DE102007051516B4 - Process for the preparation of hydrogen-rich cyclosiloxanes - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Cyclosiloxanen des Typswobei n eine ganze Zahl, ausgewählt aus 1, 2 und 3, ist, durch Umsetzen von: a.) einem Halogensilan des Typs H2SiCl2 mit 1,5 bis 4 Moläquivalenten eines cyclischen Amins B, wobei das Dihalogensilan mit dem cyclischen Amin Verbindungen des Typs H2SiCl2·2B bildet, mit b) einem Salz eines Metalls aus der 1. oder 2. Hauptgruppe oder 2. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente oder Kupfer(II)Salze oder einer Mischung dieser Salze, wobei das Anion des Metallsalzes Carbonat oder Hydrogencarbonat ist und die Salze unter 1% Wasser und unter 1% Hydroxidverunreingungen enthalten, wobei die gesamte Reaktionsmischung unter 1% Wasser enthält, wobei das cyclische Amin B ausgewählt ist aus Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, und/oder substituierten Pyridininen, Pyrimidinen und Pyrazinen, wobei das Dihalogensilan zunächst mit dem cyclischen Amin unter Bildung des 1:2 komplexierten Dichlorsilans vermischt wird, bevor das Metallsalz zugesetzt wird.A process for the preparation of cyclosiloxanes of the type where n is an integer selected from 1, 2 and 3, by reacting: a.) A halosilane of the type H2SiCl2 with 1.5 to 4 molar equivalents of a cyclic amine B, wherein the dihalosilane with b) a salt of a metal from the 1st or 2nd main group or 2nd subgroup of the Periodic Table of the Elements or copper (II) salts or a mixture of these salts, wherein the anion of the Metal salt is carbonate or bicarbonate and the salts contain less than 1% water and less than 1% hydroxide contaminants, the total reaction mixture containing less than 1% water, wherein the cyclic amine B is selected from pyridine, pyrimidine, pyrazine, and / or substituted pyridinines, pyrimidines and pyrazines, wherein the dihalosilane is first mixed with the cyclic amine to form the 1: 2 complexed dichlorosilane before the metal salt is added.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Synthese von wasserstoffreichen Cyclosiloxanen des Typs (H2SiO)n. Diese Verbindungen können z. B. als Zusatzstoff für Dicht- und Härtemittel, als SiO2-Vorstufen oder als Hydriermittel Anwendung finden.The present invention relates to a process for the targeted synthesis of hydrogen-rich cyclosiloxanes of the type (H 2 SiO) n . These compounds may, for. B. as an additive for sealing and curing agents, as SiO 2 precursors or as a hydrogenating application.

Wasserstoffreiche Cyclosiloxane sind bisher vornehmlich anhand von Berechnungen untersucht worden. Mittels ab Initio Berechnungen ließen sich für kleine Zyklen – (H2SiO)n mit n = 3, 4, 5 – die Kristallstrukturdaten und somit die Symmetrie der Verbindungen vorhersagen (T. Kudo, F. Hashimoto, M. S. Gordon, Journal of Computational Chemistry 17 (1996) 1163).Hydrogen-rich cyclosiloxanes have hitherto been studied primarily on the basis of calculations. From ab initio calculations, for small cycles - (H 2 SiO) n with n = 3, 4, 5 - the crystal structure data and thus the symmetry of the compounds could be predicted (T. Kudo, F. Hashimoto, MS Gordon, Journal of Computational Chemistry 17 (1996) 1163).

Die ersten wasserstoffreichen Cyclosiloxane des Typs (H2SiO)n wurden schon in den Arbeiten von Stock et al. aus dem Jahr 1919 erwähnt und als „Prosiloxan” bezeichnet (A. Stock, C. Somieski, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 52 (1919) 695).The first hydrogen-rich cyclosiloxanes of the type (H 2 SiO) n were already used in the work of Stock et al. from 1919 and referred to as "prosiloxane" (A. Stock, C. Somieski, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 52 (1919) 695).

In den folgenden Jahrzehnten gab es vermutlich aufgrund der hohen Reaktivität der unsubstituierten Cyclosiloxane nur sehr wenige Untersuchungen auf diesem Gebiet. In der Gasphase aus Dichlorsilan und Wasser gebildetes H2SiO polymerisiert nur langsam. In der flüssigen Phase entstehen aus Dichlorsilan und Wasser Polykondensate.In the following decades, there was probably very little research in this area due to the high reactivity of the unsubstituted cyclosiloxanes. H 2 SiO formed in the gas phase from dichlorosilane and water polymerizes only slowly. In the liquid phase, polycondensates are formed from dichlorosilane and water.

DE 1214 876 B mit Anmeldetag aus dem Jahre 1963 offenbart ausschließlich die Herstellung von linearen Organopolysiloxanen. DE 1214 876 B with filing date from the year 1963 discloses exclusively the production of linear organopolysiloxanes.

US 5,334,688 ) offenbart ein Verfahren zur Synthese von organisch-substituierten zyklischen Polysiloxanen Das Verfahren umfasst mindestens 2 Schritte. Cl2HSiR wird zunächst mit dem ungesättigten R' in Gegenwart eines Hydrolysierungs-Katalysators (ein Platin-Divinyl-Komplex – s. Beispiele) zu RCl2SiR' umgesetzt, welches dann zyklisiert wird. Das Verfahren ist auf vollständig organisch-substituierte zyklische Polysiloxane beschränkt. US 5,334,688 ) discloses a process for the synthesis of organo-substituted cyclic polysiloxanes. The process comprises at least 2 steps. Cl 2 HSiR is first reacted with the unsaturated R 'in the presence of a hydrolyzing catalyst (a platinum-divinyl complex - see examples) to RCl 2 SiR', which is then cyclized. The process is limited to fully organo-substituted cyclic polysiloxanes.

Auch GB 1,213,404 ) offenbart ein Verfahren zur Polymerisation von organisch-substituierten zyklischen Trisiloxanen zu linearen Organopolysiloxanen. ZnO wird als Katalysator für die Ringöffnungspolymersation verwendet.Also GB 1,213,404 ) discloses a process for the polymerization of organo-substituted cyclic trisiloxanes to linear organopolysiloxanes. ZnO is used as a catalyst for the ring-opening polymerization.

Die Silicium-Wasserstoff-Bindung ist gegen Basen, aber auch gegen starke Säuren bei pH < 1 instabil (siehe US 2810628 ). Dies führt bei der Synthese von Cyclosiloxanen oft zu einer höheren Vernetzung des Siloxans durch T-Einheiten. Um dieser vorzubeugen, können verschiedene Techniken angewandt werden (D. Seyferth, C. Prud'Homme, G. H. Wiseman, Inorg. Chem. 22 (1983) 2163).The silicon-hydrogen bond is unstable against bases, but also against strong acids at pH <1 (see US Pat. No. 2,810,628 ). This often leads to a higher cross-linking of the siloxane by T units in the synthesis of cyclosiloxanes. To prevent this, various techniques can be used (D. Seyferth, C. Prud'Homme, GH Wiseman, Inorg. Chem. 22 (1983) 2163).

