NL8003152A - Werkwijze ter bereiding van trialkoxysilanolen. - Google Patents

Werkwijze ter bereiding van trialkoxysilanolen. Download PDF

Info

Publication number
NL8003152A
NL8003152A NL8003152A NL8003152A NL8003152A NL 8003152 A NL8003152 A NL 8003152A NL 8003152 A NL8003152 A NL 8003152A NL 8003152 A NL8003152 A NL 8003152A NL 8003152 A NL8003152 A NL 8003152A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
phase
process according
toluene
pyridine
organic
Prior art date
Application number
NL8003152A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Olin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olin Corp filed Critical Olin Corp
Publication of NL8003152A publication Critical patent/NL8003152A/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/04Esters of silicic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

4 • Jé, * ·$.
/
Werkwijze ter bereiding van trialkoxysilanolen.
Silicaatesters, die reeds lang bekend zijn als een groep van verbindingen, zijn pas onlangs uitvoerig onderzocht, waarbij bleek dat zij fysische eigenschappen bezitten, die wijzen op een superieure potentiële bruikbaarheid daarvan 5 als synthetische smeermiddelen en functionele vloeistoffen. Een ^ belangrijke belemmering voor een dergelijke toepassing was echter de hydrolytische onbestendigheid daarvan.
Er zijn nu nieuwe silicaatesterverbindingen ontwikkeld, die het nadeel van de hydrolytische onbestendigheid niet 10 vertonen en die toch zeer gunstige fysische eigenschappen bezit ten. Dergelijke nieuwe verbindingen, gekarakteriseerd als al-koxysilan-trosverbindingen, en de bereiding daarvan zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.965.136, 3.992.429 en 4.058.546.
15 De synthese van elk van de respectievelijke alkoxy- silan-trosverbindingen omvat de toepassing van steriseh gehinderde trialkoxysilanolen als uitgangsmaterialen. Deze trialkoxysilanolen bezitten de algemene formule OR' 20 R’O-Si-OH (1) OR’ waarin R' onafhankelijk wordt gekozen uit waterstof, alkyl, alkenyl, aryl of aralkyl, waarbij tenminste een meerderheid van de R'-groepen, vastgehecht aan het centrale Si atoom, steriseh 25 gehinderde alkylgroepen met tenminste 3 koolstofatomen zijn. Het is wenselijk dat R' wordt gekozen uit waterstof, alkyl of alkenyl met ongeveer 1 tot ongeveer 18 koolstofatomen of aryl of aralkyl met ongeveer 6 tot ongeveer 24 koolstofatomen; bij voorkeur wordt 800 3 1 52 2 R' gekozen uit waterstof, alkyl of alkenyl met ongeveer 1 tot ongeveer 8 koolstofatomen of aryl of aralkyl met ongeveer 6 tot ongeveer 14 koolstofatomen, waarbij eveneens de bovengenoemde voorwaarde geldt. De meerderheid van de R* groepen zijn sterisch ge-5 hinderde alkylgroepen met ongeveer 3 tot ongeveer 24 koolstof-atomen; bij voorkeur bestaat de meerderheid van de R' groepen uit sterisch gehinderde alkylgroepen met ongeveer 4 tot ongeveer 12 koolstofatomen. Bij de uitvoeringsvorm, die in het bijzonder de voorkeur geniet, zijn alle R’ groepen sterisch gehinderde 10 alkylgroepen. Onder de uitdrukking "sterisch gehinderde alkyl-groepen" worden hier verstaan alkylresten, die een bijdrage leveren aan de hydrolytische bestendigheid van het molecuul, dat wil zeggen die de reactie van water met de silicium-zuurstof- of de koolstof-zuurstof-bindingen in het molecuul remmen. Voorbeel-15 den van sterisch gehinderde alkylresten zijn niet-lineaire pri maire alkylresten met een zijketen in de /-positie van tenminste 2 koolstofatomen, secundaire alkylresten en tertiaire alkylresten. Sterisch gehinderde alkylgroepen, die in het bijzonder de voorkeur genieten, omvatten sec.butyl, isobutyl, 2-ethylbutyl, 20 2-ethylpentyl, 3-ethylpentyl, 2-ethylhexyl, 3-ethylhexyl, 2.4-dimethyl-3-pentyl, etc. Sec.butylgroepen genieten in het bijzonder de voorkeur.
Silanolen worden in het algemeen bereid door een hydrolyse-reactie van hun overeenkomstige chloorsilanen in 25 tegenwoordigheid van een basische verbinding. De base kan een willekeurige verbinding zijn, die halogeenwaterstof zal binden en daardoor de vorming zal bevorderen van de silanol-verbindingen volgens de onderstaande vergelijking (A) (A) R3Si-Cl + H20 + B —+ R3Si-0H + B.HC1 30 waarin bijvoorbeeld R een alkylgroep en B de basische verbinding is.
