DE10108069A1 - New silylalkylborane compounds, useful for the production of ceramic powder, are prepared by reaction of a silane with a metal in an aprotic solvent followed by reaction with a borane compound - Google Patents
New silylalkylborane compounds, useful for the production of ceramic powder, are prepared by reaction of a silane with a metal in an aprotic solvent followed by reaction with a borane compoundInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Silylalkylboranen mit dem Strukturmerkmal Si-C-B, neue molekulare Silyl alkylborane, neue molekulare Silylalkylborazine, neue Oligo- und Polyborocarbosilazane, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung sowie kohlenstoffreiche Siliciumborcarbidnitridkeramiken und ein Verfahren zu deren Herstellung.The present invention relates to a method for producing Silylalkylboranes with the structural feature Si-C-B, new molecular silyl alkylboranes, new molecular silylalkylborazines, new oligo- and Polyborocarbosilazanes, a process for their preparation and their Use as well as high carbon silicon boron carbide nitride ceramics and a process for their manufacture.
Die Herstellung nichtoxidischer multinärer Keramiken über die Vernetzung molekularer Vorläufer ist von herausragender Bedeutung. Keramische Materialien hoher Reinheit und mit einer homogenen Elementverteilung auf atomarer Ebene lassen sich derzeit nur über diesen Weg herstellen. Über herkömmliche Synthesewege, wie z. B. Festkörperreaktion, sind solche Materialien nicht zugänglich.The production of non-oxidic multinary ceramics via cross-linking molecular precursor is of paramount importance. ceramic Materials of high purity and with a homogeneous distribution of elements at the atomic level can currently only be produced in this way. about conventional synthetic routes, such as. B. solid-state reaction, are such Materials not accessible.
Besondere Bedeutung haben die Nitrid- und Carbidnitrid-Keramiken mit Bor und Silicium erlangt. Sie besitzen eine hohe thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit und zeigen eine ausgeprägte Kristallisations hemmung. Die thermische Beständigkeit der Keramiken in diesem quaternären System läßt sich durch den zusätzlichen Einbau von Kohlenstoff in das keramische Netzwerk erhöhen. Solche Materialien sind hervorragend für den Hochtemperatureinsatz unter atmosphärischen Bedingungen geeignet und können als Bulkmaterial, als keramische Fasern in Verbundwerkstoffen, in Form von Beschichtungen zur Anwendung kommen oder für Mikrostrukturverfahren eingesetzt werden. The nitride and carbide nitride ceramics with boron are of particular importance and gained silicon. They have high thermal stability and Resistance to oxidation and show a pronounced crystallization inhibition. The thermal resistance of the ceramics in this quaternary system can be built through the additional installation of Increase carbon in the ceramic network. Such materials are excellent for high temperature use under atmospheric Suitable conditions and can as bulk material, as ceramic fibers in composite materials, in the form of coatings for use come or be used for microstructure processes.
In Patent DE 41 07 108 A1 wird die Synthese des Einkomponentenvorläu fers Trichlorsilylaminodichlorboran (TADB, Cl3Si-NH-BCl2) beschrieben, der nach Vernetzung mit Methylamin und anschließender Pyrolyse im Inertgas strom zu einer Keramik der ungefähren Zusammensetzung SiBN3C führt. Der darin enthaltene Kohlenstoff stammt aus der Methylgruppe des Ver netzungsreagenz Methylamin.Patent DE 41 07 108 A1 describes the synthesis of the one-component precursor trichlorosilylaminodichloroborane (TADB, Cl 3 Si-NH-BCl 2 ) which, after crosslinking with methylamine and subsequent pyrolysis in an inert gas, leads to a ceramic of the approximate composition SiBN 3 C. The carbon it contains comes from the methyl group of the cross-linking reagent methylamine.
Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt in der geringen Variationsmöglichkeit des Kohlenstoffgehalts, der hier nur durch eine längere Alkylgruppe im Vernetzungsreagenz gesteuert werden kann. Diese Alkylgruppe geht jedoch während der Pyrolyse in Form von flüchtigen Kohlenwasserstoffen verloren oder führt zu unerwünschten Graphitausscheidungen in der Keramik.A disadvantage of this method is the limited possibility of variation the carbon content, which can only be achieved by a longer alkyl group in the Cross-linking reagent can be controlled. However, this alkyl group works lost in the form of volatile hydrocarbons during pyrolysis or leads to undesirable graphite deposits in the ceramic.
Das Patent WO 98/45302 beschreibt die Herstellung kohlenstoffreicher Keramiken im Si/B/N/C-System aus einem Einkomponentenvorläufer, der eine verzweigte Kohlenstoffbrücke zwischen den Elementen Bor und Silicium besitzt. Auf diese Weise lassen sich kohlenstoffreichere Keramiken synthetisieren. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Ein komponentenvorläufer eine Alkylgruppe an der Kohlenstoffbrücke auf weisen, die bei der Pyrolyse in Form von flüchtigen Kohlenwasserstoffen verloren gehen kann.The patent WO 98/45302 describes the production of higher carbon Ceramics in the Si / B / N / C system from a one-component precursor, the a branched carbon bridge between the elements boron and Owns silicon. In this way, more carbon-rich ceramics can be made synthesize. A disadvantage of this method is that the one component precursor to an alkyl group on the carbon bridge indicate that in pyrolysis in the form of volatile hydrocarbons can get lost.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines einfachen Verfahrens, das Einkomponentenvorläufer in hohen Ausbeuten liefert und die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere sollen durch das Verfahren auch Vorläuferverbindungen ohne verzweigte Alkyl gruppen zugänglich sein, die dann zu amorphen oder teilkristallinen kohlenstoffreichen Keramiken weiterverarbeitet werden können.The object of the present invention was to provide a simple one Process that provides one-component precursors in high yields and does not have the disadvantages of the prior art. In particular, should by the process also precursor compounds without branched alkyl groups are accessible, which then to amorphous or partially crystalline carbon-rich ceramics can be processed.
Eine weitere Aufgabe bestand darin, amorphe Si/B/N/C-Keramiken mit verbesserter Hochtemperatur- und Oxidationsbeständigkeit bereitzustellen. Another task was to use amorphous Si / B / N / C ceramics to provide improved high temperature and oxidation resistance.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer
Verbindung der Formel (I):
This object is achieved by a process for the preparation of a compound of the formula (I):
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2 (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 (I)
worin jeweils unabhängig R einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-
Atomen, Wasserstoff, Halogen, NR'R" oder OR' darstellen, wobei R' und
R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit
1 bis 20 C-Atomen bedeuten und
R1 und R2 unabhängig voneinander einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-
Atomen, Wasserstoff, Halogen, NR'R" oder OR' darstellen, wobei R' und
R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit
1 bis 20 C-Atomen darstellen.wherein each independently R is a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, hydrogen, halogen, NR'R "or OR ', where R' and R" are independently hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 20 C atoms and
R 1 and R 2 independently of one another represent a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms, hydrogen, halogen, NR'R "or OR ', where R' and R" independently represent hydrogen or a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms ,
Bei diesem Verfahren wird ein Silan der allgemeinen Formel (II)
In this process, a silane of the general formula (II)
(R)3Si-C(R1)(R2)-X (II)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -X (II)
worin X Halogen bedeutet, mit einem Metall M, z. B. einem Alkalimetall wie
Na, K und insbesondere Li, einem Erdalkalimetall, insbesondere Mg, oder
einem Übergangsmetall wie etwa Cu, Zn, Cd, Hg umgesetzt. Die Reaktion
erfolgt bei Temperaturen, bei denen im Wesentlichen keine Polymerisation
stattfindet, insbesondere unterhalb 50°C und besonders bevorzugt
zwischen 0°C und 15°C in einem aprotischen organischen Lösemittel und
liefert ein Silan der allgemeinen Formel (III)
where X is halogen, with a metal M, e.g. B. an alkali metal such as Na, K and in particular Li, an alkaline earth metal, in particular Mg, or a transition metal such as Cu, Zn, Cd, Hg. The reaction takes place at temperatures at which essentially no polymerization takes place, in particular below 50 ° C. and particularly preferably between 0 ° C. and 15 ° C. in an aprotic organic solvent, and gives a silane of the general formula (III)
(R)3Si-C(R1)(R2)-M(X)w (III)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -M (X) w (III)
wobei w = 0 ist, wenn M ein einwertiges Metall ist, und
wobei w eine ganze Zahl ≧ 1 entsprechend der Wertigkeitsstufe von M
minus 1 ist, wenn M ein mehrwertiges Metall ist.
where w = 0 when M is a monovalent metal, and
where w is an integer ≧ 1 corresponding to the valence level of M minus 1 if M is a polyvalent metal.