Gemäß US 2810628 resultiert bei der H2SiCl2-Hydrolyse unter Verwendung einer Mischung aus einem nichtprotischen Lösungsmittel (z. B. Hexan oder Diethylether) und geringer Mengen Wasser, ein unübersichtliches Produktgemisch, das Siloxanringe (H2SiO)n mit n = 4–23 enthält. Zusätzlich entstehen aufgrund der Chlorwasserstoffbildung höher kondensierte Ringsysteme und nichtlösliche Rückstände (Gleichung (1)):

Figure DE102007051516B4_0002
According to US Pat. No. 2,810,628 results in the H 2 SiCl 2 hydrolysis using a mixture of a non-protic solvent (eg. as hexane or diethyl ether) and small amounts of water, a confusing product mixture, the siloxane rings (H 2 SiO) n with n = 4-23 contains , In addition, due to the formation of hydrogen chloride, more highly condensed ring systems and insoluble residues are formed (equation (1)):
Figure DE102007051516B4_0002

Das cyclische Tetramer (H2SiO)4, das Pentamer (H2SiO)5 und das Hexamer (H2SiO)6 wurden als Hauptprodukte bei der Umsetzung von Dichlorsilan mit wässrigen Lösungsmitteln nachgewiesen (D. Seyferth, C. Prud'Homme, Inorg. Chem. 23 (1984) 4412).The cyclic tetramer (H 2 SiO) 4 , the pentamer (H 2 SiO) 5 and the hexamer (H 2 SiO) 6 were detected as major products in the reaction of dichlorosilane with aqueous solvents (D. Seyferth, C. Prud'Homme, Inorg. Chem. 23 (1984) 4412).

Seyferth und Mitarbeiter versuchten die „kontrollierte” Hydrolyse von Dichlorsilan mit hydratwasserhaltigem Nickelchlorid (NiCl2·6H2O) in Hexan, allerdings ohne Erfolg in Bezug auf die Einengung des Produktspektrums (D. Seyferth, C. Prud'Homme, G. H. Wiseman, Inorg. Chem. 22 (1983) 2163). Seyferth and coworkers attempted the "controlled" hydrolysis of dichlorosilane with hydratwasserhaltigem nickel chloride (NiCl 2 · 6H 2 O) in hexane, but without success in terms of (the narrowing of the product spectrum D. Seyferth, C. Prud'Homme, GH Wiseman, Inorg Chem. 22 (1983) 2163).

SU 556158 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Cyclosiloxanen mit organischen Resten (Organocyclosiloxanen), die zur Gewinnung von künstlichem Kautschuk verwendet werden können. SU 556158 discloses a process for the preparation of cyclosiloxanes with organic radicals (organocyclosiloxanes) that can be used to obtain synthetic rubber.

Als Edukte werden Diorganodichlorsilane der allgemeinen Struktur R2SiCl2 oder Organodichlorsilane der allgemeinen Struktur RHSiCl2 eingesetzt, wobei Rein organischer Rest, wie beispielsweise Methyl, Phenyl, oder Dichlorphenyl ist. Diese können mit Natrium- oder Kaliumhydrogencarbonat (1 Moläquivalent) und Pyridin (1 Moläquivalent) zu (Di-)organocyclosiloxanen umgesetzt werden.The starting materials used are diorganodichlorosilanes of the general structure R 2 SiCl 2 or organodichlorosilanes of the general structure RHSiCl 2 , with pure organic radical, such as, for example, methyl, phenyl or dichlorophenyl. These can be reacted with sodium or potassium bicarbonate (1 molar equivalent) and pyridine (1 molar equivalent) to (di) organocyclosiloxanes.

Dazu werden zunächst Pyridin und Metallhydrogencarbonat in einem geeigneten Lösemittel (z. B. Aceton, Ethylacetat, Hexan oder Toluol) gerührt. Diese Lösung wird anschließend in eine Lösung des jeweiligen (Di-)organosilans im gleichen Lösemittel getropft und für 1 bis 5 h bei 18 bis 25°C gerührt.For this purpose, first pyridine and metal hydrogen carbonate are stirred in a suitable solvent (eg acetone, ethyl acetate, hexane or toluene). This solution is then added dropwise to a solution of the respective (di) organosilane in the same solvent and stirred for 1 to 5 h at 18 to 25 ° C.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein weiter verbessertes Verfahren zur Herstellung von wasserstoffreichen Cyclosiloxanen.The present invention is a further improved process for the preparation of hydrogen-rich cyclosiloxanes.

Ebsworth et al. beschreiben in J. Chem. Soc. A, 1966, 1508–1514 Addukte, die zwischen Halogensilanen und organischen Aminbasen gebildet werden. Sie gehen dabei auf die Stöchiometrie ein und nennen u. a., dass SiH2Cl2 mit Pyridin 1:2 Addukte bildet, die als feste Salze vorliegen.Ebsworth et al. describe in J. Chem. Soc. A, 1966, 1508-1514 adducts formed between halosilanes and organic amine bases. They refer to the stoichiometry and mention, inter alia, that SiH 2 Cl 2 forms 1: 2 adducts with pyridine, which are present as solid salts.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch ein Verfahren zur Herstellung von wasserstoffreichen Cyclosiloxanen des Typs

Figure DE102007051516B4_0003
wobei n eine ganze Zahl gleich oder kleiner 3 ist und bevorzugt ausgewählt aus 1, 2 und 3 ist, durch Umsetzen:

  • a) eines Halogensilans des Typs H2SiCl2 mit mit 1,5 bis 4 Moläquivalenten eines cyclischen Amins B, wobei das Dihalogensilan mit dem cyclischen Amin Verbindungen des Typs H2SiCl2·2B bildet, mit b) einem Salz eines Metalls aus der 1. oder 2. Hauptgruppe (Gruppe 1 oder 2) oder aus der 1. oder 2. Nebengruppe (Gruppe 11 oder 12) des Periodensystems der Elemente oder einer Mischung dieser Salze,
wobei das Anion des Metallsalzes Carbonat oder Hydrogencarbonat ist und die Salze unter 1% Wasser und unter 1% Hydroxidverunreingungen enthalten,
wobei die gesamte Reaktionsmischung unter 1% Wasser enthält,
wobei das cyclische Amin B ausgewählt ist aus Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, und/oder substituierten Pyridininen, Pyrimidinen und Pyrazinen
wobei das Halogensilan zunächst mit dem cyclischen Amin vermischt wird, bevor das Metallsalz zugesetzt wird.The object is achieved according to the invention by a process for the preparation of hydrogen-rich cyclosiloxanes of the type
Figure DE102007051516B4_0003
where n is an integer equal to or less than 3 and is preferably selected from 1, 2 and 3, by reacting:
  • a) a halogenosilane of the type H 2 SiCl 2 having from 1.5 to 4 molar equivalents of a cyclic amine B, wherein the dihalosilane with the cyclic amine forms compounds of the type H 2 SiCl 2. 2B, with b) a salt of a metal from the 1 or 2nd main group (group 1 or 2) or from the 1st or 2nd subgroup (group 11 or 12) of the Periodic Table of the Elements or a mixture of these salts,
wherein the anion of the metal salt is carbonate or bicarbonate and the salts contain less than 1% water and less than 1% hydroxide contaminants,
wherein the total reaction mixture contains less than 1% water,
wherein the cyclic amine B is selected from pyridine, pyrimidine, pyrazine, and / or substituted pyridinines, pyrimidines and pyrazines
wherein the halosilane is first mixed with the cyclic amine before the metal salt is added.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft ein Einschrittverfahren, benötigt keine Zusätze von Katalysatoren und führt selektiv zu wasserstoffreichen (unsubstituierten oder einfachsubstituierten) Cyclosiloxanen.The process according to the invention is advantageously a one-step process, requires no additions of catalysts and leads selectively to hydrogen-rich (unsubstituted or monosubstituted) cyclosiloxanes.

Die Ringgröße ist vorteilhaft auf n = 3, 4, 5, 6 (insbesondere n = 4 bis 6) einstellbar, so dass größere Ringe nicht gebildet werden. Ferner besteht die Möglichkeit der Erzeugung von definierten wasserstoffreichen Polysiloxanmolekülen durch eine sanfte Ringöffnungspolymerisation.The ring size is advantageously adjustable to n = 3, 4, 5, 6 (in particular n = 4 to 6), so that larger rings are not formed. Furthermore, there is the possibility of producing defined hydrogen-rich polysiloxane molecules by a gentle ring-opening polymerization.