Als gevolg van hun onbestendigheid zijn echter silanolen, waaronder trialkoxysilanolen, in het algemeen moeilijk te bereiden en te isoleren en worden dikwijls speciaal aangepaste 35 technieken voor elk type silanol-produkt vereist. Zo vertonen bij voorbeeld trialkoxysilanolen met primaire lagere alkylgroepen de 8003152 3 neiging condensatieprodukten te vormen. Het silanol vertoont een zelf-condensatie onder vorming van een disiloxan onder verwijdering van water (B) 2(R,0>3Si-0H-> (RT0)3Si-0-Si(0R’)3 + H20, 5 en condenseert eveneens met niet-gereageerd halogeensilan-uit- gangsmateriaal (C) (RrO)3Si-OH + Cl-Si(OR,)3 + B —> B.HC1 + (R'O^Si-O-SKOR'^. Door dergelijke zijreacties worden de opbrengsten verminderd en kan zelfs het onafhankelijke bestaan van het silanol nagenoeg onmo-10 gelijk worden gemaakt.
De trialkoxysilanolen, die bereid worden volgens de werkwijze van de uitvinding, bevatten sterisch gehinderde alkyl-groepen, zoals hierboven gedefinieerd, die de silanol-bestendig-heid in aanzienlijke mate vergroten. Volgens het Amerikaanse 15 octrooischrift 2.727.054 kunnen deze silanolen, vertegenwoordigd door tri-see.-butoxysilanol, worden bereid door eerst een tri-alkoxyhalogeensilan om te zetten in een amide door reactie met ammonia en vervolgens het amide te hydrolyseren tot het overeenkomstige silanol. Deze reacties kunnen worden voorgesteld 20 door de volgende vergelijkingen: (D) (R'O^Si-Cl + 2NH3 ^βρ—'an-> M4C1 + (RO)3Si-NH2 (E) (Rr0)3Si-NH2 + H20 -^ept-^an> NHg + (R'0)3Si-0H.
25 Hoewel dit reactiesehema een redelijke produktie geeft gaat het mank aan de nadelen dat condensatieprodukten, zoals disiloxanen, de opbrengsten verminderen en een kleine hoeveelheid amide de hydrolyse overleeft en het silanol-produkt verontreinigt.
Een gunstige synthese-procedure ter bereiding van 30 sterisch gehinderde trialkoxysilanol-verbindingen is gevonden, die omvat de reactie van een trialkoxyhalogeensilan met vast hydrogeencarbonaat, bij voorkeur NaïïC03, in tegenwoordigheid van een kritische katalytische hoeveelheid water, zoals voorgesteld door de vergelijking
35 (F) (R’O)-Si-X + NaHCO- —> NaCl + C0o t + (R‘0),Si-0H
o J water L J
waarin X een halogeenatoom, bij voorkeur chloor, voorstelt en Rf 800 3 1 52 4 de boven aangegeven betekenissen bezit. Een dergelijke reactie is gebleken uitstekende opbrengsten te verschaffen, terwijl verder de zuiverheid van de als produkt verkregen silanol-verbinding de opslagbestendigheid vergroot. Zoals uit vergelijking (F) blijkt 5 wordt de reactie bij voorkeur uitgevoerd in een oplosmiddel. Hoewel het oplosmiddel niet strikt noodzakelijk is dient dit voor het matigen van de reactiesnelheid en daardoor het verbeteren van de scheiding van het niet-gereageerde NaHCO^ en NaCl-bijprodukt van het trialkoxysilanolverbinding-produkt. Deze werkwijze vormt 10 het onderwerp van de Nederlandse octrooiaanvrage
Gevonden werd nu verder volgens de uitvinding dat de hydrolyse van trialkoxyhalogeensilanen tot sterisch gehinderde trialkoxysilanolen als hierboven gedefinieerd kan worden bewerkstelligd onder toepassing van een nieuw tweefasensysteem. Dit 15 systeem gebruikt een niet-protonisch oplosmiddel als organische fase en een waterige suspensie of oplossing van een anorganische base als waterige fase. Teneinde de hydrolyse-reactie te initiëren en eventuele zijreacties zo klein mogelijk te houden is het eveneens van kritisch belang katalytische hoeveelheden van bepaalde 20 fasetransportmiddelen aan het reactiemengsel toe te voegen. Het mechanisme van de gelijktijdige tweefase-reacties kan worden geïllustreerd door het op het formuleblad aangegeven reactieschema, waarin X en R' de boven aangegeven betekenissen bezitten. Het fasetransportmiddel (bijvoorbeeld pyridine), dat preferentieel 25 oplosbaar is in de organische fase, reageert met het halogeen- silan onder vorming van het silanol zowel als het hydrohalogeni-de-zout, dat preferentieel oplosbaar is in de waterige fase, In de waterige fase reageert het hydrohalogenide-zout met de anorganische base, waarbij het pyridine wordt vrijgemaakt voor de 30 terugleiding naar en de reactie in de organische fase.