Die Verbindung (III) kann einerseits wie oben beschrieben direkt aus einer Verbindung der Formel (II) mit einem Metall hergestellt werden, wenn ein Metall mit ausreichender Reaktivität eingesetzt wird, z. B. Li, Na, K, Mg, Cu, Zn, Cd, Hg. Andererseits kann die Verbindung (III), worin M ein Metall ist, das nicht ausreichend reaktiv für eine effiziente direkte Alkylierung ist, z. B. Sn, auch in zwei Stufen hergestellt werden. In der ersten Stufe wird eine Verbindung (III) mit einem direkt reaktiven Metall erzeugt, die dann in einer zweiten Stufe mit dem nicht direkt reaktiven Metall "ummetalliert wird". Das Metall kann zum Beispiel in Form von Metallspänen oder bevorzugt als Pulver eingesetzt werden.On the one hand, the compound (III) can be obtained directly from a Compound of formula (II) can be prepared with a metal if a Metal with sufficient reactivity is used, e.g. B. Li, Na, K, Mg, Cu, Zn, Cd, Hg. On the other hand, the compound (III) wherein M is a metal which is not sufficiently reactive for efficient direct alkylation, z. B. Sn, can also be produced in two stages. The first stage is produces a compound (III) with a directly reactive metal, which then in a second stage with the non-directly reactive metal " The metal can, for example, in the form of metal chips or are preferably used as powder.
Anschließend wird die Verbindung der allgemeinen Formel (III) bei
Temperaturen unterhalb 50°C und bevorzugt bei Temperaturen zwischen
-50°C und 0°C mit einem Boran der allgemeinen Formel
Subsequently, the compound of general formula (III) at temperatures below 50 ° C and preferably at temperatures between -50 ° C and 0 ° C with a borane of the general formula
Y-B(R)2
YB (R) 2
wobei R wie oben definiert ist und Y Halogen, NR'R" oder OR' darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet, umgesetzt.where R is as defined above and Y is halogen, NR'R "or OR ', where R 'and R "independently of one another are hydrogen or a Hydrocarbon with 1 to 20 carbon atoms means implemented.
Es ist auch möglich, den Silylalkylrest der Formel (III) zunächst auf ein anderes Metall zu übertragen und dann die Umsetzung mit dem Boran durchzuführen.It is also possible to first adjust the silylalkyl radical of the formula (III) to transfer other metal and then react with the borane perform.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Chlor
methyl-Silanverbindung der Formel
In a preferred embodiment of the process, a chloromethyl-silane compound of the formula
(R)3Si-CH2Cl
(R) 3 Si-CH 2 Cl
wobei R jeweils unabhängig die für das allgemeine Verfahren angegebenen Bedeutungen haben kann, in einer Grignard-Reaktion mit Magnesium-Pulver metalliert und anschließend mit dem Halogenboran umgesetzt.where R is independently the one given for the general procedure May have meanings in a Grignard reaction with magnesium powder metallized and then reacted with the halogen borane.
Die Metallierung der Chlormethyl-alkylchlorsilane der allgemeinen Formel (Rn)(Cl3-n)Si(CH2Cl) mit n = 0; 1; 2; 3; R = C1-C6 Alkyl, Vinyl, Phenyl, Wasserstoff, Halogen, Alkylaminogruppen N(R')(R"), Alkyloxygruppen OR' mit R', R" unabhängig voneinander C1-C6-Alkyl, Vinyl, Phenyl, Wasserstoff oder Halogen kann z. B. in Diethylether oder Tetrahydrofuran erfolgen.The metalation of the chloromethyl-alkylchlorosilanes of the general formula (R n ) (Cl 3-n ) Si (CH 2 Cl) with n = 0; 1; 2; 3; R = C 1 -C 6 alkyl, vinyl, phenyl, hydrogen, halogen, alkylamino groups N (R ') (R "), alkyloxy groups OR' with R ', R" independently of one another C 1 -C 6 alkyl, vinyl, phenyl , Hydrogen or halogen z. B. in diethyl ether or tetrahydrofuran.
Bevorzugt wird das Silan der allgemeinen Formel (III) mit mindestens einem Alkyloxychlorboran YB(R3)(R3') umgesetzt, worin Y Cl bedeutet und R3 und R3' unabhängig voneinander einen C1-C20-Alkoxy- oder Phenyloxyrest darstellen.The silane of the general formula (III) is preferably reacted with at least one alkyloxychloroborane YB (R 3 ) (R 3 ' ), in which Y is Cl and R 3 and R 3' independently of one another are a C 1 -C 20 alkoxy or phenyloxy radical represent.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Halogenborane YB(R3)(R3') sind besonders bevorzugt Alkoxychlorborane mit Y = Cl, Br und R3, R3' unabhängig voneinander C1-C6 Alkoxy- oder Phenyloxy-Resten.The haloboranes YB (R 3 ) (R 3 ' ) used in the process according to the invention are particularly preferably alkoxychloroboranes with Y = Cl, Br and R 3 , R 3' independently of one another C 1 -C 6 alkoxy or phenyloxy radicals.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Um
setzung einer Verbindung der allgemeinen Formel (V)
Another object of the present invention is therefore the implementation of a compound of general formula (V)
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(OR')(OR") (V)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (OR ') (OR ") (V)
mit einem Elementhalogenid oder einem organischen Säurehalogenid.with an elemental halide or an organic acid halide.
Dabei entsteht eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV)
This creates a compound of the general formula (IV)
(R)3Si-C(R1)(R2)-BX2 (IV)(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -BX 2 (IV)
Dabei stellen jeweils unabhängig R, R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, einen Rest N(R')(R") oder einen Rest OR' dar, worin R" und R' unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C- Atomen darstellen, und X Halogen bedeutet.R, R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, a radical N (R ') (R ") or a radical OR', in which R" and R 'independently of one another represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, and X denotes halogen.
Bevorzugt bedeuten R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder Halogen.Preferably R 1 and R 2 each independently represent either hydrogen or halogen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Zwischenprodukte (R)3Si-C(R1)(R2)-B(OR')(OR") ohne
vorhergehende Abtrennung aus dem Reaktionsgemisch mit
Elementchloriden oder organischen Säurehalogeniden und insbesondere mit
Bortrihalogeniden zu
In a preferred embodiment of the process according to the invention, the intermediates (R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (OR ') (OR ") without prior separation from the reaction mixture with element chlorides or organic acid halides and in particular with boron trihalides to
(R)3Si-C(R1)(R2)-BX2 (IV)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -BX 2 (IV)
umgesetzt, was den präparativen Aufwand erheblich reduziert.implemented, which significantly reduces the preparation effort.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Grignard-Reaktion unter Anwendung des Verdünnungsprinzips bei Temperaturen unterhalb 50°C in einem aprotischen, organischen Lösemittel, das ein acyclischer oder cyclischer Ether oder ein C5-C8-Alkan sein kann, durchgeführt.In a preferred embodiment, the Grignard reaction is carried out using the dilution principle at temperatures below 50 ° C. in an aprotic, organic solvent, which may be an acyclic or cyclic ether or a C 5 -C 8 alkane.
Zur Isolierung der reinen Substanzen wird das Lösemittel destillativ entfernt und das Produkt entweder bei vermindertem Druck fraktionierend destilliert oder durch Umkristallisation gereinigt. Andere Reinigungsmethoden, wie z. B. die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) können ebenfalls verwendet werden.To isolate the pure substances, the solvent is removed by distillation and either fractionally distill the product at reduced pressure or purified by recrystallization. Other cleaning methods, such as z. B. high performance liquid chromatography (HPLC) can also be used.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind z. B. auch Silylalkylborane der Formel (I) zugänglich, die nicht nach dem Verfahren der WO 98/45302 hergestellt werden können. With the method according to the invention, for. B. also the silylalkylboranes Formula (I) accessible which is not according to the method of WO 98/45302 can be produced.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind daher Silylalkylborane der
Formel (I)
The invention therefore furthermore relates to silylalkylboranes of the formula (I)
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2 (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 (I)
worin R jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellt, und R1 und R2 jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen.wherein R each independently represents hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C Represents atoms, and R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms ,
Bevorzugt sind für jedes Auftreten unabhängig R C1-C6-Alkyl, Vinyl, Phenyl, Wasserstoff, Halogen, Organylaminogruppen N(R')(R"), Organyloxygruppen OR' mit R', R" unabhängig voneinander C1-C6-Alkyl, Vinyl, Phenyl oder Wasserstoff und R1, R2 unabhängig voneinander Wasserstoff oder eines seiner Isotope oder Halogen.For each occurrence, preference is given to RC 1 -C 6 -alkyl, vinyl, phenyl, hydrogen, halogen, organylamino groups N (R ') (R "), organyloxy groups OR' with R ', R" independently of one another, C 1 -C 6 - Alkyl, vinyl, phenyl or hydrogen and R 1 , R 2 independently of one another hydrogen or one of its isotopes or halogen.
Bevorzugt wird Silylalkylboran der Formel (I), wobei wenigstens einer der Reste R Methyl oder/und Cl darstellt. Ebenso bevorzugt wird, dass R1 und R2 jeweils Wasserstoff sind.Preference is given to silylalkylborane of the formula (I), where at least one of the radicals R is methyl and / or Cl. It is also preferred that R 1 and R 2 are each hydrogen.
