluß von Feuchtigkeit erfolgen
muß, die Reaktionszeiten nach Anspringen der Reaktion
betragen 4 bis 8 Stunden.
Der Einsatz von Ausgangsstoffen technischer Qualität wird
ebenfalls in DE 25 07 882 beschrieben. Als Katalysatoren
werden spezielle Salze des Ammoniaks und basische
Ammoniumverbindungen verwendet. Die erreichten Ausbeuten
betragen mindestens 98 Gew.-%, die Reaktionsdauer 50 bis 150
Minuten. Auch dieses Verfahren wird unter Ausschluß von
Wasser durchgeführt.
Der Einfluß von Feuchtigkeit auf die Silylierungsreaktion
wird allgemein in der Literatur als unerwünschte Zersetzung
von Silylierungsreagenz bzw. gebildetem Produkt beschrieben,
wobei Hexamethyldisiloxan entsteht (s. auch P. Kochs, Chemiker
Ztg. 113 (1989), 225-238). Deshalb werden die eingesetzten
Reagenzien, Lösungsmittel und Inertgase zweckmäßigerweise
getrocknet (G. Klebe u. a., Chem. Ber. 117 (1984), 797-808,
J. Hils u. a., Chem. Ber. 99 (1966), 776-779, K. Suzuki u. a.,
Makromol. Chem. 190 (1989), 2893-2901. Auf einen Ausschluß
von Feuchtigkeit wird auch von B. Wrackmeyer u. a. in
J. Organomet. Chem. 375 (1989), 1-10 hingewiesen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für
N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff aufzufinden, das bei hohen
Ausbeuten und kurzen Reaktionszeiten ohne Ausschluß von
Feuchtigkeit durchführbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Reaktion von Harnstoff mit
Hexamethyldisilazan in Gegenwart saurer Katalysatoren, wie
z. B. eines Kationenaustauschers, unter Zusatz von Feuchtigkeit
durchgeführt, wobei der Wassergehalt über die gesamte
Reaktion im Reaktionsgemisch 0,001 bis 2,0, vorzugsweise
0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.
Das Wasser kann dabei durch die Reaktionspartner, den
Katalysator und/oder ein Trägergas in das Reaktionsgemisch
eingetragen werden, wobei mit dem Trägergas gleichzeitig
gebildeter Ammoniak entfernt wird.
Das Verfahren wird vorteilhafterweise bei erhöhter
Temperatur, in der Regel bei Siedetemperatur des
Reaktionsgemisches, durchgeführt. Die Reaktionszeit beträgt
im Durchschnitt nicht mehr als eine Stunde. Der Umsatz der
Reaktionspartner ist stöchiometrisch.
Vorteile des Verfahrens bestehen im Erreichen hoher Ausbeuten
bei kurzen Reaktionszeiten, im Einsatz von Ausgangsstoffen
technischer Qualität sowie, bei Verwendung eines
Kationenaustauschers, im unkomplizierten Abtrennen des
Katalysators nach Reaktionsende.
Es wurden 10 g Harnstoff mit einem Wassergehalt von 0,3 Gew.-%,
30 g Hexamethyldisilazan, 150 ml Toluen, 1 g
Kationenaustauscher und 0,1 g Wasser zum Sieden erhitzt. Dabei
trat eine vollständige Auflösung des Harnstoffes ein und
nach 40 Minuten war die Ammoniakentwicklung beendet. Nach
Abkühlung schieden sich 29 g N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff
ab, das entspricht einer Ausbeute von 85%. Der Fließpunkt
des Produktes betrug 231-232°C. Durch Einengen der
Mutterlauge wurden weitere 4,7 g Produkt erhalten, das
entspricht 14% Ausbeute, so daß die Gesamtausbeute 99%
betrug. Mutterlauge und Katalysator können für weitere
Silylierungsansätze wiederverwendet werden.
Es wurden 10 g Harnstoff mit einem Wassergehalt von 0,3 Gew.-%,
180 ml Hexamethyldisilazan, 1 g Kationenaustauscher und 0,1 g
Wasser zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen schieden sich
30 g N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff ab, das entspricht einer
Ausbeute von 86%. Nach Aufarbeitung der Mutterlauge wurden
weitere 4,5 g Produkt erhalten (13% Ausbeute), so daß die
Gesamtausbeute 99% betrug. Mutterlauge und Katalysator sind
für weitere Silylierungen einsetzbar. Im Überschuß
eingesetztes Hexamethyldisilazan, welches während der
Reaktion als Lösungsmittel fungiert, kann abgetrennt und
wieder verwendet werden.
Durchführung analog Beispiel 2. Zur Beschleunigung der
Reaktion und der Entfernung des sich bildenden Ammoniaks wurde
ungetrockneter Stickstoff durch das Reaktionsgemisch geleitet.
Auch hierbei wurde eine Gesamtausbeute von 99% erhalten. Die
Reaktionszeit betrug 30 Minuten.
Claims (3)
1. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
N,N′-Bistrimethylsilylharnstoff durch Reaktion von Harnstoff
mit Hexamethyldisilazan in Gegenwart saurer Katalysatoren, wie
z. B. eines Kationenaustauschers, gegebenenfalls unter
Durchleiten eines Trägergases sowie unter Zusatz von
Feuchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt
über die gesamte Reaktion im Reaktionsgemisch 0,001 bis 2,0 Gew.-%
beträgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wassergehalt 0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser durch die Reaktionspartner, den Katalysator
und/oder das Trägergas in das Reaktionsgemisch eingetragen
wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904041651 DE4041651A1 (de) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | Verfahren zur herstellung von n,n-bistrimethylsilylharnstoff |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19904041651 DE4041651A1 (de) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | Verfahren zur herstellung von n,n-bistrimethylsilylharnstoff |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE4041651A1 true DE4041651A1 (de) | 1992-06-25 |
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ID=6421347
Family Applications (1)
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| DE19904041651 Withdrawn DE4041651A1 (de) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | Verfahren zur herstellung von n,n-bistrimethylsilylharnstoff |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4041651A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101665507B (zh) * | 2009-09-08 | 2012-03-21 | 吉林新亚强生物化工有限公司 | 六甲基二硅脲的制备工艺 |
-
1990
- 1990-12-22 DE DE19904041651 patent/DE4041651A1/de not_active Withdrawn
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