De organische fase van het systeem bestaat uit een niet-protonisch oplosmiddel. Als bruikbare oplosmiddelen kunnen bijvoorbeeld worden genoemd benzeen, tolueen, xyleen, hexaan, hep-taan, hoogkokende petroleumether, andere in water onoplosbare 35 ethers en dergelijke. Tolueen geniet in het bijzonder de voorkeur.
Het volume van het oplosmiddel varieert in het algemeen van onge- 8003152 r· · 5 veer 300 ml tot ongeveer 1500 ml per mol trialkoxyhalogeensilan-uitgangsmateriaal. Bij voorkeur varieert het volume van het oplosmiddel van ongeveer 600 tot ongeveer 800 ml per mol tri-alkoxyhalogeensilan.
5 De waterige fase is een waterige suspensie of oplossing van een anorganische base. Bruikbare anorganische basen omvatten bijvoorbeeld NaOH, NaHCO^, ^£003 en dergelijke. Natriumhydrogeencarbonaat, NaHCO^, en mengsels daarvan met na-triumhydroxyde, NaOH, genieten de voorkeur. In het algemeen be-10 draagt de gebruikte minimale hoeveelheid base ongeveer 1 mol per mol trialkoxyhalogeensilan; bij voorkeur wordt een kleine overmaat gebruikt, ongeveer 1,1 tot ongeveer I,3 molen base per mol trialkoxyhalogeensilan. Het volume van de waterige fase gedurende de reactie varieert in het algemeen van ongeveer 200 tot 1.5 ongeveer 400 ml water per mol trialkoxyhalogeensilan.
De katalytische transportmiddelen worden gekozen uit zwakke tertiaire organische basen, die zowel in de waterige fase als de organische fase oplosbaar zijn. Dergelijke transportmiddelen omvatten stikstofhoudende tertiaire organische basen, 20 zoals pyridine en triethylamine, zowel als kwatemaire ammonium- zouten met de formule R^N+X , waarin R een koolwaterstofrest met 4-12 koolstofatomen en X een halogeenatoom, bij voorkeur chloor, voorstellen. Pyridine is het voorkeurstransportmiddel omdat het eveneens wordt gebruikt bij de beoogde latere toepassing van de 25 trialkoxysilanolen bij de synthese van alkoxysilan-trosverbin- dingen. Het fase-transportmiddel wordt in het algemeen gebruikt in een hoeveelheid, die varieert van ongeveer 0,01 tot ongeveer 0,1 mol per mol trialkoxyhalogeensilan. Het voorkeurstraject bedraagt ongeveer 0,04 tot ongeveer 0,06 mol transportmiddel.
30 De reactietemperaturen kunnen variëren van slechts ongeveer 0°C tot ongeveer 110°C. Het is in het algemeen van voorkeur te werken in een traject van ongeveer 20°C tot ongeveer 30°C. Bij voorkeur wordt de trialkoxyhalogeensilan-reactie-component geleidelijk toegevoegd over een periode, die varieert 35 van ongeveer 0,5 tot ongeveer 16 uren. Een toevoegingsduur van ongeveer 4 tot ongeveer 6 uren is in het bijzonder van voorkeur 8003152 \ 6 gebleken.
Nadat de reactie van het trialkoxyhalogeensilan met de waterige organische base volledig is verlopen wordt het waterige NaCl en de kleine overmaat NaHCO^ en/of NaOH base door 5 fasenscheiding uit de reactor verwijderd. De organische silanol-oplossing kan vervolgens worden gedroogd door azeotropische destillatie van het organische oplosmiddel tolueen ende waterige residuen. De destillatie kan onder atmosferische drukken of onder verminderde druk worden uitgevoerd.
10 De trialkoxysilanolen kunnen in het bijzonder wor den toegepast als reactiecomponenten bij de bereiding van alkoxy-silan-trosverbindingen. Een praktisch voordeel, dat verschaft wordt door het tweefasensysteem volgens de uitvinding, is de gemakkelijke aanpasbaarheid van dit systeem aan de bereiding in 15 situ van alkoxysilan-trosverbindingen. Meer in het bijzonder is het, in plaats van het zuivere silanol te isoleren, van voorkeur het residuale water en het oplosmiddel slechts in een beperkte hoeveelheid af te strippen, zodat het silanolprodukt wordt gewonnen als een oplossing in oplosmiddel bij een concentratie, 20 die het best geschikt is voor de daarna volgende toepassing bij de synthese van alkoxysilan-trosverbindingen. De optimale oplosmid-del-concentraties voor de bereiding van alkoxysilan-trosverbindingen zijn meer uitvoerig beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 4.077.993.