Besonders bevorzugt sind R für jedes Auftreten unabhängig Cl und/oder CH3 sowie R1 und R2 = H.R are particularly preferably independently of each occurrence Cl and / or CH 3 and R 1 and R 2 = H.
Mit Einkomponentenvorläufern dieses Typs, bei denen Bor und Silicium über eine Brücke C(R1)(R2) verknüpft sind, lassen sich Polymere herstellen, bei denen Kohlenstoff unabhängig vom Vernetzungsgrad bereits ein fester Bestandteil des Polymers ist. Damit ist der Einbau von Kohlenstoff in das keramische Netzwerk begünstigt und die Abspaltung flüchtiger kohlenstoff haltiger Verbindungen während der Pyrolyse wird drastisch reduziert. Der C-Anteil in der Keramik läßt sich durch die Wahl eines geeigneten Ver netzungsreagens in weiten Grenzen variieren, wodurch das Eigenschafts spektrum der Keramiken gezielt den Anforderungen angepasst werden kann. Auf diese Weise hergestellte Keramiken besitzen ausgezeichnete Hochtemperatur- und Oxidationsbeständigkeiten.With one-component precursors of this type, in which boron and silicon are linked via a bridge C (R 1 ) (R 2 ), polymers can be produced in which carbon is already an integral part of the polymer, regardless of the degree of crosslinking. This favors the incorporation of carbon into the ceramic network and the elimination of volatile carbon-containing compounds during pyrolysis is drastically reduced. The C content in the ceramic can be varied within wide limits by the choice of a suitable cross-linking reagent, which means that the range of properties of the ceramic can be specifically adapted to the requirements. Ceramics produced in this way have excellent high-temperature and oxidation resistance.
Die als Ausgangsprodukte eingesetzten Silane sind wie die Bortrihalogenide kommerziell erhältlich. Das eingesetzte Boran kann gemäß J. Chem. Soc. (1957) 501-505 aus kommerziell erhältlichen Boranen hergestellt werden.The silanes used as starting products are like the boron trihalides commercially available. The borane used can, according to J. Chem. Soc. (1957) 501-505 can be prepared from commercially available boranes.
Die Erfindung betrifft weiterhin Silylalkylborazine mit der Formel (X):
The invention further relates to silylalkylborazines having the formula (X):
worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellt, und R2 und R3 jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder OR' bedeuten, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen und R4 jeweils unabhängig R1, Sn(R*)3 oder Si(R*)3 darstellt, worin R* jeweils unabhängig R2 oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet.wherein R 1 each independently represents hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 Represents C atoms, and R 2 and R 3 each independently represent hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms represent and R 4 each independently represents R 1 , Sn (R *) 3 or Si (R *) 3 , wherein R * each independently represents R 2 or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms.
Die in den vorliegenden Silylalkylborazinen bevorzugten bzw. besonders bevorzugten Reste entsprechen den hierin für die Silylalkylborane als bevorzugt angegebenen Resten. Those preferred or special in the present silylalkylborazines preferred residues correspond to those herein for the silylalkylboranes preferably specified radicals.
Die erfindungsgemäßen Silylalkylborazine eignen sich besonders als Vorläuferverbindungen und führen nach Polymerisation und Pyrolyse der Polymere zu neuen amorphen Si/B/N/C-Keramiken mit verbesserten, bisher in diesem System unerreichten, Hochtemperatur- und Oxidationsbeständigkeiten. Diese neuen Keramiken zeigen praktisch keinen Massenverlust bis mindestens 2000°C oder/und sind in reinem Sauerstoff bis mindestens 1400°C oxidationsstabil.The silylalkylborazines according to the invention are particularly suitable as Precursors and lead after polymerization and pyrolysis of Polymers to new amorphous Si / B / N / C ceramics with improved, so far unmatched in this system, high temperature and Oxidation resistance. These new ceramics show practically none Mass loss up to at least 2000 ° C or / and are in pure oxygen Oxidation stable up to at least 1400 ° C.
Die erfindungsgemäßen Silylalkylborane können mit Aminen des Typs N(R4)3 oder den entsprechenden Ammoniumsalzen HN(R4)3 +A- zu den beschriebenen Silylalkylborazinen umgesetzt werden, wobei R4 jeweils unabhängig die oben angegebenen Bedeutungen hat. A stellt ein beliebiges Anion dar und ist insbesondere ein Halogenid, wie etwa F-, Cl-, Br- oder J-, eine SO4 2--Gruppe, eine NO3 -Gruppe oder ein Nitrit, Chlorat, Perchlorat, Carbamat, Tartrat, Phosphat, Pentaborat, Chromat, Citrat, Hydrogencitrat, Carbonat, Hydrogencarbonat, Triflat, Acetat oder Benzoat. Bevorzugt ist A- ein Halogenid, besonders bevorzugt Chlorid.The silylalkylboranes according to the invention can be reacted with amines of the type N (R 4 ) 3 or the corresponding ammonium salts HN (R 4 ) 3 + A - to the silylalkylborazines described, where R 4 each independently has the meanings given above. A represents any anion, and is especially a halide, such as F -, Cl -, Br - or I -, SO 4 2-, a group, an NO 3 - group, or a nitrite, chlorate, perchlorate, carbamate, tartrate , Phosphate, pentaborate, chromate, citrate, hydrogen citrate, carbonate, hydrogen carbonate, triflate, acetate or benzoate. A - is preferably a halide, particularly preferably chloride.
Die Umsetzung der Silylalkylborane mit den Aminen bzw. Ammoniumsalzen erfolgt bevorzugt mit oder ohne Lösemittel bei Temperaturen zwischen -100°C und 200°C, mehr bevorzugt bei Temperaturen zwischen 20°C und 50°C.The reaction of the silylalkylboranes with the amines or ammonium salts is preferably carried out with or without solvent at temperatures between -100 ° C and 200 ° C, more preferably at temperatures between 20 ° C and 50 ° C.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der Silylalkylborazine geht von
Borazinen des Typs
Another method for producing the silylalkylborazines is from borazines of the type
aus, worin R4 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R"), OR', worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen, Sn(R*)3 oder Si(R*)3 darstellt, worin R* jeweils unabhängig dieselben Bedeutungen wie R hat.from where R 4 are each independently hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, N (R ') (R "), OR', where R 'and R" are each independently hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 represents carbon atoms, represents Sn (R *) 3 or Si (R *) 3 , where R * each independently has the same meaning as R.
Diese Borazine werden in Gegenwart einer geeigneten Kombination aus
Katalysator, Base und Säurefänger (z. B. ein Zeolith) mit Silanen des Typs
These borazines are in the presence of a suitable combination of catalyst, base and acid scavenger (e.g. a zeolite) with silanes of the type
umgesetzt, worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellt, und R2 und R3 jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen. X bedeutet Wasserstoff, Halogen, Sn(R*)3 oder Si(R*)3 worin R* jeweils unabhängig dieselben Bedeutungen wie R bei den Silylalkylborazinen hat.implemented, in which R 1 each independently of one another denotes hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, N (R ') (R ") or OR', in which R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 represents up to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C. Represent atoms. X denotes hydrogen, halogen, Sn (R *) 3 or Si (R *) 3 where R * each independently has the same meanings as R for the silylalkylborazines.
Besonders bevorzugt wird bei dieser Umsetzung ein Borazin eingesetzt, bei dem R4 am Bor Halogen darstellt und R4 am Stickstoff Wasserstoff darstellt und ein Silan einsetzt, bei dem X = Wasserstoff.This reaction particularly preferably uses a borazine in which R 4 on the boron is halogen and R 4 on nitrogen is a hydrogen and uses a silane in which X = hydrogen.
Gegenstand der Erfindung sind zudem Oligo- und Polyborocarbosilazane erhältlich aus den erfindungsgemäßen molekularen Silylalkylboranen oder Silylalkylborazinen, dadurch gekennzeichnet, dass in erster Koordinationssphäre jedes Siliciumatom mindestens ein Kohlenstoffatom aufweist und dieses an ein Boratom gebunden ist, wobei dieses Boratom zusätzlich noch an zwei Stickstoffatome gebunden ist. The invention also relates to oligo- and polyborocarbosilazanes obtainable from the molecular silylalkylboranes or Silylalkylborazines, characterized in that in the first Coordination sphere of each silicon atom at least one carbon atom has and this is bound to a boron atom, said boron atom is additionally bound to two nitrogen atoms.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Oligo- oder Polyborocarbosilazans, bei dem ein Silylalkylboran der Formel (I) oder ein Silylalkylborazin der Formel (X) mit einer Verbindung R'R"NH, worin R', R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlen wasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellt, bei Temperaturen von -100°C bis 300°C umgesetzt wird.The invention also relates to a method for producing a such oligo- or polyborocarbosilazane, in which a silylalkylborane Formula (I) or a silylalkylborazine of formula (X) with a compound R'R "NH, where R ', R" are each independently hydrogen or a carbon represents hydrogen residue with 1 to 20 carbon atoms, at temperatures of -100 ° C to 300 ° C is implemented.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße molekulare Silylalkylboran oder Silylalkylborazin mit mindestens der n-fachen molaren Menge, insbesondere mit mindestens der 2n-fachen molaren Menge, wobei n die Zahl der vernetzungsfähigen Stellen im Molekül bedeutet, mehr bevorzugt einem Überschuss Ammoniak und/oder einem Organylamin der Formel H2NR oder HNR2 mit R = H, C1-C6-Alkyl, Vinyl oder Phenyl pro Mol Silylalkylboran mit oder ohne Lösemittel bei Temperaturen zwischen -100 und 300°C umgesetzt.The molecular silylalkylborane or silylalkylborazine according to the invention is preferred with at least n times the molar amount, in particular with at least 2n times the molar amount, where n is the number of crosslinkable sites in the molecule, more preferably an excess of ammonia and / or an organylamine of the formula H 2 NR or HNR 2 with R = H, C 1 -C 6 alkyl, vinyl or phenyl per mole of silylalkylborane with or without solvent at temperatures between -100 and 300 ° C.