Bevorzugt wird das Halogensilan zunächst mit dem cyclischen Amin vermischt und dann mit dem Metallsalz in Kontakt gebracht. Durch das Vermischen mit dem Amin bildet sich ein Bis-Addukt des Typs H2SiCl2·2B, wobei B für die Aminbase steht. Preferably, the halosilane is first mixed with the cyclic amine and then contacted with the metal salt. Mixing with the amine forms a bis-adduct of the type H 2 SiCl 2. 2B, where B stands for the amine base.

Um die Halogensilan-Hydrolyse in Praxis zu starten, genügt bereits eine geringe Konzentration an Protonen. Die Hydrolyse wird vorteilhaft durch das Metallsalz gesteuert. Dieses enthält katalytische Mengen an Wasser und liefert damit die notwendigen Protonen. Neben seiner Funktion als kontrollierter Wasser- und Sauerstoffspender dient es teilweise als Fänger von Chlorwasserstoff unter Bildung der entsprechenden Metallchloride, siehe auch Gleichung (2)In order to start the halosilane hydrolysis in practice, already a low concentration of protons is sufficient. The hydrolysis is advantageously controlled by the metal salt. This contains catalytic amounts of water and thus provides the necessary protons. In addition to its function as a controlled water and oxygen donor, it serves in part as a scavenger of hydrogen chloride to form the corresponding metal chlorides, see also equation (2)

In Gleichung (2) wird das Verfahren beispielhaft anhand des Bis-Adduktes H2SiX2·2B mit X = Cl und der bevorzugten Carbonate der Metalle Li (z = 2), Ca und Zn (z = 1) näher erläutert:

Figure DE102007051516B4_0004
In equation (2), the process is explained in more detail by way of example with reference to the bis adduct H 2 SiX 2. 2B with X = Cl and the preferred carbonates of the metals Li (z = 2), Ca and Zn (z = 1):
Figure DE102007051516B4_0004

Aufgrund der langsamen Bildung der entsprechenden Metallchloride wird der entstehende Chlorwasserstoff mittels einem cyclischen Amin B, besonders bevorzugt einer Pyridinbase vom Typ PyR (mit R = Wasserstoff, Alkyl oder Halogen), abgefangen.Due to the slow formation of the corresponding metal chlorides, the hydrogen chloride formed is trapped by means of a cyclic amine B, particularly preferably a pyridine base of the type PyR (with R = hydrogen, alkyl or halogen).

Erfindungsgemäß ist das cyclische Amin B ausgewählt aus Pyridin oder substituierten Pyridinen, z. B. ausgewählt aus der Gruppe der Alkyl- oder Halogensubstuierten Pyridine, wie z. B. der Picoline (2-Methyl-, 3-Methyl-, 4-Methyl-pyridin), der Lutidine (2,3-, 2,4-, 2,5-, 3,4-, und 3,5-Dimethylpyridin), der Collidine (2,3,5-, und 2,3,6-Triimethylpyridin), oder entsprechende Ethyl-, Propyl-, t-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Vinyl-, Phenyl-, Pyridyl-, Naphtyl-, Cyclohexyl- (z. B. 4-t-Butyl- oder 4-Vinylpyridin), der Brom-substituierten Pyridine und der Dialkyl-Amin-substituierten Pyridine, wie z. B. 4-Dimethylamino-pyridin oder 4-Diethylamino-pyridin oder Pyrimidin oder Pyrazin oder ein entsprechend substituiertes Pyrimidin bzw. Pyrazin, Pyridine, Pyrimidine oder Pyrazine die in 2 und 6-Position (also z. B. 2,6-Lutidine und das 2,4,6-Collidin) substituiert sind, sind weniger bevorzugt, da diese zur Dismutation des Dichlorsilans führen und keine höherkoordinierten Verbindungen bilden. Die Art und die Stelle der Substitution am Pyridin, Pyrimidin oder Pyrazin ist ansonsten für die Reaktion nicht ausschlaggebend.According to the invention, the cyclic amine B is selected from pyridine or substituted pyridines, e.g. B. selected from the group of alkyl- or halogen-substituted pyridines, such as. As the picolines (2-methyl, 3-methyl, 4-methyl-pyridine), the lutidines (2,3-, 2,4-, 2,5-, 3,4-, and 3,5- Dimethyl pyridine), the collidines (2,3,5- and 2,3,6-tri-methylpyridine), or corresponding ethyl, propyl, t-butyl, pentyl, hexyl, vinyl, phenyl, pyridyl, , Naphthyl, cyclohexyl (e.g., 4-t-butyl or 4-vinylpyridine), the bromine-substituted pyridines, and the dialkyl-amine-substituted pyridines, such as. For example, 4-dimethylamino-pyridine or 4-diethylamino-pyridine or pyrimidine or pyrazine or an appropriately substituted pyrimidine or pyrazine, pyridines, pyrimidines or pyrazines in the 2 and 6-position (ie, for example, 2,6-lutidine and 2,4,6-collidine) are less preferred because they lead to dismutation of the dichlorosilane and do not form more highly coordinated compounds. The type and site of substitution on pyridine, pyrimidine or pyrazine is otherwise not critical to the reaction.

Ein derartiger Komplex aus Amin und Dihalogensilan (hier Pyridin und Dichlorsilan) hat beispielsweise folgende Struktur:

Figure DE102007051516B4_0005
Such a complex of amine and dihalosilane (here pyridine and dichlorosilane) has, for example, the following structure:
Figure DE102007051516B4_0005

Durch die Koordination mit 2 Molekülen cyclischen Amin, hier Pyridin, wird die Silicium-Halogen-Bindung verlängert, d. h. die Reaktivität dieser Bindung steigt.By coordination with 2 molecules of cyclic amine, here pyridine, the silicon-halogen bond is extended, d. H. the reactivity of this bond increases.

Das Dichlorsilan bildet mit dem aromatischen Amin 1:2 Komplexe (ein Molekül Dichlorsilan, und 2 Moleküle eines aromatischen Amins, wie z. B. Pyridin). Für die Reaktionsführung ist es von weniger starkem Interesse ob das aromatische Amin Pyridin, Methyl-, Ethyl-, t-Butyl-, Vinyl-, Dimethylamino- oder ein Halogen-Pyridin oder ein entsprechend substituiertes Pyrimidin bzw. Pyrazin ist. Für die Reaktion ist das Vorhandensein von reaktiven Silicium-Halogen-Bindungen ausschlaggebend. The dichlorosilane forms 1: 2 complexes with the aromatic amine (one molecule of dichlorosilane, and 2 molecules of an aromatic amine, such as pyridine). For the reaction, it is less of interest whether the aromatic amine is pyridine, methyl, ethyl, t-butyl, vinyl, dimethylamino or a halo-pyridine or a correspondingly substituted pyrimidine or pyrazine. For the reaction, the presence of reactive silicon-halogen bonds is crucial.

Um eine große Anzahl an 1:2 Komplexe zu erhalten wird das aromatische Amin erfindungsgemäß mit 1,5 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3 Moläquivalenten (bezogen auf das Dihalogensilan) eingesetzt.In order to obtain a large number of 1: 2 complexes, the aromatic amine is used according to the invention with 1.5 to 4, more preferably 2 to 3 molar equivalents (based on the dihalosilane).

Diese höherkoordinierten Verbindungen können direkt aus dem Dichlorsilan, und dem aromatischen Amin, wie z. B. substituierten Pyridinen, erzeugt werden und anschließend direkt zur Synthese von Cyclosiloxanen eingesetzt werden, eine Reinigung der höherkoordinierten Produkte ist nicht erforderlich.These higher coordinated compounds can be prepared directly from the dichlorosilane, and the aromatic amine, such as. As substituted pyridines, are generated and then used directly for the synthesis of cyclosiloxanes, a purification of the higher-coordinated products is not required.