25 Bij toepassing van dit voorkeursreactieschema ter bereiding van dergelijke trosverbindingen behoeft men slechts een acceptor-base, zoals pyridine, en een trihalogeensilan toe te voegen aan de bereide trialkoxysilanol/tolueen-oplossing. De gehele bewerking, omvattende zowel de silanol-synthese als de syn-30 these van de trosverbindingen, kan geschikt worden uitgevoerd in één enkel reactorvat. Een typische synthese van alkoxysilan-trosverbindingen kan worden voorgesteld door de volgende vergelijking R-SiX3 + 3H0Si(0R')3 + 3Z 35 £ tolueen
R-Si/ÖSi(Or')3_7 + 3Z.HX
8003152 ..7--.
waarin de groepen X halogeengroepen voorstellen, R voorstelt waterstof, alkyl, alkenyl, aryl of aralkyl, elke R' onafhankelijk wordt gekozen uit dezelfde groep als aangegeven voor R, waarbij echter tenminste een meerderheid van de R’ resten sterisch ge-5 hinderde alkylgroepen met tenminste 3 koolstofatomen zijn, en Z voorstelt een waterstofhalogenide-acceptorbase.
De uitvinding wordt verder toegelicht maar niet beperkt door de volgende voorbeelden, waarin, tenzij anders is aangegeven de défen en percentages gewichtsdelen en gewichtspercentages 10 zijn.
Bereiding van tri-sec.-butoxysilanol.
Voorbeeld I
Een driehalskolf van 1 liter werd voorzien van een 15 roerder, terugvloeikoeler en een geëquilibreerde druppeltrechter.
De uitlaat van de terugvloeikoeler werd verbonden met een stroommeter teneinde de gasontwikkeling te controleren. De kolf werd geladen met 250 ml tolueen, 42 g NaHCO^ (0,5 mol) en 200 ml water. Aan deze suspensie werden bij kamertemperatuur druppels-20 gewijze toegevoegd 95,1 g (sec. C^HgO^SiCl, zuiverheid 99,2 % (belangrijkste verontreiniging (sec. C^H^0)^Si) = 0,336 mol.
Geen (^-ontwikkeling werd waargenomen bij het begin van de toevoeging. Bij de toevoeging van 1,2 ml (ongeveer 0,015 mol) pyridine begon de (^“ontwikkeling. Het CO^ werd ontwikkeld met een snel-25 heid van ongeveer 180 ml/minuut terwijl het chloorsilan werd toe gevoegd over een periode van 40 minuten. Na een na-reactieduur van 1 uur werd de waterige fase verwijderd en het onopgeloste NaHCO^ uitgewassen met vier porties van 100-200 ml water. De organische fase werd gedroogd met 50 g MgSO^, afgefiltreerd en in vacuo 30 gestript. Hen verkreeg 81,2 g (sec. C^HgO^SiOH met een zuiver
heid van 96,37 % volgens VPC, hetgeen overeenkomt met een opbrengst van 91,3 Z, gebaseerd op het toegevoerde chloorsilan. Voorbeeld II
De proef van voorbeeld I werd herhaald met deze 35 uitzondering, dat 0,5 g tetra-n-butoxyammoniumchloride werd gebruikt in plaats van pyridine. - 8003152 8
De (^-ontwikkeling was trager en de toevoegings-duur bedroeg 2 uren. Men verkreeg 81 g silanol met een zuiverheid van 94 %, overeenkomende met een opbrengst van 85,66 Z. Voorbeeld III
5 In een driehalskolf van 2 liter, voorzien van een roerder en een druppeltrechter, werden gebracht 97,2 g natrium-carbonaat (0,917 mol), 390 ml water, 614 ml pyridine-katalysa-tor en 624 ml tolueen. De hoeveelheid l^CO^ bedraagt 129,4 % van de theoretische hoeveelheid, die nodig is voor de reactie 10 van de 400,8 g chloorsilan. Via de druppeltrechter werden drup pelsgewijze 400,8 g ClSi(OC^Hg)g (1,417 molen) toegevoegd aan het heftig geroerde mengsel gedurende 138 minuten. Nadat de toevoeging was voltooid werd het roeren nog gedurende 1,5 uren voortgezet teneinde de reactie te voltooien. Om de opwerking te ver-15 gemakkelijken werden 624 ml tolueen toegevoegd, jpvolgd door 200 ml water. De waterige fase werd in een scheidtrechter afgescheiden van de organische fase. Na vier wassingen met telkens ongeveer 100 ml water was het waswater vrij van chloride. Het reactiemengsel werd gedroogd door azeotropische destillatie van 20 de waterresiduen en het tolueen. Deze azeotropische destillatie werd uitgevoerd bij een druk van 210-240 mm, welke druk op zodanige wijze werd ingesteld dat de pot-temperatuur niet hoger werd dan 80°C. Het residuale tolueen werd in vacuo afgestript bij ongeveer 60°C/12 mm Hg; de laatste sporen oplosmiddel werden ver-25 wijderd door pompen gedurende de nacht bij 25-30°C/0,l mm Hg.