Die Oligo- oder Polyborocarbosilazane können aus den Vorläuferverbindungen, insbesondereden oben genannten Silylalkylboranen oder Silylalkylborazinen auch durch direkte Polymerisation der Einkomponentenvorläufer, insbesondere durch Polykondensation bei Temperaturen zwischen -100°C und 500°C gebildet werden. Die Verwendung von Ammoniak oder/und Aminen ist bei der direkten Polymerisierung nicht erforderlich.The oligo- or polyborocarbosilazanes can be obtained from the Precursor compounds, especially the above-mentioned silylalkylboranes or silylalkylborazines also by direct polymerization of the One-component precursor, in particular by polycondensation Temperatures between -100 ° C and 500 ° C are formed. The Use of ammonia and / or amines is direct Polymerization is not required.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren, womit die rheologischen Eigenschaften der Oligo- oder Polyborocarbosilazane, die in Form von flüssigen, zähflüssigen oder festen, zum Teil löslichen und schmelzbaren Polymeren anfallen, mit Ammoniak oder durch Temperaturbehandlung eingestellt werden können. Durch die Art der Polymerbildung kann der Vernetzungsgrad der Oligo- oder Polyborocrbosilazane eingestellt werden. Bei Verwendung von Ammoniak oder Aminen entstehen hoch quervernetzte Strukturen, während bei der direkten Polymerisation durch Temperaturbehandlung, z. B. bei ≦ 500°C, bevorzugt bei ≦ 300°C überwiegend lineare Strukturen erhalten werden. Somit können Oligo- bzw. Polyborocarbosilazane mit unterschiedlichen, gewünschten rheologischen Eigenschaften gezielt hergestellt werden bzw. die rheologischen Eigenschaften von Oligo- oder Polyborocarbosilazanen durch eine entsprechende Nachbehandlung modifiziert werden.The invention also relates to a method by which the rheological properties of the oligo- or polyborocarbosilazanes described in Form of liquid, viscous or solid, partly soluble and fusible polymers with ammonia or through Temperature treatment can be set. By the nature of the Polymer formation can be the degree of crosslinking of the oligo- or Polyborocrbosilazane be adjusted. When using ammonia or amines form highly cross - linked structures, while in direct polymerization by temperature treatment, e.g. B. at ≦ 500 ° C, predominantly linear structures are preferably obtained at ≦ 300 ° C. Thus, oligo- or polyborocarbosilazanes with different, the desired rheological properties are produced or the rheological properties of oligo- or polyborocarbosilazanes be modified by an appropriate after-treatment.
Die Oligo- oder Polyborocarbosilazane fallen in Form von flüssigen, zähflüssigen oder festen, zum Teil löslichen und schmelzbaren Polymeren an, die verschiedenen Formgebungsverfahren unterzogen werden können, z. B. Formgießen, Verspinnen zu Fasern, Ziehen von Folien, Herstellung von Beschichtungen durch verschiedene Beschichtungsverfahren wie Tauch- ("Dip-Coating") oder Fliehkraftbeschichtungen ("SpinCoating"), bevor diese beispielsweise zu Siliciumborcarbidnitridkeramiken umgesetzt werden.The oligo- or polyborocarbosilazanes fall in the form of liquid, viscous or solid, partly soluble and meltable polymers which can be subjected to various shaping processes, z. B. casting, spinning into fibers, drawing of films, production of coatings by various coating processes such as Dip (Coating) or centrifugal (SpinCoating) coatings, before they are converted into silicon boron carbide nitride ceramics, for example become.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Siliciumborcarbidnitridkeramik, bei dem man ein erfindungsgemäßes Oligo- oder Polyborocarbosilazan mit dem Strukturelement Si-C-B(N)-N oder ein Silylalkylboran der Formel (I) oder ein Silylalkylborazin der Formel (X) in einer inerten oder einer Ammoniak-haltigen Atmosphäre bei Temperaturen zwischen -200°C und +2000°C pyrolysiert und anschließend in einer inerten oder Ammoniak-haltigen Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 800°C und 2000°C calciniert.Another object of the invention is a method for manufacturing a silicon boron carbide nitride ceramic, in which one Oligo- or polyborocarbosilazane with the structural element Si-C-B (N) -N or a silylalkylborane of the formula (I) or a silylalkylborazine of the formula (X) in an inert or ammonia-containing atmosphere at temperatures pyrolyzed between -200 ° C and + 2000 ° C and then in one inert or ammonia-containing atmosphere at temperatures between Calcined at 800 ° C and 2000 ° C.
Die inerte Atmosphäre kann ausgewählt werden aus einer Edelgasatmos phäre, beispielsweise einer Argon- oder Heliumatmosphäre, einer Stick stoffatmosphäre oder einer Atmosphäre aus einem anderen Inertgas, welches unter den Reaktionsbedingungen zwischen 800°C und 1700°C nicht mit den Reaktionspartnern reagiert. The inert atmosphere can be selected from an inert gas atmosphere sphere, for example an argon or helium atmosphere, a stick atmosphere or an atmosphere from another inert gas, which under the reaction conditions between 800 ° C and 1700 ° C does not react with the reactants.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Oligo- oder Polyborocarbosilazane mehrere Stunden bei Temperaturen zwischen 30 und 1000°C getempert. Anschließend werden diese vorzugsweise zur Entfernung von Wasserstoff bei Temperaturen zwischen 1200 und 1600°C, mit bevorzugten Aufheizraten von 1-100 K/min. in Stickstoff- oder Argonatmosphäre calciniert.In a preferred embodiment of the method according to the invention the oligo- or polyborocarbosilazanes at several hours Temperatures between 30 and 1000 ° C annealed. Then be this preferably for the removal of hydrogen at temperatures between 1200 and 1600 ° C, with preferred heating rates of 1-100 K / min. calcined in a nitrogen or argon atmosphere.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem durch das oben beschriebene Verfahren hergestellte Siliciumborcarbidnitridkeramiken aus den erfindungsgemäßen Oligo- oder Polyborocarbosilazanen.The invention also relates to what is described above Processed silicon boron carbide nitride ceramics from the oligo- or polyborocarbosilazanes according to the invention.
Bevorzugt enthalten diese Keramiken das N-Si-C-B-N-Strukturelement. Die erfindungsgemäßen Keramiken können bei der Pyrolyse sowohl kristallin als auch amorph anfallen. Bevorzugt handelt es sich um ein Siliciumborcarbid nitridpulver. Wegen der besonders vorteilhaften Eigenschaften werden Keramiken bevorzugt, bei denen die Elemente N, Si, C und B zu mehr als 93 Gew.-% enthalten sind.These ceramics preferably contain the N-Si-C-B-N structural element. The Ceramics according to the invention can be both crystalline and pyrolysis also occur amorphously. It is preferably a silicon boron carbide nitride powder. Because of the particularly advantageous properties Ceramics preferred, in which the elements N, Si, C and B to more than 93 wt .-% are included.
Die Kristallisation des amorphen Materials zu einer Kompositkeramik mit mindestens einem der Materialien SiC, Si3N4, BN, C und B4C kann durch Auslagern bei einer Temperatur größer als 1400°C erfolgen. In einer solchen Kompositkeramik sind die Bestandteile im Nanometermaßstab im Wesentlichen völlig homogen verteilt, liegen also in monodisperser Verteilung vor. Die erfindungsgemäßen Kompositkeramiken zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Temperaturbeständigkeit aus und können ganz oder teilweise kristallin, insbesondere als Pulver vorliegen.The amorphous material can be crystallized to form a composite ceramic with at least one of the materials SiC, Si 3 N 4 , BN, C and B 4 C by aging at a temperature greater than 1400 ° C. In such a composite ceramic, the constituents are essentially completely homogeneously distributed on the nanometer scale, that is to say they are present in a monodisperse distribution. The composite ceramics according to the invention are particularly notable for their high temperature resistance and can be wholly or partly crystalline, in particular as a powder.
