DE1019652B - Verfahren zur Herstellung von fluorfreien Organosiloxanen durch Hydrolyse von Organofluorsilanen mit waessrigen AEtzalkalien - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von fluorfreien Organosiloxanen durch Hydrolyse von Organofluorsilanen mit waessrigen AEtzalkalienInfo
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Description
DEUTSCHES
Während Organochlorsilane leicht, ζ. Β. schon durch Wasser, verseift werden können, ist es von den Organofluorsilanen
bekannt, daß das am Silicium befindliche Fluoratom erst unter scharfen Reakticnsbedingungen,
z. B. in Gegenwart von Alkalien, durch Sauerstoff ersetzt werden kann.
Dieses unterschiedliche Verhalten der Organohalogensilane läßt sich in bekannter Weise ausnutzen, um fluorhaltige
Siloxane herzustellen, indem man Verbindungen der allgemeinen Formel R3FSiX3-77, worin X ein leicht
hydrolysierbarer Rest, ζ. B. Chlor, und y = 1 oder 2 ist, mit Wasser verseift. Derartige flourhaltige Siloxane
können für weitere Umsetzungen, an denen die SiF-Bindung
beteiligt wird, geeignete Zwischenprodukte darstellen; sie sind jedoch dann unerwünscht, wenn von den
Siloxanpolymeren eine größere Stabilität gegen chemische Agenzien erwartet wird.
Um fluorfreie Siloxane aus Organofluorsilanen des Typus Ra,SiF4„a,, die auf verschiedene Weise erhältlich
sind, worin R einen Alkyl- und/oder Arylrest darstellt und χ = 1, 2 oder 3 ist, herzustellen, kann man diese bekanntlich
mit Metallsalzen von Carbonsäuren oder Metallalkoholaten umsetzen und die Reaktionsprodukte anschließend
hydrolysieren. Wirtschaftlicher ist es, sie mit wäßrigem Alkalihydroxyd zur Reaktion zu bringen,
wobei das Alkalihydroxyd zur quantitativen Umsetzung der SiF-Bindungen zweckmäßigerweise im Überschuß
zugegeben wird. Bei dieser Arbeitsweise erhält man zwar fluorfreie Siloxane, jedoch ist deren Abtrennung aus der
wäßrigen Phase nur unter Verwendung großer Mengen an organischen Extraktionsmitteln und nur unvollständig
und mit größeren Ausbeuteverlusten durchzuführen.
Eine leichtere Abtrennung der gebildeten Organofluorsilan-Hydrolyseprodukte
aus der alkalischen wäßrigen Lösung läßt sich erreichen, wenn man diese vorher kondensiert. Eine derartige Kondensation kann durch
Erhitzen der alkalischen Lösung über längere Zeit bewirkt werden. Dieses Verfahren ist jedoch zeitraubend
und führt ebenfalls nicht zu einer quantitativen Abscheidung des Siloxans.
Es ist nun ferner bekannt, daß eine Kondensation Silanolgruppen enthaltender Siloxane unter anderem
auch durch die Gegenwart von H+-Ionen durchführbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei einem Ansäuern
der alkalischen, wäßrigen, die Siloxane neben Natriumfiuorid enthaltenden Lösung mit Mineralsäuren auf einen
pH-Wert von weniger als 3 zwar leicht von der wäßrigen Phase abtrennbare, jedoch stets fluorhaltige Siloxanpolymere
erhalten werden.
Es wurde nun gefunden, daß man fluorfreie Organosiloxane erhält, wenn man Alkyl- und/oder Arylreste enthaltende
Fluorsilane mit einem Überschuß an Ätzalkalien hydrolysiert und dann die das Silanhydrolysat enthaltende
wäßrige Lösung so weit ansäuert, daß ihr pH-Wert Verfahren zur Herstellung
von fluorfreien Organosiloxanen
durch Hydrolyse von Organofluorsilanen
mit wäßrigen Ätzalkalien
Anmelder:
Kali-Chemie Aktiengesellschaft,
Hannover, Hans-Böckler-Allee 20
Hannover, Hans-Böckler-Allee 20
Dr. Hans Kunowski, Hannover,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
größer als 3 ist. Zweckmäßig wird der pH-Wert auf S
und 6 eingestellt. Es lassen sich so Siloxanpolymere leicht von der wäßrigen Phase trennen, ohne daß sie
einen mit Zirkonchlorid (vgl. Methode von H. v. Zepplin, Z. angew. Ch., 63, 1951, S. 281; 64, 1952, S. 223) nachweisbaren
restlichen Fluorgehalt aufweisen.