Men verkreeg 364,1 g ruw silanol met een zuiverheid volgens VPC van 93,05 %. De terugwinning van de materialen, gebaseerd op het toegevoerde chloorsilan, bedroeg 95,4 Z, terwijl de opbrengst aan silanol 90,2 Z was,
30 Voorbeeld IV
Onder toepassing van het apparaat en de procedure als beschreven in voorbeeld III werden 792,6 g ClSiiOC^Hg)^ (2,802 molen) druppelsgewijze toegevoegd aan een mengsel van 194,8 g ^2^2 (1,838 molen), 780 ml water, 1248 ml tolueen 35 en 12,8 ml pyridine gedurende een periode van 5,5 uren. De reactie gaf 761,2 g ruw silanol met een zuiverheid van 93,35 Z.
8003152 9
Gebaseerd op het toegevoerde chloorsilan was de terugwinning van de materialen nagenoeg kwantitatief en de opbrengst aan silanol (H0Si(0C^Hg sec,)^, was 95,9 %.
Voorbeeld V
5 Een driehalskolf van 1 liter werd voorzien van een roerder, een thermometer en twee geëquilibreerde druppel-trechters. De kolf werd geladen met 500 ml tolueen, 4,18 g pyridine (0,052 mol), 8,75 g NaHCO^ (0,104 mol) en 218 ml water. Enkele druppels fenolftaleïne pH-indieator werden eveneens toe-10 gevoegd.
Aan de suspensie in de kolf werden toegevoegd 312 g (sec. C^flgO)SiCl (1,1029 molen) over een periode van 35 minuten. Gedurende deze zelfde tijd werd waterig NaOH (44,12 g opgelost in 200 ml water) toegevoegd uit de andere druppel-15 trechter met een zodanige snelheid, dat de kleur van de indica tor juist op rood werd gehouden. Na afloop van de beide gelijktijdige toevoegingen werden enkele druppels NaOH toegevoegd teneinde de oplossing rood (pH ongeveer 9,1) te houden.
Na 15 minuten roeren liet men een fasenscheiding 20 optreden. Bij een pH-controle bleek een pH van ongeveer 10+, hetgeen wijst op een kleine overmaat NaOH. De pH werd met azijnzuur weer ingesteld op 8 en vervolgens werd het mengsel voor het bewerkstelligen van een na-reactie nog gedurende 1 uur geroerd.
De fasen werden gescheiden en de organische fase 25 werd viermaal gewassen met 200 ml water, waarna het waswater chloride-vrij was.
De natte organische fase werd azeotropisch gedestilleerd bij 200 mm Hg en een pot-temperatuur van niet hoger dan 75°C. De laatste sporen tolueen werden gestript bij 30 48°C en 10 mm Hg op een roterende verdamper. 298 g ruw silanol werden gewonnen. De terugwinning van de materialen, gebaseerd op het toegevoerde chloorsilan, bedroeg 96,7 %, terwijl de opbrengst aan silanol 92,26 % was.
Voorbeeld VI
35 In êen kolf, voorzien van een roerder en thermo meter, werden gebracht 156 ml tolueen, 100 ml ClSi(0C^Hg sec.)^ 800 3 1 52 10 (d = 0,946 = 96,4 g, 0,334mol), 1,6 ml pyridine en 20 ml water.
Terwijl de temperatuur op 23-25°C werd gehouden werden 0,334 mol NaOH (als 100 ml, bevattende 133,8 g NaOH/liter) druppelsgewijze toegevoegd in een periode van 40 minuten. Na 5 een na-reactieperiode van 1 uur en de gebruikelijke opwerking verkreeg men 84,4 g produkt met een zuiverheid van 88,7 %.
Gebaseerd op het toegevoerde ClSi(0C^Hg sec.)^ bedroeg de terugwinning aan materialen 95,4 % en de opbrengst 87,6 %.
10 Voorbeeld VII
Dit voorbeeld illustreert de azeotropische destillatie onder verminderde druk en simuleert de vertragingen, die zich voordoen bij uitvoeringen op grote schaal. Een driehalskolf van 12 liter werd geoutilleerd op de in voorbeeld I beschreven 15 wijze. De kolf werd geladen met 3275 ml tolueen, 19 ml pyridine (ongeveer 0,235 mol), 539 g NaHCO^ (6,416 mol) en 1 liter water. Aan deze suspensie werden over een periode van 6 uren toegevoegd 1394 g (sec.C^HgOj^SiCl met een zuiverheid van 99,8 % (= 4918 molen). 15 minuten na de voltooiing van de toevoeging 20 stopte de (^-ontwikkeling. Na een na-reactietijd van 1 uur werd nog 1 liter water toegevoegd teneinde de grootste hoeveelheid van het niet-gereageerde NaHCO^ (overmaat) op te lossen.
Deze oplossing werd afgeheveld.
Teneinde een vertraging bij het wassen na te boot-25 sen werd 1 liter water toegevoegd en na roeren gedurende D minuten liet men de fasen zich scheiden. De organische fase liet men gedurende 12 uren in contact met de waterige fase staan. Er werd geen slib-vorming waargenomen. De organische fase werd driemaal gewassen met 1 liter water; na de laatste wassing was het water 30 vrij van Cl .