Die Oligo- oder Polyborocarbosilazane, Keramiken und Kompositkeramiken können zur Herstellung von keramischen Pulvern, keramischen Beschich tungen, keramischen Formkörpern, keramischen Folien, keramischen Fasern oder keramischen Mikrostrukturen verwendet werden. The oligo- or polyborocarbosilazanes, ceramics and composite ceramics can for the production of ceramic powders, ceramic coating tion, ceramic moldings, ceramic foils, ceramic fibers or ceramic microstructures can be used.
Die erfindungsgemäßen Silylalkylborane, Oligo- und Polyborocarbosilazane können in einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder physika lischen Gasphasenabscheidung (PVD) eingesetzt werden. Durch die Be schichtung von Substraten mittels CVD oder PVD können keramische Überzüge oder Beschichtungen hergestellt werden. Die Gasphasen abscheidung kann dabei wie im Stand der Technik beschrieben durchgeführt werden (siehe z. B. DE 196 35 848).The silylalkylboranes, oligo- and polyborocarbosilazanes according to the invention can be in a chemical vapor deposition (CVD) or physika Chemical vapor deposition (PVD) can be used. By the Be Layering substrates using CVD or PVD can be ceramic Coatings or coatings are made. The gas phases Deposition can be as described in the prior art be carried out (see e.g. DE 196 35 848).
Mikrostrukturen können beispielsweise durch Spritzguss oder litho graphische Verfahren erzeugt werden. Die Keramiken eignen sich zur Herstellung von Verbundwerkstoffen. Besonders bevorzugt werden die Keramiken in Form von Fasern hergestellt, aus denen beispielsweise Gewebe beziehungsweise Geflechte angefertigt werden, die als Füllstoffe zur Erhöhung der Festigkeit oder Zähigkeit für andere Keramiken eingesetzt werden können.Microstructures can be produced, for example, by injection molding or litho graphic processes are generated. The ceramics are suitable for Manufacture of composite materials. The are particularly preferred Ceramics made in the form of fibers from which, for example Fabrics or braids are made that are used as fillers used to increase the strength or toughness of other ceramics can be.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung einer Verbindung der Formel (I)
The present invention further provides a process for the preparation of a compound of the formula (I)
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2 (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 (I)
worin jeweils unabhängig voneinander R einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis
20 C-Atomen, Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder O(R') darstellt, wobei
R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasser
stoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten und R1 und R2 unabhängig voneinan
der Wasserstoff, Halogen oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-
Atomen bedeuten. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Silan
der allgemeinen Formel (VI)
wherein each independently of one another R represents a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or O (R'), where R 'and R" independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon 1 to 20 carbon atoms and R 1 and R 2 independently of one another are hydrogen, halogen or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms. In the process according to the invention, a silane of the general formula (VI)
(R)3Si-C(R1)(R2)-X (VI)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -X (VI)
worin X Wasserstoff, Halogen oder Silylreste bedeuten, mit einem Boran
der allgemeinen Formel (VII)
wherein X is hydrogen, halogen or silyl radicals, with a borane of the general formula (VII)
B(R)3 (VII)
B (R) 3 (VII)
in Gegenwart einer geeigneten Kombination aus Katalysator, Base und Säurefänger umgesetzt, worin R jeweils unabhängig voneinander einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen, Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder O(R') darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten.in the presence of a suitable combination of catalyst, base and Acid scavengers implemented, in which R each independently Hydrocarbon with 1 to 20 carbon atoms, hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or O (R '), where R' and R "are independently hydrogen or a hydrocarbon with 1 to 20 carbon atoms.
Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung einer Verbindung der Formel (I)
The present invention further provides a process for the preparation of a compound of the formula (I)
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2 (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 (I)
worin jeweils unabhängig voneinander R einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis
20 C-Atomen, Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder O(R') darstellt, wobei
R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasser
stoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten und R1 und R2 unabhängig voneinan
der Wasserstoff, Halogen oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-
Atomen bedeuten, dadurch gekennzeichnet
dass man eine CH-acide Verbindung der allgemeinen Formel (VIII)
wherein each independently of one another R represents a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or O (R'), where R 'and R" independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon 1 to 20 carbon atoms and R 1 and R 2 independently of one another are hydrogen, halogen or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, characterized
that a CH-acidic compound of the general formula (VIII)
(R)3Si-C(R1)(R2)-H (VIII)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -H (VIII)
in Gegenwart einer geeigneten Kombination aus Katalysator, Base und
Säurefänger umsetzt mit einem Boran der allgemeinen Formel (IX)
in the presence of a suitable combination of catalyst, base and acid scavenger, reacted with a borane of the general formula (IX)
X-B(R)2 (IX)
XB (R) 2 (IX)
wobei R wie oben definiert ist und X Halogen, NR'R" oder OR' darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet.where R is as defined above and X represents halogen, NR'R "or OR ', where R 'and R "independently of one another are hydrogen or a Hydrocarbon with 1 to 20 carbon atoms means.
Als Säurefänger kann bei beiden oben genannten Verfahren insbesondere ein anorganischer Ionentauscher oder ein Zeolith eingesetzt werden.As an acid scavenger, in particular in both of the above methods an inorganic ion exchanger or a zeolite can be used.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Beispiele erläutert:The invention is explained below using a few examples:
- 1. Cl3Si-CH2-Cl + Mg → Cl3Si-CH2-MgCl1. Cl 3 Si-CH 2 -Cl + Mg → Cl 3 Si-CH 2 -MgCl
- 2. Cl3Si-CH2-MgCl + Cl-B(OC2H5)2 → Cl3Si-CH2-B(OC2H5)2 + MgCl2 2. Cl 3 Si-CH 2 -MgCl + Cl-B (OC 2 H 5 ) 2 → Cl 3 Si-CH 2 -B (OC 2 H 5 ) 2 + MgCl 2
-
3. Cl3Si-CH2-B(OC2H5)2 + 2BCl3 → Cl3Si-CH2-BCl2 + 2Cl2B(OC2H5)
3Cl2B(OC2H5) → 3C2H5Cl + BCl3 + B2O3 [Kat: AlCl3]
Chlormethyltrichlorsilan: 201 mmol, 36,9 g
Magnesium: 288 mmol, 7,0 g
Bis(ethoxy)chlorboran: 224 mmol, 23,3 g
Bortrichlorid: 488 mmol, 57,2 g
Aluminiumtrichlorid: 19 mmol, 0,5 g3.Cl 3 Si-CH 2 -B (OC 2 H 5 ) 2 + 2BCl 3 → Cl 3 Si-CH 2 -BCl 2 + 2Cl 2 B (OC 2 H 5 )
3Cl 2 B (OC 2 H 5 ) → 3C 2 H 5 Cl + BCl 3 + B 2 O 3 [Cat: AlCl 3 ]
Chloromethyltrichlorosilane: 201 mmol, 36.9 g
Magnesium: 288 mmol, 7.0 g
Bis (ethoxy) chloroborane: 224 mmol, 23.3 g
Boron trichloride: 488 mmol, 57.2 g
Aluminum trichloride: 19 mmol, 0.5 g
7,0 g Magnesiumpulver werden in 150 ml abs. Diethylether suspendiert.
Durch Zugabe einiger Tropfen Chlormethyltrichlorsilan und gegebenenfalls
leichtes Erwärmen wird die Reaktion gestartet. Zu dieser Suspension wird
bei 15°C eine Lösung von 36,9 g Chlormethyltrichlorsilan in 200 ml
Diethylether zugetropft. Nach erfolgter Zugabe wird die Reaktionsmischung
auf -78°C gekühlt und 23,3 g Bis(ethoxy)chlorboran werden in einem
Guss zugegeben. Die Reaktionsmischung wird auf Raumtemperatur
erwärmt, das entstandene Magnesiumchlorid abfiltriert und das Filtrat vom
Lösemittel befreit. Auf den Rückstand werden bei -78°C 57,2 g
Bortrichlorid kondensiert. Zur Entfernung von überschüssigem Bortrichlorid
wird die Mischung auf Raumtemperatur erwärmt und mit 0,5 g
Aluminiumtrichlorid das Nebenprodukt Ethoxydichlorboran katalytisch
zersetzt. Alle flüchtigen Produkte werden in einer Kühlfalle gesammelt und
fraktioniert destilliert.
1H-NMR (300 MHz, C6D6): δ = 1,62. - 11B-NMR (96 MHz, C6D6): δ =
58,61. - 13C-NMR (75 MHz, C6D6): δ = 30,53 (d). - 29Si-NMR (60 MHz,
C6D6): δ = 3,13.7.0 g of magnesium powder in 150 ml of abs. Diethyl ether suspended. The reaction is started by adding a few drops of chloromethyltrichlorosilane and, if necessary, heating gently. A solution of 36.9 g of chloromethyltrichlorosilane in 200 ml of diethyl ether is added dropwise to this suspension at 15 ° C. After the addition has taken place, the reaction mixture is cooled to -78 ° C. and 23.3 g of bis (ethoxy) chloroborane are added in one pour. The reaction mixture is warmed to room temperature, the magnesium chloride formed is filtered off and the filtrate is freed from the solvent. 57.2 g of boron trichloride are condensed onto the residue at -78 ° C. To remove excess boron trichloride, the mixture is warmed to room temperature and the by-product ethoxydichloroborane is catalytically decomposed with 0.5 g of aluminum trichloride. All volatile products are collected in a cold trap and fractionally distilled.