Im Gegensatz zu dem bei Raumtemperatur gasförmigen Dichlorsilan liegen diese höherkoordinierten Verbindungen bei Raumtemperatur flüssig vor. Die höherkoordinierten Verbindungen des Typs HRSiCl2·2B lassen sich daher erheblich einfacher dosieren. Die Reaktionsführung wird dadurch erheblich vereinfacht. Ein weiter Vorteil ist, dass die Verbindungen des Typs H2SiCl2·B im Gegensatz zu den Verbindungen H2SiCl2 bei Raumtempertur lagerfähig sind.In contrast to the dichlorosilane which is gaseous at room temperature, these higher-coordinated compounds are liquid at room temperature. The higher-coordinated compounds of the HRSiCl 2 · 2B type can therefore be metered much easier. The reaction is thereby considerably simplified. A further advantage is that the compounds of the type H 2 SiCl 2 · B, in contrast to the compounds H 2 SiCl 2 are storable at room temperature.

Die als Hilfsbasen eingesetzten Amine fangen vorteilhaft den entstehenden Chlorwasserstoff ab und bewirken dadurch eine Gleichgewichtsverschiebung in Richtung des gewünschten Produkts. Das aus der der Hilfsbase und Chlorwasserstoff als Nebenprodukt gebildete Organylammoniumchlorid lässt sich vorteilhaft leicht aus der Lösung als Feststoff abtrennen.The amines used as auxiliary bases advantageously catch the resulting hydrogen chloride and thereby cause an equilibrium shift in the direction of the desired product. The organylammonium chloride formed as a by-product from the auxiliary base and hydrogen chloride can advantageously be readily separated from the solution as a solid.

Die Reaktion kann durch den Einsatz der höherkoordinierten Verbindungen vorteilhaft bei Raumtemperatur oder auch höheren Temperaturen durchgeführt werden. Niedrige Temperaturen unterstützen jedoch die Bildung kleiner Ringe. Die Synthese wird bevorzugt bei einer Temperatur von –80 bis +40°C, vorzugsweise –70 bis +10°C, besonders bevorzugt –70°C bis +5°C durchgeführt. Besonders bei kleinen Ringen (n = 3 bis 6, insbesondere bei n = 3) wird die Temperatur unter 10°C gewählt, vorzugsweise –70 bis –0°C. Da die Reaktion exotherm ist, wird die Reaktionsmischung auf die entsprechende Temperatur gekühlt, vorzugsweise mit einem Eisbad oder einer Alkohol/Trockeneis-Mischung.The reaction can be carried out advantageously by using the higher-coordinated compounds at room temperature or higher temperatures. Low temperatures, however, support the formation of small rings. The synthesis is preferably carried out at a temperature of -80 to + 40 ° C, preferably -70 to + 10 ° C, more preferably -70 ° C to + 5 ° C. Especially with small rings (n = 3 to 6, in particular n = 3), the temperature is chosen below 10 ° C, preferably -70 to -0 ° C. Since the reaction is exothermic, the reaction mixture is cooled to the appropriate temperature, preferably with an ice bath or an alcohol / dry ice mixture.

Das Amin hat bevorzugt einen maximalen Wassergehalt von unter 0,1%, besonders bevorzugt unter 0,01% Erfindungsgemäß genutzte Einflussfaktoren zur Hydrolysesteuerung mit Metallsalzen und aromatischen Aminen sind die Art der verwendeten Metallionen, die eingesetzten Anionen, der Anteil an chemisch und physikalisch gebundenem Wasser im Metallsalz, die Fähigkeit des aromatischen Amins den Chlorwasserstoff abzufangen und die Eigenschaften des verwendeten organischen Lösungsmittels, insbesondere die Polarität.The amine preferably has a maximum water content of less than 0.1%, particularly preferably less than 0.01%. Influencing factors used according to the invention for controlling hydrolysis with metal salts and aromatic amines are the type of metal ions used, the anions used and the proportion of chemically and physically bound water in the metal salt, the ability of the aromatic amine to intercept the hydrogen chloride and the properties of the organic solvent used, in particular the polarity.

Neben dem Amin kommt in der Reaktion bevorzugt ein weiteres Lösungsmittel zum Einsatz. Bevorzugte Lösungsmittel sind aprotische Lösungsmittel, besonders bevorzugt Toluol, n-Hexan, n-Pentan, Petrolether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Essigsäureethylester und Glyme sowie Mischungen dieser Lösungsmittel. Um Nebenreaktionen zu vermeiden ist das Lösungsmittel möglichst wasserfrei und hat bevorzugt einen maximalen Wassergehalt von unter 0,1%, besonders bevorzugt unter 0,01%. Besonders gute Ergebnisse wurden mit aprotischen, unpolaren Lösungsmitteln, insbesondere n-Hexan, Toluol, Cyclohexan, n-Pentan und n-Heptan erzielt. In den polareren aprotischen Lösungsmitteln, wie z. B. Essigsäurethylester und THF kommt es zur Bildung von größeren Zyklen mit n > 6.In addition to the amine, another solvent is preferably used in the reaction. Preferred solvents are aprotic solvents, particularly preferably toluene, n-hexane, n-pentane, petroleum ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate and glyme, and mixtures of these solvents. To avoid side reactions, the solvent is preferably anhydrous and preferably has a maximum water content of less than 0.1%, more preferably less than 0.01%. Particularly good results were obtained with aprotic, nonpolar solvents, in particular n-hexane, toluene, cyclohexane, n-pentane and n-heptane. In the more polar aprotic solvents such. As ethyl acetate and THF it comes to the formation of larger cycles with n> 6.

Als Kationen der Metallsalze sind Lithium-, Kupfer(II)- und Metallionen eines Metalls aus der 2. Hauptgruppe (Gruppe 2 oder IIa) oder 2. Nebengruppe (Gruppe 12 oder IIb) des Periodensystems der Elemente, wie z. B. Ca2+, Sr2+, Ba2+, Zn2+, Cd2+, bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Li+, Zn2+ und Ca2+. Etwas weniger bevorzugt sind Na+, K+, Mg2+ und Cu2+.As cations of the metal salts are lithium, copper (II) - and metal ions of a metal from the 2nd main group (group 2 or IIa) or 2nd subgroup (group 12 or IIb) of the Periodic Table of the Elements, such as. As Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ , preferred. Particularly preferred are Li + , Zn 2+ and Ca 2+ . Somewhat less preferred are Na + , K + , Mg 2+ and Cu 2+ .

Erfindungsgemäß sind Anionen der Metallsalze sind Hydrogencarbonat- und Carbonationen. Diese zersetzen sich bei der Einwirkung von Protonen zu Wasser und gasförmigem Kohlendioxid. Durch das Entweichen des Kohlendioxids wird das Gleichgewicht der Reaktion vorteilhaft zur Produktseite verschoben.According to the invention, anions of the metal salts are bicarbonate and carbonate ions. These decompose on exposure to protons to water and gaseous carbon dioxide. By the escape of the carbon dioxide, the equilibrium of the reaction is advantageously shifted to the product side.

Das Verfahren wird unter nahezu wasserfreien Bedingungen durchgeführt. Die eingesetzten Metallsalze, insbesondere Carbonate und Hydrogencarbonate, sind daher möglichst wasserfrei unter 1%, bevorzugt unter 0,1% H2O) und möglichst frei von Hydroxidverunreinigungen unter 1%, bevorzugt unter 0,1%).The process is carried out under near anhydrous conditions. Thus the metal salts used, particularly carbonates and bicarbonates are as anhydrous as possible below 1%, preferably below 0.1% H 2 O) and as free as possible of Hydroxidverunreinigungen below 1%, preferably below 0.1%).