De organische fase werd overgebracht in een des-tillatiekolf van 6 liter. Het meegesleepte residuale water en het tolueen werden afgedestilleerd bij drukken, die met de hand werden ingesteld op 250 mm Hg tot ongeveer 20 mm Hg gedurende 35 de destillatie, waarbij de pot-temperatuur op ieder moment op 80°C werd gehouden.
8003152 11
De laatste sporen tolueen werden in vacuo afge-Stript bij ongeveer 1 mm. 1273 g silanol (sec. C^H oy^SiOH met een zuiverheid van 93,79 Z werden verkregen, overeenkomende met 4,515 molen silanol of een opbrengst van 91,8 Z, gebaseerd op het 5 toegevoerde chloorsilan.
De nieuw gevormde bijprodukten werden door massa-spectroscopie geïdentificeerd als (RO^SiOSiiOR*^ en (R,0)3Si0Si(0R,)20H (R’ = sec. Cfa)*
Voorbeeld VIII
10 Dit voorbeeld illustreert de bestendigheid van het
silanol zowel als de ongevoeligheid van de werkwijze ten opzichte van een onderbreking daarvan. Onder gebruikmaking van het apparaat als beschreven in voorbeeld I werd een mengsel van 670 ml tolueen, 110 g NaHCO^ (1,309 molen), 200 ml water en 4 ml pyridine 15 (ongeveer 0,049 mol) binnen 4 uren in reactie gebracht met 90 Z
van een mengsel van 283 g (sec. C^H^O^SiCl (zuiverheid 99,66 Z = 0,997 mol) in 375 ml tolueen.
De toevoeging werd onderbroken, maar het roeren werd gedurende de nacht voortgezet. Vervolgens, werd de rest van 20 het chloorsilan toegevoegd en men liet de na-reactie gedurende nog 2 uren verlopen.
Na vier wassingen met telkens 200 ml water was het waswater vrij van Cl . Uit een VPC in dit stadium bleek dat het silanol voor 94,5 Z zuiver was (oplosmiddel-vrije basis).
25 Het ruwe mengsel bevatte 1046 ml tolueen, waarvan 740 ml werd afgedestilleerd onder atmosferische druk. De destillatieduur bedroeg 5 uren. Gedurende deze tijd steeg de pot-temperatuur van 114°C tot 124°C. De op deze wijze verwijderde hoeveelheid tolueen vertegenwoordigt de maximale hoeveelheid, die men zou ver-30 wijderen ter verkrijging van een optimale oplosmiddel-concentra-tie voor de synthese van de alkoxysilan-trosverbindingen. De rest van het tolueen werd in vacuo afgestript ter bepaling van de opbrengsten.
Men verkreeg 258,3 g produkt, dat volgens VPC 94,55 35 Z (sec. C^H^O^SiOH bevatte. Dit komt overeen met een opbrengst van 0,924 mol of 92,63 Z, gebaseerd op het toegevoerde Cl-Si - 8003152 12 (OC^Hg sec.)y
Bereiding van sec.-butoxysilan-trosverbinding.
Voorbeeld IX
5 Dit voorbeeld illustreert de geschiktheid van het silanol, verkregen volgens een fasetransporttechniek, voor de synthese van trosverbindingen. 2100 g H0-Si(0C^H^ sec.)^ uit verschillende fasetransport-bereidingen (gemiddelde zuiverheid 94,45 %, 7,5 molen), 831 g pyridine (10,5 molen) en 1600 ml 10 tolueen werden in reactie gebracht met 373,7 g CH^SiCl^ (2,5 molen) in 400 ml tolueen.
De reactie-omstandigheden en de opwerking waren als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.077.993.
2772,2 g ruw tros-silan werden verkregen, bevattende 77,26 % tros-15 verbinding (80,54 % opbrengst, gebaseerd op silanol, of 73,9 % gebaseerd op CISi (ΟΟ^Η^)^·
Na de destillatieve opwerking werden 1595 g tros CH^-Si/OSitOC^Hg sec.)3../3 verkregen, overeenkomende met een opbrengst van 76,56 %, gebaseerd op silanol, of 69 %, gebaseerd 20 op de chloorsilan-uitgangsmaterialen (gemiddeld).
Voorbeeld X
Het in voorbeeld I beschreven apparaat werd gebruikt. Silanol werd bereid uit een mengsel van 681 ml tolueen, 112 g NaHCO^ (1,33 mol), 200 ml water, 4 ml pyridine-katalysator 25 en 290,3 g (sec. C^HgO^SiCl (1,026 molen) volgens de procedures, beschreven in voorbeelden I, XI, VII en VIII.