1 H NMR (300 MHz, C 6 D 6 ): δ = 1.62. - 11 B NMR (96 MHz, C 6 D 6 ): δ = 58.61. - 13 C NMR (75 MHz, C 6 D 6 ): δ = 30.53 (d). - 29 Si NMR (60 MHz, C 6 D 6 ): δ = 3.13.
- 1. Cl2(CH3)Si-CH2-Cl + Mg → Cl2(CH3)Si-CH2-MgCl1. Cl 2 (CH 3 ) Si-CH 2 -Cl + Mg → Cl 2 (CH 3 ) Si-CH 2 -MgCl
- 2. Cl2(CH3)Si-CH2-MgCl + Cl-B(OC2H5)2 → Cl2(CH3)Si-CH2-B(OC2H5)2 + MgCl2 2. Cl 2 (CH 3 ) Si-CH 2 -MgCl + Cl-B (OC 2 H 5 ) 2 → Cl 2 (CH 3 ) Si-CH 2 -B (OC 2 H 5 ) 2 + MgCl 2
-
3. Cl2(CH3)Si-CH2-B(OC2H5)2 + 2BCl3 → Cl2(CH3)Si-CH2-BCl2 + 2Cl2B(OC2H5)
3Cl2B(OC2H5) → 3C2H5Cl + BCl3 + B2O3 [Kat: AlCl3]
Chlormethylmethyldichlorsilan: 197 mmol, 32,3 g
Magnesium: 288 mmol, 7,0 g
Bis(ethoxy)chlorboran: 224 mmol, 23,3 g
Bortrichlorid: 488 mmol, 57,2 g
Aluminiumtrichlorid: 19 mmol, 0,5 g3.Cl 2 (CH 3 ) Si-CH 2 -B (OC 2 H 5 ) 2 + 2BCl 3 → Cl 2 (CH 3 ) Si-CH 2 -BCl 2 + 2Cl 2 B (OC 2 H 5 )
3Cl 2 B (OC 2 H 5 ) → 3C 2 H 5 Cl + BCl 3 + B 2 O 3 [Cat: AlCl 3 ]
Chloromethylmethyldichlorosilane: 197 mmol, 32.3 g
Magnesium: 288 mmol, 7.0 g
Bis (ethoxy) chloroborane: 224 mmol, 23.3 g
Boron trichloride: 488 mmol, 57.2 g
Aluminum trichloride: 19 mmol, 0.5 g
7,0 g Magnesiumpulver werden in 150 ml abs. Diethylether suspendiert.
Durch Zugabe einiger Tropfen Chlormethylmethyldichlorsilan und
gegebenenfalls leichtes Erwärmen wird die Reaktion gestartet. Zu dieser
Suspension wird bei 15°C eine Lösung von 32,3 g
Chlormethylmethyldichlorsilan in 200 ml Diethylether zugetropft. Nach
erfolgter Zugabe wird die Reaktionsmischung auf -78°C gekühlt und 23,3 g
Bis(ethoxy)chlorboran werden in einem Guss zugegeben. Die
Reaktionsmischung wird auf Raumtemperatur erwärmt, das entstandene
Magnesiumchlorid abfiltriert und das Filtrat vom Lösemittel befreit. Auf den
Rückstand werden bei -78°C 57,2 g Bortrichlorid kondensiert. Zur
Entfernung von überschüssigem Bortrichlorid wird die Mischung auf
Raumtemperatur erwärmt und mit 0,5 g Aluminiumtrichlorid das
Nebenprodukt Ethoxydichlorboran katalytisch zersetzt. Alle flüchtigen
Produkte werden in einer Kühlfalle gesammelt und fraktioniert destilliert.
1H-NMR (300 MHz, C6D6): δ = 1,47 (CH2); 0,47 (CH3). - 11B-NMR (96 MHz,
C6D6): δ = 58,61. - 13C-NMR (75 MHz, C6D6): δ = 29,28 (d). -
29Si-NMR (60 MHz, C6D6): δ = 23,85.7.0 g of magnesium powder in 150 ml of abs. Diethyl ether suspended. The reaction is started by adding a few drops of chloromethylmethyldichlorosilane and, if necessary, heating gently. A solution of 32.3 g of chloromethylmethyldichlorosilane in 200 ml of diethyl ether is added dropwise to this suspension at 15 ° C. After the addition has taken place, the reaction mixture is cooled to -78 ° C. and 23.3 g of bis (ethoxy) chloroborane are added in one pour. The reaction mixture is warmed to room temperature, the magnesium chloride formed is filtered off and the filtrate is freed from the solvent. 57.2 g of boron trichloride are condensed onto the residue at -78 ° C. To remove excess boron trichloride, the mixture is warmed to room temperature and the by-product ethoxydichloroborane is catalytically decomposed with 0.5 g of aluminum trichloride. All volatile products are collected in a cold trap and fractionally distilled.
1 H NMR (300 MHz, C 6 D 6 ): δ = 1.47 (CH 2 ); 0.47 (CH 3 ). - 11 B NMR (96 MHz, C 6 D 6 ): δ = 58.61. - 13 C NMR (75 MHz, C 6 D 6 ): δ = 29.28 (d). - 29 Si NMR (60 MHz, C 6 D 6 ): δ = 23.85.
Cl3 Cl 3
Si-CH2 Si-CH 2
-BCl2 -BCl 2
+ 10(CH3 + 10 (CH 3
)2 ) 2
NH → [(CH3 NH → [(CH 3
)2 ) 2
N]3 N] 3
Si-CH2 Si-CH 2
-B[N(CH3 -B [N (CH 3
)2 ) 2
]2 ] 2
+ 5 (CH3 + 5 (CH 3
)2 ) 2
NH2 NH 2
Cl
Cl
(Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 75 mmol, 17,3 g
Dimethylamin: 3810 mmol, 171,8 g (Trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 75 mmol, 17.3 g
Dimethylamine: 3810 mmol, 171.8 g
Zu einer Lösung aus 171,8 g Dimethylamin in 200 ml abs. Hexan wird eine
Lösung aus 17,3 g (Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan in 200 ml abs. Hexan
zugetropft. Nach Erwärmen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur
wird das entstandene Dimethylaminhydrochlorid abfiltriert, das Filtrat vom
Lösemittel befreit und der Rückstand fraktionierend destilliert.
1H-NMR(300 MHz, C6D6): δ = 2,45 (SiNCH3); 2,50 (BNCH3).To a solution of 171.8 g dimethylamine in 200 ml abs. Hexane becomes a solution of 17.3 g (trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane in 200 ml abs. Dropped hexane. After the reaction mixture has been warmed to room temperature, the dimethylamine hydrochloride formed is filtered off, the filtrate is freed from the solvent and the residue is fractionally distilled.
1 H NMR (300 MHz, C 6 D 6 ): δ = 2.45 (SiNCH 3 ); 2.50 (BNCH 3 ).
(Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 37 mmol, 8,5 g
Dimethylamin: 1722 mmol, 53,5 g(Trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 37 mmol, 8.5 g
Dimethylamine: 1722 mmol, 53.5 g
Zu einer Lösung aus 53,5 g Dimethylamin in 120 ml abs. Hexan wird eine Lösung aus 8,5 g (Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan in 120 ml abs. Hexan zugetropft. Nach Erwärmen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur wird das entstandene Monomethylaminhydrochlorid abfiltriert und das Filtrat vom Lösemittel befreit. Das Polyborocarbosilazan verbleibt als klarer zähflüssiger Rückstand.To a solution of 53.5 g dimethylamine in 120 ml abs. Hexane becomes one Solution from 8.5 g (trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane in 120 ml abs. hexane dropwise. After warming the reaction mixture to room temperature the resulting monomethylamine hydrochloride is filtered off and the The filtrate is freed from the solvent. The polyborocarbosilazane remains as clearer viscous residue.
(Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 32 mmol, 8,7 g
Ammoniak: 5000 mmol, 85,0 g(Trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 32 mmol, 8.7 g
Ammonia: 5000 mmol, 85.0 g
8,7 g Tris(dimethylamino)silyl/bis(dimethylamino)boryl/methan werden bei -50°C in 85,0 g Ammoniak für 48 h gerührt. Nach Abdestillieren des Ammoniaks verbleibt das Polyborocarbosilazan als weißer fester Rückstand.8.7 g of tris (dimethylamino) silyl / bis (dimethylamino) boryl / methane are added -50 ° C in 85.0 g of ammonia stirred for 48 h. After distilling off the Ammoniaks remains the polyborocarbosilazane as a white solid Residue.