Die gesamte Reaktionsmischung, welche Dichlorsilan und aromatisches Amin (bzw. H2SiCl2·2B), sowie Metallsalz und Lösungsmittel enthält, ist somit nahezu wasserfrei und hat erfindungsgemäß einen maximalen Wassergehalt von unter 1%, bevorzugt unter 0,1%. The entire reaction mixture, which contains dichlorosilane and aromatic amine (or H 2 SiCl 2. 2B), as well as metal salt and solvent, is thus virtually anhydrous and according to the invention has a maximum water content of less than 1%, preferably less than 0.1%.

Die gewählten Metallsalze haben vorteilhaft eine begrenzte Basizität und enthalten harte Metallionen, die einen Templat-Effekt beim Hydrolyse/Kondensations-Prozess des Dihalogensilans ausüben. Die Salze sind auch redoxstabil gegenüber der Silicium-Wasserstoff-Bindung der Siloxanringe.The selected metal salts advantageously have limited basicity and contain hard metal ions which exert a template effect in the hydrolysis / condensation process of the dihalosilane. The salts are also redox-stable with respect to the silicon-hydrogen bond of the siloxane rings.

In apolaren Lösungsmitteln eignen sich besonders Calcium-, Lithium- und Zinkcarbonat zur Hydrolysesteuerung. Beim Einsatz von basischem, wasserhaltigen Magnesiumhydroxidcarbonat (4 MgCO3·Mg(OH)2·5H2O – häufig als basisches Magnesiumcarbonat bezeichnet) und dem stärker basischen Natriumcarbonat treten unerwünschte Nebenreaktionen auf. Die zu basische Wirkung der letztgenannten Salze bedingt einen unerwünschten nucleophilen Angriff auf die Silicium-Wasserstoff-Bindungen. Der Einsatz von reinem, hydroxidfreiem Magnesiumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat und Natriumhydrogencarbonat ist jedoch möglich.In apolar solvents are particularly suitable calcium, lithium and zinc carbonate for hydrolysis. When using basic, hydrous magnesium hydroxide carbonate (4 MgCO 3. Mg (OH) 2 .5H 2 O - often referred to as basic magnesium carbonate) and the more basic sodium carbonate, undesirable side reactions occur. The too basic action of the latter salts causes an undesirable nucleophilic attack on the silicon-hydrogen bonds. However, the use of pure, hydroxide-free magnesium carbonate, potassium bicarbonate and sodium bicarbonate is possible.

Erfindungsgemäß kommt Dichlorsilan H2SiCl2 oder die entsprechenden einfach mit R substituierten Verbindungen zum Einsatz. Dichlorsilan wird in großen Mengen für die Halbleiterindustrie hergestellt und ist daher vorteilhaft ein preiswertes Ausgangsprodukt.According to the invention, dichlorosilane H 2 SiCl 2 or the corresponding compounds which are monosubstituted by R are used. Dichlorosilane is produced in large quantities for the semiconductor industry and is therefore advantageously an inexpensive starting material.

Das Dichlorsilan wird bevorzugt mit 0,5 bis 2, besonders bevorzugt mit 0,75 bis 1,25 Moläquivalenten (bezogen auf das Dihalogensilan) Metallsalz zum gewünschten Cyclosiloxan umgesetzt. Es werden vorzugsweise 20 mmol HRSiCl2 auf 10 ml bis 80 ml Lösungsmittel, bevorzugt 15 ml bis 25 ml Lösungsmittel eingesetzt.The dichlorosilane is preferably reacted with from 0.5 to 2, more preferably from 0.75 to 1.25 molar equivalents (based on the dihalosilane) metal salt to the desired cyclosiloxane. There are preferably used 20 mmol HRSiCl 2 to 10 ml to 80 ml of solvent, preferably 15 ml to 25 ml of solvent.

Die mit dem Erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten cyclischen Siloxane (H2SiO)n bzw. (HRSiO)n sind in Lösung lagerstabil.The cyclic siloxanes (H 2 SiO) n or (HRSiO) n prepared by the process according to the invention are storage-stable in solution.

Die Mischung von Zinkcarbonat als Metallsalz und Hexan oder Toluol als Lösungsmittel erbrachte die besten Ergebnisse. Diese Reaktion wird in Gleichung (3) anhand des Beispiels H2SiCl2·Pyridin erläutert:

Figure DE102007051516B4_0006
The mixture of zinc carbonate as the metal salt and hexane or toluene as the solvent gave the best results. This reaction is explained in equation (3) with reference to the example H 2 SiCl 2 .pyridine:
Figure DE102007051516B4_0006

Anstelle von Pyridin (Py) kann auch eine der anderen genannten Stickstoff-Basen zur Anwendung kommen.Instead of pyridine (Py), one of the other nitrogen bases mentioned can also be used.

Nach der beschriebenen Umsetzung werden die anorganischen Salze z. B. durch Dekantieren oder Filtration abgetrennt.After the reaction described, the inorganic salts z. B. separated by decantation or filtration.

Die durch die Reaktion erhaltenen Cyclosiloxaneringe lassen sich z. B. durch chromatographische Methoden (z. B: HPLC oder Gelpermeationschromatographie) trennen. Alternativ kann durch zumindest teilweise Abtrennung des Lösungsmittels und anschließendes Verdünnen eine Umlagerung der kleineren Cylosiloxanringe (H2SiO)4 und (H2SiO)5 in Cyclohexasiloxan (H2SiO)6 erreicht werden. Dies wird in der PCT/DE 2007/000723 (Anmeldetag 19.04.2007 S. 5ff) ausführlich beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Durch die Umlagerung wird vorteilhaft eine sehr selektive Synthese von Cyclohexasiloxan (H2SiO)6 ermöglicht. Das Abtrennen des Lösungsmittels, geschieht bevorzugt durch eine Destillation, besonders bevorzugt einer Kältedestillation bei einer Temperatur um Raumtemperatur (unter 40°C, bevorzugt unter 25°C) und einem Vakuum (einem Druck kleiner 100 hPa, bevorzugt kleiner 10 hPa). Nach erneuter Zugabe von Lösungsmittel, bevorzugt n-Hexan, erhält man das Hauptprodukt Cyclohexasiloxan (H2SiO)6, mit einem Anteil von weit über 90%. Bevorzugt wird dazu nach dem Abtrennen des Lösungsmittels unmittelbar bzw. zumindest innerhalb von 30 min, bevorzugt innerhalb von 5 min, erneut Lösungsmittel hinzugeben.The Cyclosiloxaneringe obtained by the reaction can be z. B. by chromatographic methods (eg: HPLC or gel permeation chromatography). Alternatively, by at least partial removal of the solvent and subsequent dilution, a rearrangement of the smaller cylosiloxane rings (H 2 SiO) 4 and (H 2 SiO) 5 in cyclohexasiloxane (H 2 SiO) 6 can be achieved. This is in the PCT / DE 2007/000723 (Filing date 19.04.2007 S. 5ff) described in detail, which is incorporated herein by reference. The rearrangement advantageously makes possible a very selective synthesis of cyclohexasiloxane (H 2 SiO) 6 . The separation of the solvent, is preferably carried out by distillation, particularly preferably a cold distillation at a temperature around room temperature (below 40 ° C, preferably below 25 ° C) and a vacuum (a pressure less than 100 hPa, preferably less than 10 hPa). After renewed addition of solvent, preferably n-hexane, gives the main product cyclohexasiloxane (H 2 SiO) 6 , with a proportion of well over 90%. For this purpose, after the solvent has been separated off, it is preferable to add solvent again directly or at least within 30 minutes, preferably within 5 minutes.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele näher erläutert ohne auf diese beschränkt zu sein: Alle Reaktionen wurden unter Schutzgas mit der Schlenktechnik durchgeführt.The invention is explained in more detail below by means of exemplary embodiments without being restricted to these: All reactions were carried out under protective gas using the Schlenk technique.