De natte tolueen-oplossing werd azeotropisch gedestilleerd bij een pot-temperatuur van 80°C onder instelling van de druk. 477 ml tolueen en residuaal water werden aldus ver-30 wijderd. Uit de analyse door VPC bleek dat de zuiverheid van het silanol 94 % bedroeg en dat 0,965 mol silanol in oplossing waren.
De oplossing werd afgekoeld tot -8°C en gemengd met 109,1 g pyridine (1,379 mol). Aan het geroerde mengsel werden 35 48,06 g CH^SiClg (0,321 mol) in 50 ml tolueen toegevoegd. Ge durende de toevoeging liet men de temperatuur stijgen tot +7°C.
800 3 1 52 13
Na de toevoeging, die 2,5 uren vergde, liet men tiet reactiemeng-sel nog gedurende 3 uren bij 80°C na-reageren. Vervolgens werden 30 ml sec.butanol toegevoegd teneinde het bijprodukt H2C-Si/ÖSi(0C^Hg)^_72Cl om te zetten in de alkoxy-ester. Pyridine-5 hydrochloride werd uitgewassen door vier wassingen met telkens 200 ml water. Tolueen werd vervolgens verwijderd met residuaal water door de destillatie onder atmosferische druk en de laatste sporen werden in vacuo gestript.
254,8 g ruw produkt gaven 189,1 g trosverbinding 10 of 0,227 mol, overeenkomende met een opbrengst van 66,37 %, gebaseerd op het toegevoerde (C^HgO)^SiCl.
800 3 1 52

Claims (11)

1. Werkwijze ter bereiding van sterisch gehinderde trialkoxysilanol-verbindingen met de formule 0Rf
5 R'O-Si-OH OR' waarin R' onafhankelijk wordt gekozen uit waterstof, alkyl, alkenyl, aryl of aralkyl, waarbij tenminste een meerderheid van de R? groepen, vastgehecht aan het centrale Si atoom, sterisch ge-10 hinderde alkylgroepen met tenminste 3 koolstofatomen zijn, door hydrolyse van een overeenkomstig trialkoxyhalogeensilan met de formule (R’O^Si-X, waarin X een halogeenatoom is en R' de boven aangegeven betekenissen bezit, met het kenmerk, dat men het trialkoxyhalogeensilan laat reageren in tegenwoordigheid van een 15 katalytische hoeveelheid van een fasetransportmiddel en de hydrolyse uitvoert in een tweefasensysteem, omvattende een organische fase, bestaande uit een niet-protonisch oplosmiddel, en een waterige fase, bevattende een anorganische base.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat het fasetransportmiddel een tertiaire organische base, oplosbaar in zowel de organische als de waterige fase, is.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het fasetransportmiddel wordt gekozen uit stikstofhoudende tertiaire organische basen en kwatemaire ammoniumzouten.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het fasetransportmiddel wordt gekozen uit pyridine, triethyl-amine en kwaternaire ammoniumzouten met de formule R^N+X , waarin R een koolwaterstofrest met 4-12 koolstofatomen en X een halogeenatoom voorstellen.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het fasetransportmiddel pyridine is,
6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de waterige fase een anorganische base, gekozen uit NaOH, NagCO^, NaHCOg en mengsels daarvan, bevat. 35 -7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de anorganische base wordt gekozen uit NaHCO^ en mengsels 8003152 daarvan met NaOH.
8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de organische fase een niet-protonisch oplosmiddel is, dat gekozen wordt uit benzeen, tolueen, xyleen, hexaan, heptaan, 5 hoogkokende petroleumether, andere in water onoplosbare ethers en mengsels daarvan.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de organische fase tolueen is.
10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10 dat men tributoxychloorsilan hydrolyseert in tegenwoordigheid van een katalytische hoeveelheid pyridine onder gebruikmaking van een tweefasensysteem, omvattende tolueen als organische fase en een waterige fase, bevattende een anorganische base, die gekozen wordt uit NaHCOg en mengsels van NaHCO^ met NaOH.