3Cl3 3Cl 3
Si-CH2 Si-CH 2
-BCl2 -BCl 2
+ 3(CH3 + 3 (CH 3
)3 ) 3
Si-NH-SiCl3 Si-NH-SiCl 3
→ [Cl3 → [Cl 3
Si-CH2 Si-CH 2
-BNH]3 -BNH] 3
+ 3SiCl3 + 3SiCl 3
+ 3(CH3 + 3 (CH 3
)3 ) 3
SiCl
SiCl
(Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 36 mmol, 8,4 g
(Trichlorsilyl)(trimethylsilyl)amin: 50 mmol, 11,2 g(Trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 36 mmol, 8.4 g
(Trichlorosilyl) (trimethylsilyl) amine: 50 mmol, 11.2 g
Zu einer Lösung aus 11,2 g (Trichlorsilyl)(trimethylsilyl)amin in 50 ml
Hexan wird unter Rühren bei Raumtemperatur eine Lösung aus 8,4 g
(Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan in 20 ml Hexan zugetropft. Nach 18 h
Reaktionszeit werden alle flüchtigen Komponenten bei 10 mbar abdestilliert
und der Rückstand aus Dichlormethan umkristallisiert.
1H-NMR (300 MHz, C6D6): δ = 0,61 (CH2); 4,50 (NH). - 13C-NMR (75 MHz,
C6D6): δ = 16,98. - 11B-NMR (96 MHz, C6D6): δ = 32,74.A solution of 8.4 g of (trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane in 20 ml of hexane is added dropwise to a solution of 11.2 g of (trichlorosilyl) (trimethylsilyl) amine in 50 ml of hexane with stirring at room temperature. After a reaction time of 18 h, all volatile components are distilled off at 10 mbar and the residue is recrystallized from dichloromethane.
1 H NMR (300 MHz, C 6 D 6 ): δ = 0.61 (CH 2 ); 4.50 (NH). 13 C NMR (75 MHz, C 6 D 6 ): δ = 16.98. - 11 B NMR (96 MHz, C 6 D 6 ): δ = 32.74.
3Cl3 3Cl 3
Si-CH2 Si-CH 2
-BCl2 -BCl 2
+ 3(CH3 + 3 (CH 3
)3 ) 3
Si-NH-Si(CH3 Si-NH-Si (CH 3
)3 ) 3
→ [Cl3 → [Cl 3
Si-CH2 Si-CH 2
-BNH]3 -BNH] 3
+ 6(CH3 + 6 (CH 3
)3 ) 3
SiCl
SiCl
(Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 43 mmol, 9,9 g
Hexamethyldisilazan: 45 mmol, 7,3 g(Trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 43 mmol, 9.9 g
Hexamethyldisilazane: 45 mmol, 7.3 g
Zu 9,9 g (Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan werden unter Rühren bei Raumtemperatur 7,3 g Hexamethyldisilazan zugetropft. Nach 12 h werden alle flüchtigen Komponenten im Hochvakuum abdestilliert und der Rückstand aus Dichlormethan umkristallisiert.9.9 g of (trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane are added with stirring 7.3 g of hexamethyldisilazane were added dropwise at room temperature. After 12 hours all volatile components are distilled off under high vacuum and the Crystallized residue from dichloromethane.
3Cl2 3Cl 2
(CH3 (CH 3
)Si-CH2 ) Si-CH 2
-BCl2 -BCl 2
+ 3(CH3 + 3 (CH 3
)3 ) 3
Si-NH-SiCl3 Si-NH-SiCl 3
→ [Cl2 → [Cl 2
(CH3 (CH 3
)Si-CH2 ) Si-CH 2
-BNH]3 -BNH] 3
+ 3SiCl3 + 3SiCl 3
+ 3(CH3 + 3 (CH 3
)3 ) 3
SiCl
SiCl
(Methyldichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 62 mmol, 13,0 g
(Trichlorsilyl)(trimethylsilyl)amin: 69 mmol, 15,4 g(Methyldichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 62 mmol, 13.0 g
(Trichlorosilyl) (trimethylsilyl) amine: 69 mmol, 15.4 g
Zu einer Lösung aus 15,4 g (Trichlorsilyl)(trimethylsilyl)amin in 70 ml
Hexan wird unter Rühren bei Raumtemperatur eine Lösung aus 13,0 g
(Methyldichlorsilyl)(dichlorboryl)-methan in 30 ml Hexan zugetropft. Nach
18 h Reaktionszeit werden alle flüchtigen Komponenten bei 10 mbar
abdestilliert und der Rückstand aus Dichlormethan umkristallisiert.
1H-NMR (300 MHz, C6D6): δ = 0,48 (CH3); 0,49 (CH2); 4,53 (NH). - 13C-
NMR (75 MHz, C6D6): δ = 6,84 (CH3); 14,68 (CH2). - 11B-NMR (96 MHz,
C6D6): δ = 33,60.
A solution of 13.0 g of (methyldichlorosilyl) (dichloroboryl) methane in 30 ml of hexane is added dropwise to a solution of 15.4 g of (trichlorosilyl) (trimethylsilyl) amine in 70 ml of hexane with stirring at room temperature. After a reaction time of 18 h, all volatile components are distilled off at 10 mbar and the residue is recrystallized from dichloromethane.
1 H NMR (300 MHz, C 6 D 6 ): δ = 0.48 (CH 3 ); 0.49 (CH 2 ); 4.53 (NH). 13 C NMR (75 MHz, C 6 D 6 ): δ = 6.84 (CH 3 ); 14.68 (CH 2 ). - 11 B NMR (96 MHz, C 6 D 6 ): δ = 33.60.
3Cl2 3Cl 2
(CH3 (CH 3
)Si-CH2 ) Si-CH 2
-BCl2 -BCl 2
+ 3(CH3 + 3 (CH 3
)3 ) 3
Si-NH-Si(CH3 Si-NH-Si (CH 3
)3 ) 3
→ [Cl2 → [Cl 2
(CH3 (CH 3
)Si-CH2 ) Si-CH 2
-BNH]3 -BNH] 3
+ 6(CH3 + 6 (CH 3
)3 ) 3
SiCl
SiCl
(Methyldichlorsilyl)(dichlorboryl)methan: 55 mmol, 11,5 g
Hexamethyldisilazan: 61 mmol, 9,8 g(Methyldichlorosilyl) (dichloroboryl) methane: 55 mmol, 11.5 g
Hexamethyldisilazane: 61 mmol, 9.8 g
Zu 11,5 g (Methyldichlorsilyl)(dichlorboryl)methan werden unter Rühren bei Raumtemperatur 9,8 g Hexamethyldisilazan zugetropft. Nach 12 h werden alle flüchtigen Komponenten im Hochvakuum abdestilliert und der Rückstand aus Dichlormethan umkristallisiert.11.5 g of (methyldichlorosilyl) (dichloroboryl) methane are added with stirring 9.8 g of hexamethyldisilazane were added dropwise at room temperature. After 12 hours all volatile components are distilled off under high vacuum and the Crystallized residue from dichloromethane.
B,B',B"-(Trichlorsilylmethyl)borazin: 26 mmol, 12,0 g
Dimethylamin: 1500 mmol, 46,6 gB, B ', B "- (trichlorosilylmethyl) borazine: 26 mmol, 12.0 g
Dimethylamine: 1500 mmol, 46.6 g
Zu einer Lösung aus 53,5 g Dimethylamin in 120 ml abs. Hexan wird eine Lösung aus 8,5 g (Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan in 120 ml abs. Hexan zugetropft. Nach erwärmen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur wird das entstandene Monomethylaminhydrochlorid abfiltriert und das Filtrat vom Lösemittel befreit. Das Polyborocarbosilazan verbleibt als klarer zähflüssiger Rückstand. To a solution of 53.5 g dimethylamine in 120 ml abs. Hexane becomes one Solution from 8.5 g (trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane in 120 ml abs. hexane dropwise. After warming the reaction mixture to room temperature the resulting monomethylamine hydrochloride is filtered off and the The filtrate is freed from the solvent. The polyborocarbosilazane remains as clearer viscous residue.
B,B',B"-(Methyldichlorsilylmethyl)borazin: 22 mmol, 11,5 g
Dimethylamin: 1500 mmol, 46,6 gB, B ', B "- (methyldichlorosilylmethyl) borazine: 22 mmol, 11.5 g
Dimethylamine: 1500 mmol, 46.6 g
Zu einer Lösung aus 53,5 g Dimethylamin in 120 ml abs. Hexan wird eine Lösung aus 8,5 g (Trichlorsilyl)(dichlorboryl)methan in 120 ml abs. Hexan zugetropft. Nach erwärmen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur wird das entstandene Monomethylaminhydrochlorid abfiltriert und das Filtrat vom Lösemittel befreit. Das Polyborocarbosilazan verbleibt als klarer zähflüssiger Rückstand.To a solution of 53.5 g dimethylamine in 120 ml abs. Hexane becomes one Solution from 8.5 g (trichlorosilyl) (dichloroboryl) methane in 120 ml abs. hexane dropwise. After warming the reaction mixture to room temperature the resulting monomethylamine hydrochloride is filtered off and the The filtrate is freed from the solvent. The polyborocarbosilazane remains as clearer viscous residue.