Es wurden kommerziell erhältliche Ausgangsstoffe verwendet und diese nach entsprechenden Laborvorschriften getrocknet. Commercially available starting materials were used and dried according to laboratory instructions.

Ausführungsbeispiel 1: Herstellung von Cyclosiloxanen vom Typ (H2SiO)n, n = 4–6 in n-Hexan mit Zinkcarbonat und H2SiCl2·2 Pyridin:Embodiment 1: Preparation of cyclosiloxanes of the (H 2 SiO) n, n = 4-6 in n-hexane with zinc carbonate and H 2 SiCl 2 · 2 pyridine:

Zunächst wird eine Lösung von Dichlorsilan in Pyridin) wie folgt hergestellt:
In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 4,23 ml (20 mmol) einer 40%igen Dichlorsilan-Toluol-Lösung unter Isopropanol/Trockeneis-Kühlung zusammen mit 40 ml Toluol vorgelegt. Zu dieser Lösung werden 3,24 g (41 mmol) Pyridin gegeben, dabei kommt es sofort zur Bildung eines weißen Niederschlages vom entstehenden Produkt. Nach Beendigung der Produktausfällung wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt und der entstandene Feststoff durch eine Filtration mit einer Schlenkfritte abgetrennt und getrocknet.
First, a solution of dichlorosilane in pyridine) is prepared as follows:
4.23 ml (20 mmol) of a 40% dichlorosilane / toluene solution under isopropanol / dry ice cooling together with 40 ml of toluene are placed in a Schlenk flask (100 ml) with magnetic stir bar. To this solution 3.24 g (41 mmol) of pyridine are added, it comes immediately to the formation of a white precipitate of the resulting product. After completion of the product precipitation, the reaction mixture is slowly warmed to room temperature and the resulting solid is separated by filtration with a Schlenk frit and dried.

Figure DE102007051516B4_0007
Figure DE102007051516B4_0007

Das derart komplexierte Dichlorsilan wird nachfolgend H2SiCl2·2 Pyridin (Py) genannt und wie folgt eingesetzt:

Figure DE102007051516B4_0008
The thus complexed dichlorosilane is subsequently H 2 SiCl 2 · 2 pyridine (Py) called and used as follows:
Figure DE102007051516B4_0008

In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 2,51 g (20 mmol) Zinkcarbonat in 40 ml n-Hexan unter Eiskühlung vorgelegt. Mittels eine Trichters werden langsam 5,16 g (20 mmol) H2SiCl2·2 Pyridin (Py) zugegeben. Nach einer Reaktionszeit von 30 min, bzw. dem Ende der Gasentwicklung, wird mittels einer Schlenkfritte der Feststoff von der Lösung abfiltriert und die Lösung NMR-spektroskopisch (nuclear magnetic resonance – DPX 400 Avance der Firma Broker, Rheinstetten, Deutschland nach der Methode DEPT 135) sowie mittels GC-MS (HP 5890 Series II gekoppelt mit einem massenselektiven Detektor HP 5971, Einsatz einer Polymethylpolysiloxansäule (30 m·0,25 mm·0,25 μm), Injektor- und Detektortemperatur 180°C) untersucht. Der Feststoff wird mehrmals mit n-Hexan gewaschen und getrocknet, um eventuell anhaftende Siloxanreste zu entfernen.
29Si-NMR-Spektrum:
δ(H2 SiO)4 = –46,6 ppm, δ(H2 SiO)5 = –48,4 ppm, δ(H2 SiO)6 = –48,7 ppm,
Verhältnis Tetramer (H2SiO)4:Pentamer (H2SiO)5:Hexamer (H2SiO)6:17,5%:14,0%:68,5%
1H-NMR-Spektrum:
δ(H 2SiO)4 = ca. 4,9 ppm, δ(H 2SiO)5 = ca. 4,8 ppm; δ(H 2SiO)6 = ca. 4,7 ppm
GC-MS-Charakterisierung:
183 m/z (H2SiO)4; 229 m/z (H2SiO)5; 275 m/z (H2SiO)6
bei einer Retentionszeit von t = 10,575 min.
In a Schlenk vessel (100 ml) with magnetic stir bar, 2.51 g (20 mmol) of zinc carbonate in 40 ml of n-hexane are placed under ice-cooling. 5.16 g (20 mmol) of H 2 SiCl 2 .2 pyridine (Py) are slowly added by means of a funnel. After a reaction time of 30 min, or the end of gas evolution, the solid is filtered off from the solution by means of a Schlenk frit and the solution by NMR spectroscopy (nuclear magnetic resonance - DPX 400 Avance Broker, Rheinstetten, Germany according to the method DEPT 135th ) and by GC-MS (HP 5890 Series II coupled with a mass selective detector HP 5971, use of a Polymethylpolysiloxansäule (30 m x 0.25 mm x 0.25 microns), injector and detector temperature 180 ° C). The solid is washed several times with n-hexane and dried to remove any adhering siloxane residues.
29 Si NMR spectrum:
δ (H 2 Si 0) 4 = -46.6 ppm, δ (H 2 Si 0) 5 = -48.4 ppm, δ (H 2 Si 0) 6 = -48.7 ppm,
Ratio tetramer (H 2 SiO) 4 : pentamer (H 2 SiO) 5 : hexamer (H 2 SiO) 6 : 17.5%: 14.0%: 68.5%
1 H-NMR spectrum:
δ ( H 2 SiO) 4 = about 4.9 ppm, δ ( H 2 SiO) 5 = about 4.8 ppm; δ ( H 2 SiO) 6 = about 4.7 ppm
GC-MS characterization:
183 m / z (H 2 SiO) 4 ; 229 m / z (H 2 SiO) 5 ; 275 m / z (H 2 SiO) 6
at a retention time of t = 10.575 min.

Die Analysenergebnisse zeigen, dass es sich bei dem synthetisiertem Produkt um die gewünschten Cyclosiloxane vom Typ (H2SiO)n, n = 4–6 in sehr hoher Reinheit handelt (mind. 98%).The analysis results show that the synthesized product is the desired cyclosiloxanes of the type (H 2 SiO) n , n = 4-6 in very high purity (at least 98%).

Ausführungsbeispiel 2: Herstellung von Cyclosiloxanen, vom Typ (H2SiO)n in Toluol mit Zinkcarbonat und H2SiCl2·2 (4-t-Butylpyridin): Exemplary Embodiment 2 Preparation of Cyclosiloxanes of the Type (H 2 SiO) n in Toluene with Zinc Carbonate and H 2 SiCl 2 .2 (4-t-Butylpyridine):

In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 3,71 g (10 mmol) H2SiCl2·2 4-t-Butylpyridin (hergestellt wie für H2SiCl2·2 Pyridin (Py) in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben) in 20 ml Toluol unter Eiskühlung vorgelegt. Mittels eines Trichters werden 1,26 g (10 mmol) ZnCO3 zugegeben. Nach Ende der Gasentwicklung wird der Feststoff über eine Schlenkfritte von der Lösung abfiltriert und die Lösung NMR-spektroskopisch, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, untersucht.
29Si-NMR-Spektrum:
δ(H2 SiO)4 = –47,0 ppm, δ(H2 SiO)5 = –48,6 ppm, δ(H2 SiO)6 = –48,8 ppm,
höhere Homologe bei δ = –48,9 ppm, δ = –49,0 ppm und δ = –50,0 ppm;
In a Schlenk flask (100 ml) with magnetic stirrer 3.71 g (10 mmol) H 2 SiCl 2 · 2 4-t-butylpyridine (prepared as described for H 2 SiCl 2 · 2 pyridine (Py) in Embodiment 1 described above) in 20 Toluene under ice cooling submitted. By means of a funnel, 1.26 g (10 mmol) of ZnCO 3 are added. After the evolution of gas has ended, the solid is filtered off from the solution via a Schlenk frit and the solution is analyzed by NMR spectroscopy as described in Example 1.
29 Si NMR spectrum:
δ (H 2 Si 0) 4 = -47.0 ppm, δ (H 2 Si 0) 5 = -48.6 ppm, δ (H 2 Si 0) 6 = -48.8 ppm,
higher homologs at δ = -48.9 ppm, δ = -49.0 ppm and δ = -50.0 ppm;

Die Analysenergebnisse zeigen, dass es sich bei dem synthetisiertem Produkt um die gewünschten Cyclosiloxane vom Typ (H2SiO)n, n = 4–6 handelt (~95%), geringe Verunreinigungen (4–5%) von höheren Ringhomologen sind nachweisbar.The analysis results show that the synthesized product is the desired cyclosiloxane type (H 2 SiO) n , n = 4-6 (~95%), minor impurities (4-5%) from higher ring homologs are detectable.

Ausführungsbeispiel 3: Herstellung von Cyclosiloxanen vom Typ (H2SiO)n in Essigester mit Calciumcarbonat und H2SiCl2·2 Pyridin:Exemplary Embodiment 3 Preparation of Cyclosiloxanes of the Type (H 2 SiO) n in Ethyl Acetate with Calcium Carbonate and H 2 SiCl 2 .2 Pyridine

In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 1,0 g (10 mmol) Calciumcarbonat in 20 ml Essigester (Essigsäureethylester) unter Eiskühlung vorgelegt. Mittels eines Trichters werden 2,58 g (10 mmol) H2SiCl2·2 Pyridin (hergestellt wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben) zugegeben. Nach Ende der Gasentwicklung und einer Reaktionszeit von 30 min wird der Feststoff über eine Schlenkfritte von der Lösung abfiltriert und diese NMR-spektroskopisch, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, untersucht:
29Si-NMR-Spektrum:
δ(H2 SiO)4 = –46,6 ppm, δ(H2 SiO)5 = –47,9 ppm, δ(H2 SiO)6 = –48,3 ppm,
höhere Homologe bei δ = –48,4 ppm, δ = –48,5 ppm und δ = –49,5 ppm
Verhältnis Tetramer (H2SiO)4:Pentamer (H2SiO)5:Hexamer (H2SiO)6:20,4%:24,0%:55,6%
In a Schlenk vessel (100 ml) with magnetic stir bar, 1.0 g (10 mmol) of calcium carbonate in 20 ml of ethyl acetate (ethyl acetate) are placed under ice-cooling. By means of a funnel to 2.58 g (10 mmol) H 2 SiCl 2 · 2 pyridine (prepared as described in Example 1 above) was added. After the end of gas evolution and a reaction time of 30 min, the solid is filtered off from the solution via a Schlenk frit and analyzed by NMR spectroscopy as described in Example 1:
29 Si NMR spectrum:
δ (H 2 Si 0) 4 = -46.6 ppm, δ (H 2 Si 0) 5 = -47.9 ppm, δ (H 2 Si 0) 6 = -48.3 ppm,
higher homologs at δ = -48.4 ppm, δ = -48.5 ppm and δ = -49.5 ppm
Ratio tetramer (H 2 SiO) 4 : pentamer (H 2 SiO) 5 : hexamer (H 2 SiO) 6 : 20.4%: 24.0%: 55.6%

Die Analysenergebnisse zeigen, dass es das es sich bei dem synthetisiertem Produkt um die gewünschten Cyclosiloxane vom Typ (H2SiO)n, n = 4–6 handelt (circa 85%), jedoch sind diese mit höheren Ringhomologen verunreinigt (circa 15%).The analysis results show that the synthesized product is the desired cyclosiloxane type (H 2 SiO) n , n = 4-6 (approximately 85%), but these are contaminated with higher ring homologs (approximately 15%). ,

Ausführungsbeispiel 4: Herstellung von Cyclosiloxanen vom Typ (H2SiO)n in Essigester mit Lithiumcarbonat H2SiCl2·2 (4-Methylpyridin):Exemplary Embodiment 4 Preparation of Cyclosiloxanes of the Type (H 2 SiO) n in Ethyl Acetate with Lithium Carbonate H 2 SiCl 2 .2 (4-Methylpyridine):

In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 0,67 g (10 mmol) Lithiumcarbonat in 20 ml Essigester (Essigsäureethylester) unter Eiskühlung vorgelegt. Mittels eines Trichters werden 2,87 g (10 mmol) H2SiCl2·2 (4-Methylpyridin) (hergestellt wie für H2SiCl2·2 Pyridin (Py) in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben) zugegeben. Nach Ende der Gasentwicklung und einer Reaktionszeit von 30 min wird der Feststoff über eine Schlenkfritte von der Lösung abfiltriert und diese NMR-spektroskopisch, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, untersucht:
29Si-NMR-Spektrum:
δ(H2 SiO)4 = –46,6 ppm, (H2 SiO)5 = –48,0 ppm, δ(H2 SiO)6 = –48,3 ppm,
höhere Homologe bei S = –48,5 ppm, S = –49,5 ppm und S = –49,7 ppm
Verhältnis Tetramer (H2SiO)4:Pentamer (H2SiO)5:Hexamer (H2SiO)6:24,7%:53,4%:21,9%
In a Schlenk vessel (100 ml) with magnetic stir bar, 0.67 g (10 mmol) of lithium carbonate in 20 ml of ethyl acetate (ethyl acetate) are introduced with ice cooling. By means of a funnel to 2.87 g (10 mmol) H 2 SiCl 2 · 2 (4-methylpyridine) (prepared as described for H 2 SiCl 2 · 2 pyridine (Py) in Embodiment 1 described) was added. After the end of gas evolution and a reaction time of 30 min, the solid is filtered off from the solution via a Schlenk frit and analyzed by NMR spectroscopy as described in Example 1:
29 Si NMR spectrum:
δ (H 2 Si 0) 4 = -46.6 ppm, (H 2 Si 0) 5 = -48.0 ppm, δ (H 2 Si 0) 6 = -48.3 ppm,
higher homologs at S = -48.5 ppm, S = -49.5 ppm and S = -49.7 ppm
Ratio tetramer (H 2 SiO) 4 : pentamer (H 2 SiO) 5 : hexamer (H 2 SiO) 6 : 24.7%: 53.4%: 21.9%

Die Analysenergebnisse zeigen, dass es es sich bei dem synthetisiertem Produkt um die gewünschten Cyclosiloxane handelt (circa 85%), jedoch sind diese mit höheren Ringhomologen verunreinigt (circa 15%).The analysis results show that the synthesized product is the desired cyclosiloxanes (approximately 85%), but they are contaminated with higher ring homologs (approximately 15%).

Ausführungsbeispiel 5: Herstellung von Cyclosiloxanen, vom Typ (H2SiO)n in Toluol mit Zinkcarbonat und H2SiCl2·2 (4-Vinylpyridin):Exemplary Embodiment 5 Preparation of Cyclosiloxanes of the Type (H 2 SiO) n in Toluene with Zinc Carbonate and H 2 SiCl 2 .2 (4-Vinylpyridine):

In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 3,11 g (10 mmol) H2SiCl2·2 4-Vinylpyridin in 20 ml Toluol unter Eiskühlung vorgelegt. Mittels eines Trichters werden 1,26 g (10 mmol) ZnCO3 zugegeben. Nach Ende der Gasentwicklung wird der Feststoff über eine Schlenkfritte von der Lösung abfiltriert und die Lösung NMR-spektroskopisch, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, untersucht.
29Si-NMR-Spektrum:
δ(H2 SiO)4 = –46,6 ppm, δ(H2 SiO)5 = –48,4 ppm, δ(H2 SiO)6 = –48,7 ppm,
In a Schlenk flask (100 ml) with magnetic stirrer 3.11 g (10 mmol) H submitted 2 SiCl 2 · 2 4-vinylpyridine in 20 ml of toluene under ice cooling. By means of a funnel, 1.26 g (10 mmol) of ZnCO 3 are added. After the evolution of gas has ended, the solid is filtered off from the solution via a Schlenk frit and the solution is analyzed by NMR spectroscopy as described in Example 1.
29 Si NMR spectrum:
δ (H 2 Si 0) 4 = -46.6 ppm, δ (H 2 Si 0) 5 = -48.4 ppm, δ (H 2 Si 0) 6 = -48.7 ppm,

Die Analysenergebnisse zeigen, dass es sich bei dem synthetisiertem Produkt um die gewünschten Cyclosiloxane vom Typ (H2SiO)n, n = 4–6 handelt (~95%).The analysis results show that there is = 4-6 is the synthesized product comprises the desired cyclosiloxanes of the (H 2 SiO) n, n (~ 95%).

Ausführungsbeispiel 6: Herstellung von Cyclosiloxanen vom Typ (H2SiO)n, n = 4–6, in n-Hexan mit Zinkcarbonat und H2SiCl2·2 (4-Dimethylaminopyridin):Exemplary Embodiment 6 Preparation of Cyclosiloxanes of the Type (H 2 SiO) n , n = 4-6, in N-Hexane with Zinc Carbonate and H 2 SiCl 2 .2 (4-Dimethylaminopyridine):

In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 3,45 g (10 mmol) H2SiCl2·2 4-Dimethylaminopyridin (hergestellt wie für H2SiCl2·2 Pyridin (Py) in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben) in 20 ml n-Hexan unter Eiskühlung vorgelegt. Mittels eine Trichters werden langsam 1,26 g (10 mmol) Zinkcarbonat zugegeben. Nach Ende der Gasentwicklung wird der Feststoff über eine Schlenkfritte von der Lösung abfiltriert und die Lösung NMR-spektroskopisch, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, untersucht.
29Si-NMR-Spektrum:
δ(H2 SiO)4 = –46,6 ppm, δ(H2 SiO)5 = –48,4 ppm, δ(H2 SiO)6 = –48,7 ppm,
1H-NMR-Spektrum:
δ(H 2SiO)4 = ca. 4,9 ppm, δ(H 2SiO)5 = ca. 4,8 ppm; δ(H 2SiO)6 = ca. 4,7 ppm
In a Schlenk flask (100 ml) with magnetic stirrer 3.45 g (10 mmol) H 2 SiCl 2 · 2 4-dimethylaminopyridine (prepared as described for H 2 SiCl 2 · 2 pyridine (Py) in Embodiment 1), in 20 ml n -Hexane submitted under ice-cooling. 1.26 g (10 mmol) of zinc carbonate are slowly added by means of a funnel. After the evolution of gas has ended, the solid is filtered off from the solution via a Schlenk frit and the solution is analyzed by NMR spectroscopy as described in Example 1.
29 Si NMR spectrum:
δ (H 2 Si 0) 4 = -46.6 ppm, δ (H 2 Si 0) 5 = -48.4 ppm, δ (H 2 Si 0) 6 = -48.7 ppm,
1 H-NMR spectrum:
δ ( H 2 SiO) 4 = about 4.9 ppm, δ ( H 2 SiO) 5 = about 4.8 ppm; δ ( H 2 SiO) 6 = about 4.7 ppm

Claims (6)

Verfahren zur Herstellung von Cyclosiloxanen des Typs
Figure DE102007051516B4_0009
wobei n eine ganze Zahl, ausgewählt aus 1, 2 und 3, ist, durch Umsetzen von: a.) einem Halogensilan des Typs H2SiCl2 mit 1,5 bis 4 Moläquivalenten eines cyclischen Amins B, wobei das Dihalogensilan mit dem cyclischen Amin Verbindungen des Typs H2SiCl2·2B bildet, mit b) einem Salz eines Metalls aus der 1. oder 2. Hauptgruppe oder 2. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente oder Kupfer(II)Salze oder einer Mischung dieser Salze, wobei das Anion des Metallsalzes Carbonat oder Hydrogencarbonat ist und die Salze unter 1% Wasser und unter 1% Hydroxidverunreingungen enthalten, wobei die gesamte Reaktionsmischung unter 1% Wasser enthält, wobei das cyclische Amin B ausgewählt ist aus Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, und/oder substituierten Pyridininen, Pyrimidinen und Pyrazinen, wobei das Dihalogensilan zunächst mit dem cyclischen Amin unter Bildung des 1:2 komplexierten Dichlorsilans vermischt wird, bevor das Metallsalz zugesetzt wird.
Process for the preparation of cyclosiloxanes of the type
Figure DE102007051516B4_0009
wherein n is an integer selected from 1, 2 and 3, by reacting: a.) a halosilane of the type H 2 SiCl 2 with 1.5 to 4 molar equivalents of a cyclic amine B, wherein the dihalosilane with the cyclic amine Compounds of the type H 2 SiCl 2. 2B forms, with b) a salt of a metal from the 1st or 2nd main group or 2nd subgroup of the Periodic Table of the Elements or copper (II) salts or a mixture of these salts, wherein the anion of the Metal salt is carbonate or bicarbonate and the salts contain less than 1% water and less than 1% hydroxide contaminants, the total reaction mixture containing less than 1% water, the cyclic amine B being selected from pyridine, pyrimidine, pyrazine, and / or substituted pyridinines, pyrimidines and pyrazines, wherein the dihalosilane is first mixed with the cyclic amine to form the 1: 2 complexed dichlorosilane before the metal salt is added.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz ausgewählt ist aus Zinkcarbonat, Calciumcarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Kupfer(II)carbonat, Magnesiumcarbonat, Strontiumcarbonat und Bariumcarbonat.A method according to claim 1, characterized in that the metal salt is selected from zinc carbonate, calcium carbonate, lithium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, copper (II) carbonate, magnesium carbonate, strontium carbonate and barium carbonate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion bei einer Temperatur von –80 bis 40°C durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of -80 to 40 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in einem aprotischen Lösungsmittel durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction is carried out in an aprotic solvent. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ausgewählt wird aus n-Hexan, n-Pentan, Essigsäureethylester, Tetrahydrofuran, Dioxan, Toluol, Cyclohexan, Glyme und Gemischen dieser Lösungsmittel.A method according to claim 4, characterized in that the solvent is selected from n-hexane, n-pentane, ethyl acetate, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, cyclohexane, glyme and mixtures of these solvents. Verwendung einer Verbindung des Typs H2SiCl2·2B, wobei B ein cyclisches Amin, ausgewählt aus Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, und/oder substituierten Pyridininen, Pyrimidinen und Pyrazinen darstellt, zur Herstellung von Cyclosiloxanen des Typs
Figure DE102007051516B4_0010
wobei n eine ganze Zahl, ausgewählt aus 1, 2 und 3, ist.
Use of a compound of the type H 2 SiCl 2. 2B, wherein B represents a cyclic amine selected from pyridine, pyrimidine, pyrazine, and / or substituted pyridinines, pyrimidines and pyrazines, for the preparation of cyclosiloxanes of the type
Figure DE102007051516B4_0010
where n is an integer selected from 1, 2 and 3.
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