Die Abtrennung der Siloxanschicht von der erfindungsgemäß bis zu einem pH größer als 3, zweckmäßigerweise
bis zu einem pH von 5 bis 6, angesäuerten wäßrigen Lösung kann durch einfaches Stehenlassen erfolgen.
Bessere Ausbeuten (mehr als 95%) werden jedoch erhalten, wenn man die wäßrige Schicht mit einem organischen
Lösungsmittel, z. B. Hexan, extrahiert. Destilliert man anschließend das Hexan im Vakuum bei Temperaturen
unterhalb 3O0C ab, so erhält man vorzugsweise niedere Polymere.
92,5 g (= 0,75 Mol) (C2Hg)2SiF2 werden so langsam
zu 400 ecm 5n (== 2,0 Mol) wäßriger NaOH gegeben, daß
die Temperatur nicht über 50° C steigt. Darauf wird mit 100 ecm 5n-H2SO4 bis zu einem pH-Wert von 5 bis 6 versetzt.
Aus der vorher milchigen Emulsion setzt sich das Siloxan darauf mit scharfer Trennschicht in kurzer Zeit
als ölige Flüssigkeit ab. Es wird mit 250 ecm Hexan extrahiert, worauf die das Siloxan enthaltende Hexanlösung
mit Kaliumkarbonat getrocknet und das Hexan bei einem Druck von 3 mm Hg bei einer Temperatur bis
zu 300C abdestilliert wird. Das Siloxan hat einen mit Zirkonchlorid nicht mehr nachweisbaren Fluorgehalt
(< 0,1 %), eine Viskosität von ~ 20 cSt, und es besteht im wesentlichen aus einem Gemisch des zyklischen Trisiloxans
mit dem linearen trimeren Hexaäthyltrisiloxan-
T09 806/344
10
diol. Die Ausbeute, bezogen auf (C2Hg)2SiO, beträgt
Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch werden der zur Ansäuerung erforderlichen Menge von 100 ecm
5n-H2SO4 weitere 5 ecm 5n-H2SO4 (pH-Wert etwa 2) zugegeben.
Nach Abtrennung und Isolierung des Siloxans weist dieses einen Rest-Fluorgehalt von 0,3 % auf.
Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch werden der zur Ansäuerung erforderlichen Menge von 100 ecm
Sn-H2SO4 weitere 20 ecm Sn-H2SO4 (pH-Wert etwa 1)
zugegeben. Nach Abtrennung und Isolierung des Siloxans weist dieses einen Rest-Fluorgehalt von 0,6% auf.
101 g (= 0,75 Mol) (C2Hj)3SiF werden so langsam zu
200 ecm (= 1 Mol) 5n wäßriger NaOH gegeben, daß die Temperatur nicht über 300C steigt. Darauf wird mit
5 H-H2SO4 bis zu einem pH-Wert von 5 bis 6 versetzt.
Das Hydrolyseprodukt wird mit 200 ecm Diäthyläther extrahiert, die ätherische Lösung mit Kaliumkarbonat
getrocknet und der Äther im Vakuum abgezogen. Das erhaltene Produkt hat einen unterhalb der Nachweisbarkeitsgrenze
liegenden Fluorgehalt (< 0,1 °/0) und besteht
zu mehr als 60% aus (C2Hg)3SiOH.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von fluorfreien Organosiloxanen durch Hydrolyse von Organofluorsilanen
mit wäßrigen Ätzalkalien, dadurch gekennzeichnet, daß Alkyl- und/oder Arylreste enthaltende
Fluorsilane mit einem Überschuß an Ätzalkalien hydrolysiert werden, worauf die das Silanhydrolysat
enthaltende wäßrige Lösung so weit angesäuert wird, daß ihr pH-Wert größer als 3 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung auf einen pH-Wert
von 5 bis 6 eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siloxan aus der angesäuerten
wäßrigen Lösung mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Hexan verwendet
und dieses im Vakuum unterhalb 300C abdestilliert wird.
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