Claims (24)
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2
worin R jeweils unabhängig einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C- Atomen, Wasserstoff, Halogen, NR'R" oder OR' darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten und R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen, NR'R" oder OR' dar stellen, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten,
dadurch gekennzeichnet,
dass man ein Silan der allgemeinen Formel (II)
(R)3Si-C(R1)(R2)-X,
worin X Halogen bedeutet, mit einem Metall M bei Temperaturen unterhalb 50°C in einem aprotischen organischen Lösemittel zu einem Silan der allgemeinen Formel (III)
(R)3Si-C(R1)(R2)-M(X)w
wobei w = 0 ist, wenn M ein einwertiges Metall ist, und wobei w eine ganze Zahl ≧ 1 entsprechend der Wertigkeitsstufe von M minus 1 ist, wenn M ein mehrwertiges Metall ist,
umsetzt und die Verbindung der allgemeinen Formel (III) anschließend bei Temperaturen unterhalb 50°C mit einem Boran der allgemeinen Formel
Y-B(R)2
wobei R wie oben definiert ist und Y Halogen, NR'R" oder OR' dar stellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet, umsetzt.1. Process for the preparation of a compound of formula (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2
wherein R each independently represents a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms, hydrogen, halogen, NR'R "or OR ', where R' and R" independently of one another represent hydrogen or a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms and R 1 and R 2 independently of one another represent hydrogen, halogen, a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms, NR'R "or OR ', where R' and R" independently of one another represent hydrogen or a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms,
characterized by
that a silane of the general formula (II)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -X,
where X is halogen, with a metal M at temperatures below 50 ° C. in an aprotic organic solvent to give a silane of the general formula (III)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -M (X) w
where w = 0 if M is a monovalent metal, and where w is an integer ≧ 1 corresponding to the valence level of M minus 1 if M is a polyvalent metal,
and the compound of the general formula (III) is then reacted at temperatures below 50 ° C. with a borane of the general formula
YB (R) 2
where R is as defined above and Y represents halogen, NR'R "or OR ', where R' and R" independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms.
(R)3Si-CH2Cl
wobei R jeweils unabhängig die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben kann, in einer Grignard-Reaktion mit Magnesium-Pulver metalliert wird und anschließend mit dem Halogenboran umgesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a chloromethyl silane compound of the formula
(R) 3 Si-CH 2 Cl
where R can each independently have the meanings given in claim 1, is metallized in a Grignard reaction with magnesium powder and then reacted with the haloborane.
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(X)2,
worin jeweils unabhängig R, R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C- Atomen, einen Rest N(R')(R") oder einen Rest OR' darstellt, worin R" und R' unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlen wasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen, und X Halogen bedeutet,
dadurch gekennzeichnet,
dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel (V)
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(OR')(OR")
mit einem Elementhalogenid oder einem organischen Säurehalogenid umsetzt.4. Process for the preparation of a compound of general formula (IV)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (X) 2 ,
in which R, R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, a radical N (R ') (R ") or a radical OR', in which R" and R ' independently of one another represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, and X denotes halogen,
characterized,
that a compound of the general formula (V)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (OR ') (OR ")
with an elemental halide or an organic acid halide.
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2,
worin R jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellt, und R1 und R2 jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen.6. Molecular silylalkylborane of the general formula (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 ,
wherein R each independently represents hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C Represents atoms, and R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms ,
worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellt, und R2 und R3 jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder OR' bedeuten, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen und R4 R1, Sn(R*)3 oder Si(R*)3 bedeutet, worin R* jeweils unabhängig R2 oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet.9. Silylalkylborazine with the formula (X)
wherein R 1 each independently represents hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 Represents C atoms, and R 2 and R 3 each independently represent hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms represent and R 4 R 1 , Sn (R *) 3 or Si (R *) 3 , wherein R * each independently represents R 2 or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms.
worin R4 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R"), OR', worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen, Sn(R*)3 oder Si(R*)3 darstellt, worin R* jeweils unabhängig dieselben Bedeutungen wie für R in Anspruch 1 angegeben hat, mit Silanen des Typs
umgesetzt, worin R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C- Atomen darstellt, und R2 und R3 jeweils unabhängig Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder OR' bedeutet, worin R' und R" jeweils unabhängig Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen darstellen und X Wasserstoff, Halogen, Sn(R*)3 oder Si(R*)3 bedeutet, worin R* jeweils unabhängig dieselben Bedeutungen wie R hat.11. A process for the preparation of a silylalkylborazine according to claim 9, characterized in that a borazine of the formula (XI)
wherein R 4 are each independently hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, N (R ') (R "), OR', wherein R 'and R" are each independently hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C Represent atoms, Sn (R *) 3 or Si (R *) 3 , in which R * each independently has the same meanings as given for R in claim 1, with silanes of the type
implemented, in which R 1 each independently of one another denotes hydrogen, halogen, a hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, N (R ') (R ") or OR', in which R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 represents up to 20 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or OR', where R 'and R" each independently represent hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 C. Represent atoms and X is hydrogen, halogen, Sn (R *) 3 or Si (R *) 3 , where R * each independently has the same meaning as R.
aufweist.12. Oligo- or polyborocarbosilazane, obtainable from a compound of formula (I) according to one of claims 6 to 8 or a compound of formula (X) according to claim 9, characterized in that it has the structural feature
having.
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2,
worin jeweils unabhängig voneinander R einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen, Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder O(R') darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten und R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten, dadurch gekennzeichnet dass man ein Silan der allgemeinen Formel (VI)
(R)3Si-C(R1)(R2)-X
worin X Wasserstoff, Halogen oder Silylreste bedeuten, mit einem Boran der allgemeinen Formel (VII)
B(R)3
in Gegenwart einer geeigneten Kombination aus Katalysator, Base und Säurefänger umsetzt, worin R jeweils unabhängig voneinander einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen, Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder O(R') darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten.22. Process for the preparation of a compound of formula (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 ,
wherein each independently of one another R represents a hydrocarbon having 1 to 20 C atoms, hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or O (R'), where R 'and R" independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon having 1 are up to 20 carbon atoms and R 1 and R 2 are independently hydrogen, halogen or a hydrocarbon with 1 to 20 carbon atoms, characterized in that a silane of the general formula (VI)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -X
wherein X is hydrogen, halogen or silyl radicals, with a borane of the general formula (VII)
B (R) 3
in the presence of a suitable combination of catalyst, base and acid scavenger, wherein R each independently represents a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or O (R'), where R 'and R "independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms.
(R)3Si-C(R1)(R2)-B(R)2,
worin jeweils unabhängig voneinander R einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen, Wasserstoff, Halogen, N(R')(R") oder O(R') darstellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten und R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeuten,
dadurch gekennzeichnet
dass man eine CH-acide Verbindung der allgemeinen Formel (VIII)
(R)3Si-C(R1)(R2)-H
in Gegenwart einer geeigneten Kombination aus Katalysator, Base und Säurefänger umsetzt mit einem Boran der allgemeinen Formel (IX)
Y-B(R)2
wobei R wie oben definiert ist und Y Halogen, NR'R" oder OR' dar stellt, wobei R' und R" unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff mit 1 bis 20 C-Atomen bedeutet. 23. Process for the preparation of a compound of formula (I)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -B (R) 2 ,
wherein each independently of one another R represents a hydrocarbon having 1 to 20 C atoms, hydrogen, halogen, N (R ') (R ") or O (R'), where R 'and R" independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon having 1 are up to 20 C atoms and R 1 and R 2 are independently hydrogen, halogen or a hydrocarbon with 1 to 20 C atoms,
characterized
that a CH-acidic compound of the general formula (VIII)
(R) 3 Si-C (R 1 ) (R 2 ) -H
in the presence of a suitable combination of catalyst, base and acid scavenger, reacted with a borane of the general formula (IX)
YB (R) 2
where R is as defined above and Y represents halogen, NR'R "or OR ', where R' and R" independently of one another are hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 20 C atoms.
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|---|---|---|---|
| DE2001108069 Withdrawn DE10108069A1 (en) | 2000-09-12 | 2001-02-20 | New silylalkylborane compounds, useful for the production of ceramic powder, are prepared by reaction of a silane with a metal in an aprotic solvent followed by reaction with a borane compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10108069A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004069768A1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich | Method for production of a b/n/c/si ceramic from a borazine precursor, ceramics made by said method and use of the ceramic made by said method |
-
2001
- 2001-02-20 DE DE2001108069 patent/DE10108069A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004069768A1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich | Method for production of a b/n/c/si ceramic from a borazine precursor, ceramics made by said method and use of the ceramic made by said method |
| US7777062B2 (en) | 2003-02-03 | 2010-08-17 | Eidgenossische Technische Hochschule Zurich | Method for production of a B/N/C/Si ceramic from a borazine precursor, ceramics made by said method and use of the ceramic made by said method |
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