11. Werkwijzen als beschreven in de beschrijving en/of voorbeelden. 8003152 REACTiESCHEMA (G) (R'oJjSs.X ♦ + Ηα0 /organische fase/ tnalkoxyhaLogeensUan Vzn/ P pyridine fase transport middeL C VhX + (RO) Si-OH triaLkoxysi lanol /waterige fase/ ( N.HX + NaHCOj HaO natriumhydrogeen. carbonaat + NaX + KO + CO.^ 3 ♦ 800 3 1 52 OLIN CORPORATION, te New Haven, Connecticut, Ver.St.v.Amerika
NL8003152A 1979-06-01 1980-05-30 Werkwijze ter bereiding van trialkoxysilanolen. NL8003152A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/044,829 US4207247A (en) 1979-06-01 1979-06-01 Preparation of trialkoxysilanols
US4482979 1979-06-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8003152A true NL8003152A (nl) 1980-12-03

Family

ID=21934556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8003152A NL8003152A (nl) 1979-06-01 1980-05-30 Werkwijze ter bereiding van trialkoxysilanolen.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4207247A (nl)
JP (1) JPS5618990A (nl)
BE (1) BE883580A (nl)
BR (1) BR8003287A (nl)
CA (1) CA1140144A (nl)
DE (1) DE3020134A1 (nl)
ES (1) ES491999A0 (nl)
FR (1) FR2457871A1 (nl)
GB (1) GB2053254B (nl)
IT (1) IT1133021B (nl)
NL (1) NL8003152A (nl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62120390A (ja) * 1985-11-20 1987-06-01 Chisso Corp テトラメトキシシランの製造方法
DE3934100A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-18 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von 0-silylierten hydroxylverbindungen und ihre verwendung zur herstellung von estergruppen aufweisenden isocyanaten
JP2830731B2 (ja) * 1994-02-23 1998-12-02 信越化学工業株式会社 シラノール基を有するオルガノシランの製造方法
JPH10273490A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd ラジカル重合性基含有シラノール化合物の製造方法
DE10148894A1 (de) * 2001-10-04 2003-04-30 Fraunhofer Ges Forschung Photochemisch und/oder thermisch strukturierbare Harze auf Silanbasis, einstufiges Verfahren zu deren Herstellung, dabei einzetzbare Ausgangsverbindungen und Herstellungsverfahren für diese
CN108948061A (zh) * 2018-06-01 2018-12-07 杭州师范大学 一种芳基三(三r基硅氧烷基)硅烷的合成方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB709346A (en) * 1950-08-28 1954-05-19 California Research Corp Alkoxysilanols and alkoxysiloxanols and processes for making the same
US2758127A (en) * 1953-12-30 1956-08-07 California Research Corp Method of preparing silicon esters by reacting an alkoxysilanol with an alkoxysilamine
US2727054A (en) * 1954-08-24 1955-12-13 California Research Corp Method of preparing silicate esters
US3965135A (en) * 1975-09-24 1976-06-22 Olin Corporation Alkoxysilanol cluster compounds and their preparation
US3965136A (en) * 1975-09-24 1976-06-22 Olin Corporation Alkoxysilane cluster compounds and their preparation
US4077993A (en) * 1977-04-27 1978-03-07 Olin Corporation Method for the preparation of alkoxysilane cluster compounds

Also Published As

Publication number Publication date
BE883580A (fr) 1980-09-15
JPS5618990A (en) 1981-02-23
FR2457871A1 (fr) 1980-12-26
GB2053254B (en) 1983-12-21
IT8048820A0 (it) 1980-05-28
CA1140144A (en) 1983-01-25
DE3020134A1 (de) 1980-12-18
BR8003287A (pt) 1980-12-30
ES8103758A1 (es) 1981-03-16
ES491999A0 (es) 1981-03-16
US4207247A (en) 1980-06-10
GB2053254A (en) 1981-02-04
IT1133021B (it) 1986-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4780556A (en) Method for producing chlorosilanes
RU2199544C2 (ru) Способ получения высокочистых кремнийорганодисульфанов
JPH0463879B2 (nl)
JP4268039B2 (ja) 緩衝相間移動触媒法を用いるイオウ含有有機ケイ素化合物の製造方法
Steudel et al. Reactions of Monohaloörganosilanes and Magnesium in Tetrahydrofuran
US4400527A (en) Producing oximinosilanes, oximinogermanes and oximinostannanes
KR101121844B1 (ko) (메르캅토오르가닐)알콕시실란의 제조 방법
NL8003152A (nl) Werkwijze ter bereiding van trialkoxysilanolen.
US4033991A (en) Method for preparing organosilanes containing silicon-bonded oxime groups
EP0405560B1 (en) Preparation of tertiary-hydrocarbylsilyl compounds
SU529808A3 (ru) Способ получени кремнийорганических производных ацетилена
CA1207785A (en) Process for the preparation of oximatohydridosilanes and aminoxyhydridosilanes
JP6947084B2 (ja) イミン構造含有オルガノキシシラン化合物の製造方法
CA2099791C (en) Method for the preparation of 1-aza-2-silacyclopentane compounds
EP0282419B1 (en) Ether free organometallic amide compositions
US4824981A (en) Process to produce silyl ketene acetals
EP0439295A2 (en) Novel Synthesis of difunctional halo organo noncarbon Group IV main group element amides
JP4664032B2 (ja) シリルアルコキシメチルハライドの製造方法
US4777278A (en) Synthesis of alkyl cycloalkyl dialkoxysilanes
US3576023A (en) Method for preparation of si-h functional organodisiloxanes
CA1129431A (en) Process of preparing trialkylsilyl esters of a perfluoroalkane sulfonic acid
JPS647998B2 (nl)
JPH11236390A (ja) アルコキシシランの製造方法
Gilman et al. The Synthesis of (Arylthioalkyl)-and (Arylsulfonylalkyl)-silanes
JPH10218883A (ja) N,n−ビス(トリメチルシリル)アリルアミンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed