DE10216233A1 - A process for preparation of a hydrosilyated alkene derivatives useful as surfactants, wetting agents or foam stabilizers for polyurethane foams, paints, coating compositions, textile and leather adjuvants, and in plant protection - Google Patents
A process for preparation of a hydrosilyated alkene derivatives useful as surfactants, wetting agents or foam stabilizers for polyurethane foams, paints, coating compositions, textile and leather adjuvants, and in plant protectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft hydrosilylierte Alkenalderivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung. The invention relates to hydrosilylated alkene derivatives, processes for their preparation and their use.
In der Literatur ist die Synthese von Acroleinacetalen beschrieben, wobei die Acroleinacetale weiter alkoxyliert werden können. Die EP-A-0 043 966 betrifft so ein Verfahren zur Herstellung von Polyethern, bei dem man einen drei- oder mehrwertigen Alkohol, bei dem mindestens zwei Hydroxylgruppen acetalisiert oder ketalisiert sind, mit Oxiranen umsetzt. Die Acetalisierung des Alkohols wird insbesondere mit Acrolein durchgeführt. Nach der Umsetzung mit beispielsweise Ethylenoxid kann das Acetal gespalten werden, und das Produkt kann als Emulgier-, Dismulgier-, Egalisiermittel und Komplexbildner verwendet werden. The synthesis of acrolein acetals is described in the literature, the Acrolein acetals can be further alkoxylated. EP-A-0 043 966 relates to such a Process for the preparation of polyethers, in which a trivalent or polyvalent Alcohol in which at least two hydroxyl groups are acetalized or ketalized with Implements oxiranes. The acetalization of the alcohol is especially with acrolein carried out. After the reaction with, for example, ethylene oxide, the acetal can can be split, and the product can be used as an emulsifier, demulsifier, leveling agent and Complexing agents can be used.
Ähnliche alkoxylierte Acetale sind in der GB-A 2 020 702 beschrieben, wobei sich die Acetalstruktur von einem aliphatischen Aldehyd ableitet. Die erhaltene ethoxylierte Verbindung wird insbesondere als Retardiermittel bei der Einfärbung von Polyestern verwendet. Similar alkoxylated acetals are described in GB-A 2 020 702, the Acetal structure derived from an aliphatic aldehyde. The ethoxylated obtained Compound is used particularly as a retardant in the coloring of polyesters used.
In der US 5,932,667 sind reaktive Addukte von Vinyldioxoverbindungen beschrieben, die bei der Herstellung von kratzfesten Beschichtungen eingesetzt werden. Die beschriebenen Verbindungen weisen ein Acroleinacetal auf, das einen endständigen Silylrest enthält. Die Verbindung wird als Bindemittel in härtbaren Beschichtungszusammensetzungen eingesetzt. In US 5,932,667 reactive adducts of vinyl dioxo compounds are described be used in the manufacture of scratch-resistant coatings. The described Compounds have an acrolein acetal that contains a terminal silyl radical. The Compound is used as a binder in curable coating compositions used.
Es ist ferner bekannt, Polyethersiloxane auf Basis von Allylalkoxylaten herzustellen, wobei Siloxane, die SiH-Gruppen enthalten, mit Allylalkoxylaten umgesetzt werden, vergleiche US 4,847,398. It is also known to produce polyether siloxanes based on allyl alkoxylates, where Siloxanes that contain SiH groups are reacted with allyl alkoxylates, compare US 4,847,398.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von hydrosilylierten Alkenalderivaten und derartigen hydrosilylierten Alkenalderivaten, die insbesondere als Tenside eingesetzt werden können. Vorzugsweise sollen sie beim Einsatz als Schaumstabilisator für Polyurethanschäume oder beim Einsatz in Wirkstoff oder Effektstoffformulierungen wie Lacken, Beschichtungszusammensetzungen, Textilhilfsmitteln, Faserbehandlungsmitteln, Pflanzenschutzformulierungen oder Kosmetika vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Besonders bevorzugt sollen die Tenside säurespaltbar sein. The object of the invention is to provide a method for producing hydrosilylated alkene derivatives and such hydrosilylated alkene derivatives which can be used in particular as surfactants. They should preferably be used as a foam stabilizer for polyurethane foams or when used in active ingredients or Effect formulations such as paints, coating compositions, Textile auxiliaries, fiber treatment agents, crop protection formulations or Cosmetics have advantageous properties. The surfactants are particularly preferred be acid-cleavable.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von
hydrosilylierten Alkenalderivaten durch Umsetzung von Alkenalderivaten der allgemeinen
Formel (I)
mit der Bedeutung
X jeweils unabhängig O, S, NH
R1, R2 unabhängig voneinander C1-30-Alkyl oder C1-30-Hydroxyalkyl,
gegebenenfalls unterbrochen von einer oder mehreren nicht benachbarten
und nicht endständigen Heteroatomgruppen, ausgewählt aus O, S, NH, SO2;
C6-12-Aryl, C7-30-Alkaryl oder C7-30-Aralkyl,
wobei R1, R2 auch zusammen einen Rest-(CR3R4-)n bilden können mit
R3, R4 jeweils unabhängig Wasserstoff oder wie für R1, R2 definiert, wobei
eine Gruppe CR3R4 auch C=O bedeuten kann,
n 2, 3 oder 4,
Y Einfachbindung oder C1-30-Alkylen,
R5 Wasserstoff, C1-30-Alkyl oder Phenyl,
mit Silanen, Siloxanen oder Oligomeren oder Polymeren davon, die mindestens eine Si-H
Gruppe aufweisen, an einem Hydrosilylierungskatalysator.
The object is achieved according to the invention by a process for the preparation of hydrosilylated alkene derivative by reaction of alkene derivatives of the general formula (I)
with the meaning
X each independently O, S, NH
R 1 , R 2 independently of one another are C 1-30 alkyl or C 1-30 hydroxyalkyl, optionally interrupted by one or more non-adjacent and non-terminal heteroatom groups, selected from O, S, NH, SO 2 ;
C 6-12 aryl, C 7-30 alkaryl or C 7-30 aralkyl,
where R 1 , R 2 together can also form a residual (CR 3 R 4 -) n with R 3 , R 4 each independently being hydrogen or as defined for R 1 , R 2 , a group CR 3 R 4 also having C = O can mean
n 2, 3 or 4,
Y single bond or C 1-30 alkylene,
R 5 is hydrogen, C 1-30 alkyl or phenyl,
with silanes, siloxanes or oligomers or polymers thereof, which have at least one Si-H group, on a hydrosilylation catalyst.
Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß Alkenalderivate der allgemeinen Formel (I) mit
Silanen, Siloxanen oder Oligomeren oder Polymeren davon, die mindestens eine Gruppe
Si-H aufweisen, an einem Hydrosilylierungskatalysator umgesetzt werden können, wobei
im fertigen Produkt Acetalgruppen vorliegen. Ein beispielhaftes Umsetzungsschema ist
nachfolgend dargestellt. Es ist ersichtlich, daß an die Polysiloxane als Seitenkette
Acroleinacetale gebunden sind, die alkoxyliert sind.
It has been found according to the invention that alkenal derivatives of the general formula (I) can be reacted with silanes, siloxanes or oligomers or polymers thereof which have at least one Si-H group on a hydrosilylation catalyst, acetal groups being present in the finished product. An example implementation scheme is shown below. It can be seen that acrolein acetals, which are alkoxylated, are bound to the polysiloxanes as the side chain.
Die im vorstehenden Reaktionsschema beispielhaft gezeigten alkoxylierten
Acroleinacetale können gemäß dem nachfolgenden Schema aus Acrolein und
mehrwertigen Alkohlen wie Trimethylolpropan (TMP) und nachfolgende Alkoxylierung
hergestellt werden.
The alkoxylated acrolein acetals shown by way of example in the above reaction scheme can be prepared according to the scheme below from acrolein and polyhydric alcohols such as trimethylolpropane (TMP) and subsequent alkoxylation.
In den erfindungsgemäßen hydrosilylierten Alkenalderivaten kann die Acetalstruktur unter sauren, auch lewissauren, Bedingungen gespalten werden, so dass der alkoxylierte Rest von der Siloxangruppe abgetrennt werden kann. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das erfindungsgemäße Tensid zu deaktivieren oder die Polysiloxaneinheiten von den Polyethereinheiten abzutrennen. Es ist dabei beispielsweise möglich, die so abgetrennten Polysiloxane durch Phasentrennung zu entfernen. Es ist beispielsweise auch möglich, die Polysiloxane in Form des Tensids in ein Material einzubringen, wobei nach der Spaltung nur noch das Siloxan im Produkt vorliegt, während die Polyetherketten entfernt werden. Die Eigenschaft als spaltbares Tensid kann insbesondere für textile Anwendungen und bei der Formulierung von Wirk- und Effektstoffen interessant sein. In the hydrosilylated alkene alder derivatives according to the invention, the acetal structure can be below acidic, also Lewis acidic, conditions are split, leaving the alkoxylated residue can be separated from the siloxane group. This makes it possible, for example, to deactivate the surfactant according to the invention or the polysiloxane units from the Separate polyether units. It is possible, for example, to separate them Remove polysiloxanes by phase separation. It is also possible, for example, the Introducing polysiloxanes in the form of the surfactant into a material, after cleavage only the siloxane remains in the product while the polyether chains are removed. The property as a cleavable surfactant can be used in particular for textile applications and the formulation of active substances and effect substances.
Die vorstehende Erläuterung bezieht sich beispielhaft auf Acroleinacetale, die Alkoxidgruppen aufweisen. Entsprechendes gilt für die anderen vorstehend genannten Alkenalderivate der allgemeinen Formel (I). The above explanation relates, by way of example, to acrolein acetals which Have alkoxide groups. The same applies to the others mentioned above Alkene derivatives of the general formula (I).
In den vor- und nachstehend aufgeführten Formeln treten gleichbezeichnete Reste teilweise mehrfach auf. Dabei kann an jeder Position jeder der Reste individuell aus den angegebenen Bedeutungen ausgewählt sein. Es können jedoch auch gleichbezeichnete Reste die identische Bedeutung im gesamten Molekül haben. Die Ausdrücke "jeweils unabhängig" und "unabhängig voneinander" drücken aus, dass jeder der angegebenen Reste individuell und unabhängig von den Bedeutungen der anderen Reste aus den angegebenen Bedeutungen ausgewählt sein kann. In the formulas listed above and below, the same-named residues occur in part multiple times. At each position, each of the residues can be made individually from the specified meanings selected. However, it can also have the same name Residues have the same meaning in the entire molecule. The expressions "each independent "and" independent of each other "express that each of the specified Residues individually and regardless of the meaning of the other residues from the specified meanings can be selected.
In den Alkenalderivaten der allgemeinen Formel (I) bedeutet X jeweils unabhängig O, S oder NH. Dabei können die beiden Gruppen X identisch oder voneinander verschieden sein. Vorzugsweise sind die Reste X jeweils unabhängig O oder S. insbesondere sind beide Reste X Sauerstoffatome. In the alkene derivatives of the general formula (I), X each independently denotes O, S. or NH. The two groups X can be identical or different from one another his. The radicals X are each independently O or S. In particular, both are Residues X oxygen atoms.
Die Reste R1 und R2 können unabhängig voneinander eine der folgenden Bedeutungen
haben:
C1-30-Alkyl, bevorzugt C1-12-Alkyl, insbesondere C1-6-Alkyl. Die Alkylreste können dabei
linear oder verzweigt sein. Entsprechend können auch Hydroxyalkylreste mit gleicher
Kohlenstoffzahl eingesetzt werden. Es handelt sich dabei insbesondere um endständige
Hydroxyalkylreste. Die Alkyl- oder Hydroxyalkylreste können gegebenenfalls von einer
oder mehreren nicht benachbarten und nicht endständigen Heteroatomgruppen
unterbrochen sein, die ausgewählt sind aus O, S, NH, SO2. Dabei können in jeder Kette
mehrere unterschiedliche der genannten Heteroatomgruppen vorliegen. Insbesondere
liegen Sauerstoffatome vor, die die Alkylkette unterbrechen. In den Resten R1 und R2 kann
durch die Unterbrechung der Alkylkette beispielsweise durch Sauerstoffatome eine
Struktur erhalten werden, die sich von Alkylenoxiden ableiten kann. Bevorzugte
Alkylenoxide sind Ethylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid, besonders bevorzugt
Ethylenoxid und Propylenoxid, besonders bevorzugt Ethylenoxid. Dabei können
unterschiedliche Alkylenoxide entlang der Kette vorliegen. Es kann sich um blockartige
Verbindungen oder um statistisch verteilte Verbindungen handeln, in denen
Alkylenoxidblöcke oder einzelne unterschiedliche Alkylenoxideinheiten vorliegen. Dies
bedeutet, dass die Alkylengruppe zwischen zwei Sauerstoffatomen auch verzweigt sein
kann, wie es vorstehend im Reaktionsschema dargestellt ist. Die genannten Reste können
sich beispielsweise von Hydroxyalkylgruppen ableiten, die mit einem oder
unterschiedlichen Alkylenoxiden weiter umgesetzt sind.
The radicals R 1 and R 2 can independently have one of the following meanings:
C 1-30 alkyl, preferably C 1-12 alkyl, especially C 1-6 alkyl. The alkyl radicals can be linear or branched. Accordingly, hydroxyalkyl radicals with the same carbon number can also be used. These are, in particular, terminal hydroxyalkyl residues. The alkyl or hydroxyalkyl radicals can optionally be interrupted by one or more non-adjacent and non-terminal heteroatom groups which are selected from O, S, NH, SO 2 . Several different of the heteroatom groups mentioned can be present in each chain. In particular, there are oxygen atoms that interrupt the alkyl chain. In the radicals R 1 and R 2 , a breakdown of the alkyl chain, for example by oxygen atoms, can give a structure which can be derived from alkylene oxides. Preferred alkylene oxides are ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide, particularly preferably ethylene oxide and propylene oxide, particularly preferably ethylene oxide. Different alkylene oxides can be present along the chain. They can be block-like compounds or statistically distributed compounds in which alkylene oxide blocks or individual, different alkylene oxide units are present. This means that the alkylene group can also be branched between two oxygen atoms, as shown above in the reaction scheme. The radicals mentioned can be derived, for example, from hydroxyalkyl groups which are further reacted with one or different alkylene oxides.
Im vorstehenden Formelschema können m und n jeweils Werte von vorzugsweise 0 bis 30, bevorzugt 0 bis 20 aufweisen. Besonders bevorzugt liegen I bis 15 Ethylenoxideinheiten vor. In the above formula, m and n can each have values of preferably 0 to 30, preferably have 0 to 20. I to 15 ethylene oxide units are particularly preferably in front.
Die Reste R1 und R2 können auch unabhängig voneinander C6-12-Aryl, vorzugsweise Phenyl, C7-30-Alkaryl, bevorzugt C7-13-Alkaryl oder C7-30-Aralkyl, vorzugsweise C7-13- Aralkyl bedeuten. Vorzugsweise liegt nur in einem der Reste R1 oder R2 eine aromatische Gruppe vor. The radicals R 1 and R 2 can also independently of one another C 6-12 aryl, preferably phenyl, C 7-30 alkaryl, preferably C 7-13 alkaryl or C 7-30 aralkyl, preferably C 7-13 aralkyl mean. An aromatic group is preferably present only in one of the radicals R 1 or R 2 .
Vorzugsweise können die Reste R1 und R2 auch zusammen einen Rest -(CR3R4-)n bilden
mit
R3, R4 jeweils unabhängig Wasserstoff oder wie vorstehend für R, R1, R2 definiert, wobei
eine Gruppe CR3R4 auch C=O bedeuten kann,
n 2, 3 oder 4.
The radicals R 1 and R 2 can preferably also form a radical - (CR 3 R 4 -) n together with
R 3 , R 4 are each independently hydrogen or as defined above for R, R 1 , R 2 , where a group CR 3 R 4 can also mean C = O,
n 2, 3 or 4.
In dieser Ausführungsform bildet die Gruppe -(CR3R4-)n damit ein zyklisches System, im Falle von X=O ein Acetal, aus. Wenn n den Wert 2 hat, wird ein 5-Ring gebildet, wenn n den Wert 3 hat, ein 6-Ring und wenn n den Wert 4 hat, ein 7-Ring, bevorzugt wird ein 6- Ring ausgebildet, wobei n den Wert 3 hat. Dabei können R3 und R4 an jeder Position unabhängig voneinander die angegebenen Bedeutungen haben. Vorzugsweise sind nur an einer Position die Reste R3 und R4 beide von Wasserstoff verschieden. Vorzugsweise liegt im Rest -(CR3R4-)n nur ein längerer Alkylrest vor, der durch die genannten Heteroatomgruppen unterbrochen ist. Besonders bevorzugt liegt ein derartiger Alkylrest vor, der durch die genannten Heteroatomgruppen unterbrochen ist, und gegebenenfalls zusätzlich ein Alkylrest, der nicht durch Heteroatomgruppen unterbrochen ist. Vorzugsweise liegt für n = 3 eine Gruppe -CH2-CR3R4-CH2- vor. Dabei kann R3 insbesondere eine der angegebenen Bedeutungen haben, während R4 ein C1-30-Alkylrest oder C1-30-Hydroxyalkylrest ist. In this embodiment, the group - (CR 3 R 4 -) n thus forms a cyclic system, in the case of X = O an acetal. If n has the value 2, a 5-ring is formed, if n has the value 3, a 6-ring and if n has the value 4, a 7-ring, preferably a 6-ring is formed, where n is the value 3 has. R 3 and R 4 can have the meanings given at any position independently of one another. The R 3 and R 4 radicals are preferably both different from hydrogen at only one position. The - (CR 3 R 4 -) n radical is preferably only a longer alkyl radical which is interrupted by the heteroatom groups mentioned. Such an alkyl radical which is interrupted by the heteroatom groups mentioned is particularly preferably present, and optionally an alkyl radical which is not interrupted by heteroatom groups. For n = 3 there is preferably a group -CH 2 -CR 3 R 4 -CH 2 -. R 3 can in particular have one of the meanings given, while R 4 is a C 1-30 alkyl radical or C 1-30 hydroxyalkyl radical.
Eine Gruppe CR3R4 kann auch C=O bedeuten, so dass im Ring eine Carboxylgruppe vorliegen kann. A group CR 3 R 4 can also mean C = O, so that a carboxyl group can be present in the ring.
Der Rest Y bedeutet eine Einfachbindung oder einen C1-30-Alkylenrest, vorzugsweise eine Einfachbindung oder einen C1-12-Alkylenrest, insbesondere eine Einfachbindung oder einen C1-6-Alkylenrest. Besonders bevorzugt ist Y eine Einfachbindung. The radical Y denotes a single bond or a C 1-30 alkylene radical, preferably a single bond or a C 1-12 alkylene radical, in particular a single bond or a C 1-6 alkylene radical. Y is particularly preferably a single bond.
R5 hat die Bedeutung Wasserstoff. C1-30-Alkyl oder Phenyl, vorzugsweise ist der Alkylrest ein C1-12-Alkylrest, insbesondere ein C1-6-Alkylrest. R 5 has the meaning hydrogen. C 1-30 alkyl or phenyl, preferably the alkyl radical is a C 1-12 alkyl radical, in particular a C 1-6 alkyl radical.
Besonders bevorzugt bedeuten im Alkylenderivat der allgemeinen Formel (I) X jeweils O und R1, R2 zusammen -CH2-CR3R4-CH2-. In the alkylene derivative of the general formula (I), X is particularly preferably O and R 1 , R 2 together —CH 2 —CR 3 R 4 —CH 2 -.
Besonders bevorzugt bedeuten Y eine Einfachbindung oder eine C1-6-Alkylen und R5 Wasserstoff. Y is particularly preferably a single bond or a C 1-6 alkylene and R 5 is hydrogen.
Bevorzugt sind die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Siloxane oder
Oligomere oder Polymere davon solche der allgemeinen Formel (II)
E-O-[SiR6 2-O]x-[SiHR6-O]y-[SiR6R7-O-]z-E (II)
mit der Bedeutung
E jeweils unabhängig SiR6 3, SiR6 2R7, wobei auch beide Reste E gemeinsam SiR6 2
oder SiR6R7 bedeuten können,
R6 jeweils unabhängig C1-30-Alkyl oder Phenyl,
R7 C1-30-Alkyl oder C1-30-Hydroxyalkyl, unterbrochen von einem oder mehreren nicht
benachbarten und nicht endständigen Heteroatomgruppen, ausgewählt aus O, S,
NH, SO2,
x ganze Zahl ≥ 0,
y ganze Zahl ≥ 1,
z ganze Zahl von 0 bis 100,
wobei die Grundbausteine entlang der Siloxanketten beliebig verteilt sein können.
The siloxanes or oligomers or polymers thereof used in the process according to the invention are preferably those of the general formula (II)
EO- [SiR 6 2 -O] x - [SiHR 6 -O] y - [SiR 6 R 7 -O-] z -E (II)
with the meaning
E each independently SiR 6 3 , SiR 6 2 R 7 , where both radicals E together can mean SiR 6 2 or SiR 6 R 7 ,
R 6 are each independently C 1-30 alkyl or phenyl,
R 7 C 1-30 alkyl or C 1-30 hydroxyalkyl, interrupted by one or more non-adjacent and non-terminal heteroatom groups, selected from O, S, NH, SO 2 ,
x integer ≥ 0,
y integer ≥ 1,
z integer from 0 to 100,
the basic building blocks can be distributed along the siloxane chains as desired.
Je nach Kettenlänge kann es sich dabei um Monomere, Oligomere oder Polymere mit einem Siloxangrundgerüst handeln. Die Reste E, R6 und R7 können für jede der angegebenen Positionen unterschiedliche Bedeutungen haben. Dabei kann jeder der Reste an jedem der Siliciumatome eine andere Bedeutung aufweisen. Bevorzugt haben jedoch die Reste E, R6 und R7 für sich genommen jeweils dieselbe Bedeutung. Wenn beide Reste E gemeinsam SiR6 2 oder SiR6R7 bedeuten, wird ein cyclisches Siloxan gebildet. Depending on the chain length, these can be monomers, oligomers or polymers with a siloxane backbone. The radicals E, R 6 and R 7 can have different meanings for each of the positions indicated. Each of the residues on each of the silicon atoms can have a different meaning. However, the radicals E, R 6 and R 7 each have the same meaning in themselves. If both radicals E together mean SiR 6 2 or SiR 6 R 7 , a cyclic siloxane is formed.
R6 ist vorzugsweise ein C1-12-Alkylrest, besonders bevorzugt ein C1-6-Alkylrest, insbesondere ein C1-3-Alkylrest. R 6 is preferably a C 1-12 alkyl radical, particularly preferably a C 1-6 alkyl radical, in particular a C 1-3 alkyl radical.
Der Rest R7 bedeutet vorzugsweise einen durch Heteroatome unterbrochenen Rest, wie er für die Reste R3 und R4 beschrieben ist. Vorzugsweise handelt es sich um einen C1-30- Alkylrest oder C1-30-Hydroxyalkylrest, der durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen ist, so dass sich die Struktur von Polyalkoxiden ableitet. Diese können dabei vorzugsweise auf Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid als Monomereinheiten zurückgehen. Es kann sich dabei um einen Alkylrest handeln, der durch einen oder mehrere aneinandergeknüpfte Alkoxyreste substituiert ist. The radical R 7 preferably denotes a radical interrupted by heteroatoms, as described for the radicals R 3 and R 4 . It is preferably a C 1-30 alkyl radical or C 1-30 hydroxyalkyl radical which is interrupted by one or more oxygen atoms, so that the structure is derived from polyalkoxides. These can preferably be traced back to ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide as monomer units. It can be an alkyl radical which is substituted by one or more alkoxy radicals which are linked to one another.
x ist eine ganze Zahl mit einem Mindestwert von 0. Vorzugsweise weist x einen Wert von 0 bis 100, besonders bevorzugt von 0 bis 50 auf. y bedeutet eine ganze Zahl mit einem Mindestwert von 1. Vorzugsweise hat y einen Wert von 1 bis 200, besonders bevorzugt von 1 bis 15. x is an integer with a minimum value of 0. Preferably x has a value of 0 to 100, particularly preferably from 0 to 50. y means an integer with a Minimum value of 1. Preferably y has a value of 1 to 200, particularly preferably from 1 to 15.
z ist eine ganze Zahl von 0 bis 100, vorzugsweise von 0 bis 50. z is an integer from 0 to 100, preferably from 0 to 50.
Die einzelnen Klammerausdrücken können dabei im Polysiloxan beliebig verteilt vorliegen. Sie können beispielsweise in Form von Blöcken oder statistisch verteilt vorliegen. The individual brackets can be distributed anywhere in the polysiloxane available. For example, they can be in the form of blocks or statistically distributed available.
Besonders bevorzugt sind Siloxane oder Oligomere oder Polymere davon der allgemeinen
Formel (II) mit der Bedeutung
E SiR6 3
R6 C1-6-Alkyl,
x ganze Zahl von 10 bis 100
y ganze Zahl von 1 bis 10
z 0.
Siloxanes or oligomers or polymers thereof of the general formula (II) with the meaning are particularly preferred
E SiR 6 3
R 6 C 1-6 alkyl,
x integer from 10 to 100
y integer from 1 to 10
z 0.
Die erfindungsgemäße Umsetzung führt zu einer Anlagerung der Doppelbindung der
Alkenalderivate der allgemeinen Formel (I) an die Siliciumatome, die Wasserstoffatome
tragen. Damit werden hydrosilylierte Alkenalderivate erhalten. Die erfindungsgemäßen
hydrosilylierten Alkenalderivate weisen vorzugsweise die allgemeine Formel (III) auf
E-O-[SiR6 2-O]x-[SiR6R8-O]y-[SiR6R7-O]z-E (III)
mit der Bedeutung
E, R6, R7, x, y, z wie vorstehend definiert,
R8
mit den vorstehend angegebenen Bedeutungen für R5, X, Y, R1.
The reaction according to the invention leads to an addition of the double bond of the alkenal derivatives of the general formula (I) to the silicon atoms which carry hydrogen atoms. Hydrosilylated alkenal derivatives are thus obtained. The hydrosilylated alkenal derivatives according to the invention preferably have the general formula (III)
EO- [SiR 6 2 -O] x - [SiR 6 R 8 -O] y - [SiR 6 R 7 -O] z -E (III)
with the meaning
E, R 6 , R 7 , x, y, z as defined above,
R 8
with the meanings given above for R 5 , X, Y, R 1 .
Die Umsetzung kann in Gegenwart beliebiger geeigneter Hydrosilylierungskatalysatoren durchgeführt werden. Vorzugsweise werden edelmetallhaltige Katalysatoren, insbesondere Platin, Palladium und/oder Rhodium enthaltende Katalysatoren eingesetzt. Insbesondere wird als Katalysator H2PtCl6 oder ein Derivat davon eingesetzt. The reaction can be carried out in the presence of any suitable hydrosilylation catalysts. Preference is given to using catalysts containing noble metals, in particular catalysts containing platinum, palladium and / or rhodium. In particular, H 2 PtCl 6 or a derivative thereof is used as the catalyst.
Die Umsetzung kann lösungsmittelfrei oder in Gegenwart üblicher Lösungsmittel durchgeführt werden. Beispiele geeigneter Lösungsmittel können aromatische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol oder Xylol sein. Ferner können zyklische Ether wie Dioxan, Diethylether, MTB-Ether oder THF oder auch Alkohole wie aliphatische Alkohole, Petrolether, halogenierte, insbesondere chlorierte Kohlenwasserstoffe oder Gemische davon eingesetzt werden. The reaction can be solvent-free or in the presence of customary solvents be performed. Examples of suitable solvents can be aromatic Solvents such as benzene, toluene or xylene. Cyclic ethers such as Dioxane, diethyl ether, MTB ether or THF or alcohols such as aliphatic Alcohols, petroleum ethers, halogenated, especially chlorinated hydrocarbons or Mixtures of these are used.
Die Umsetzung wird bei beliebigen geeigneten Temperaturen durchgeführt. Vorzugsweise beträgt die Temperatur 20 bis 140°C, insbesondere 60 bis 100°C. The reaction is carried out at any suitable temperature. Preferably the temperature is 20 to 140 ° C, in particular 60 to 100 ° C.
Der Druck, unter dem die Umsetzung durchgeführt wird, ist nicht kritisch. Es kann bei Über- oder Unterdruck gearbeitet werden. Vorzugsweise wird bei Umgebungsdruck gearbeitet. The pressure under which the implementation is carried out is not critical. It can at Overpressure or underpressure can be worked. Preferably at ambient pressure worked.
Zusätzlich kann in der Umsetzung ein Mittel zur Einstellung des pH-Wertes verwendet werden. Die Umsetzung sollte vorzugsweise bei einem pH-Wert im Neutralbereich stattfinden. Falls notwendig, kann dieser pH-Wert im Neutralbereich mit Hilfe von Puffersubstanzen, wie Salzen organischer oder anorganischer Säuren eingestellt werden. Beispiele geeigneter Puffersubstanzen sind Natriumacetat und Natriumbenzoat. In addition, a means for adjusting the pH can be used in the reaction become. The reaction should preferably be at a pH in the neutral range occur. If necessary, this pH value can be adjusted in the neutral range using Buffer substances such as salts of organic or inorganic acids can be adjusted. Examples of suitable buffer substances are sodium acetate and sodium benzoate.
Ferner ist es möglich, dass Stabilisatoren im Umsetzungsgemisch vorliegen. Derartige Stabilisatoren können beispielsweise aus dem Acrolein stammen. Acrolein wird üblicherweise mit einem Stabilisator zur Verhinderung einer Polymerisation versetzt. It is also possible for stabilizers to be present in the reaction mixture. such Stabilizers can, for example, come from acrolein. Acrolein will usually mixed with a stabilizer to prevent polymerization.
Die Umsetzung wird vorzugsweise so geführt, dass der pH-Wert des Umsetzungsgemisches nicht in den sauren pH-Wertebereich geht. The reaction is preferably carried out so that the pH of the Reaction mixture does not go into the acidic pH range.
Die erfindungsgemäßen hydrosilylierten Alkenalderivate können - wie bereits vorstehend beschrieben - als Tensid eingesetzt werden. Insbesondere finden sie als Netzmittel oder Schaumstabilisatoren für Polyurethanschäume, in Lacken, Beschichtungszusammensetzungen, Textilhilfsmitteln, Lederhilfsmitteln, Processchemikalien in der Papierherstellung, Faserbehandlungsmitteln, Pflanzenschutzformulierungen oder Kosmetika Verwendung. The hydrosilylated alkenal derivatives according to the invention can - as already above described - used as a surfactant. In particular, they are used as wetting agents or Foam stabilizers for polyurethane foams, in paints, Coating compositions, textile auxiliaries, leather auxiliaries, Process chemicals in paper manufacture, fiber treatment agents, Plant protection formulations or cosmetics use.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Reaktionsschemata und Beispielen näher erläutert. The invention is illustrated below with the aid of reaction schemes and examples explained.
Die Herstellung bevorzugt eingesetzter Acroleinacetale kann nach dem folgenden Schema
erfolgen:
Acrolein acetals which are preferably used can be prepared according to the following scheme:
Im ersten Umsetzungsschritt können dabei unterschiedliche mindestens zweiwertige Alkohole oder Polyole eingesetzt werden. Beispiele geeigneter einsetzbarer Alkohole sind Trimethylolmethan, Trimethylolethan, Trimethylolpropan usw., Glycerin, Pentaerythrit, Pentite (Arabit, Adonit, Cylit), Hexite (Sorbit, Mannit, Dulcit). Dabei sollten mindestens zwei Hydroxylgruppen in acetalisierbarer Form vorliegen. In the first implementation step, different at least two-valued ones can be used Alcohols or polyols can be used. Examples of suitable alcohols that can be used are Trimethylolmethane, trimethylolethane, trimethylolpropane etc., glycerin, pentaerythritol, Pentite (arabite, adonite, cylitol), hexite (sorbitol, mannitol, dulcite). At least two hydroxyl groups are present in acetalizable form.
Die Herstellung von Acroleinacetalen und die nachfolgende Alkoxylierung können wie in EP-A-0 043 966 beschrieben durchgeführt werden. In dieser Schrift sind auch geeignete Reaktionsbedingungen und Katalysatoren aufgeführt. The preparation of acrolein acetals and the subsequent alkoxylation can be carried out as in EP-A-0 043 966. In this document there are also suitable ones Reaction conditions and catalysts listed.
Weitere Verfahren zur Herstellung der Acroleinacetale sind in GB-A-2 020 702 und DE-A-21 36 572 beschrieben. Further processes for the preparation of acrolein acetals are in GB-A-2 020 702 and DE-A-21 36 572 described.
Die Umsetzung mit der Siloxankomponente kann nach dem folgenden Schema erfolgen:
Beispiele
Beispiel 1 (und allgemeine Vorgehensweise)
Herstellung des Siloxanbackbone
The reaction with the siloxane component can be carried out according to the following scheme:
Examples Example 1 (and general procedure) Preparation of the siloxane backbone
73 g Hexamethyldisiloxan, 771 g Octamethylcyclotetrasiloxan und 156 g Polymethylhydrosiloxan werden vorgelegt und mit N2 inertisiert. Man addiert 0,65 g (376 µL) Trifluormethansulfonsäure und rührt 6 h bei 70°C. 73 g of hexamethyldisiloxane, 771 g of octamethylcyclotetrasiloxane and 156 g of polymethylhydrosiloxane are introduced and rendered inert with N 2 . 0.65 g (376 µL) of trifluoromethanesulfonic acid are added and the mixture is stirred at 70 ° C. for 6 h.
Anschließend läßt man auf Raumtemperatur abkühlen und rührt weitere 12 h. Then allowed to cool to room temperature and stirred for a further 12 h.
Es wird 7,5 g feingepulvertes Natriumhydrogencarbonat addiert und 2 h gerührt. Der
Niederschlag wird abfiltriert.
Hydrosilylierung des Siloxanbackbones mit Acroleinacetal
7.5 g of finely powdered sodium hydrogen carbonate are added and the mixture is stirred for 2 hours. The precipitate is filtered off. Hydrosilylation of the siloxane backbone with acrolein acetal
Man legt 60,6 g (0,3 mol) Siloxanbackbone, 34,8 (0,2025 mol) Acroleinacetal, 25,3 µL Na-
Benzoat (33%ige wässrige Lösung) und 27,2 µL Katalysator (7,5% Hexachloroplatinsäure
in Isopropanol) vor und inertisiert mit einem mäßigen N2-Strom. Anschließend erwärmt
man auf 80°C und rührt für 2 Stunden. Man erhält nach Filtration ein farbloses Öl.
Beispiel 2
60.6 g (0.3 mol) of siloxane backbone, 34.8 (0.2025 mol) of acrolein acetal, 25.3 .mu.L Na benzoate (33% aqueous solution) and 27.2 .mu.L catalyst (7.5% Hexachloroplatinic acid in isopropanol) and inertized with a moderate N 2 flow. The mixture is then heated to 80 ° C. and stirred for 2 hours. A colorless oil is obtained after filtration. Example 2
Es wurden 67,4 g (0,02 mol) des Siloxans und 18,6 g (0,108 mol) des Acroleinacetals
eingesetzt. Ferner wurden 22,8 µl Natriumbenzoatlösung und 24,5 µl
Hexachloroplatinsäurelösung eingesetzt.
Beispiel 3
67.4 g (0.02 mol) of the siloxane and 18.6 g (0.108 mol) of the acrolein acetal were used. In addition, 22.8 ul sodium benzoate solution and 24.5 ul hexachloroplatinic acid solution were used. Example 3
Es wurden 67,4 g (0,02 mol) der Siloxankomponente und 15,3 g (0,108 mol) des
Acroleinacetals eingesetzt. Ferner wurden 22,0 µl Natriumbenzoatlösung und 23,6 µl
Hexachloroplatinsäurelösung eingesetzt.
Beispiel 4
67.4 g (0.02 mol) of the siloxane component and 15.3 g (0.108 mol) of the acrolein acetal were used. Furthermore, 22.0 ul sodium benzoate solution and 23.6 ul hexachloroplatinic acid solution were used. Example 4
Es wurden 50,5 g (0,015 mol) des Polysiloxans und 51,4 g (0,084 mol) des Alkoxylats
eingesetzt. Ferner wurden 58 µl Hexachloroplatinsäurelösung zugesetzt.
Beispiel 5
50.5 g (0.015 mol) of the polysiloxane and 51.4 g (0.084 mol) of the alkoxylate were used. 58 μl of hexachloroplatinic acid solution were also added. Example 5
Es wurden 50,5 g (0,015 mol) des Polysiloxans und 32,9 g (0,084 mol) des Alkoxylats eingesetzt. Ferner wurden 23,8 µl Hexachloroplatinsäurelösung verwendet. There were 50.5 g (0.015 mol) of the polysiloxane and 32.9 g (0.084 mol) of the alkoxylate used. In addition, 23.8 μl of hexachloroplatinic acid solution were used.
Claims (10)
mit der Bedeutung
X jeweils unabhängig O, S, NH
R1, R2 unabhängig voneinander C1-30-Alkyl oder C1-30-HYdroxyalkyl, gegebenenfalls unterbrochen von einer oder mehreren nicht benachhbarten und nicht endständigen Heteroatomgruppen, ausgewählt aus O, S, NH, SO2;
C6-12-Aryl, C7-30-Alkaryl oder C7-30-Aralkyl,
wobei R1, R2 auch zusammen einen Rest-(CR3R4-)n bilden können mit R3, R4 jeweils unabhängig Wasserstoff oder wie für R1, R2 definiert, wobei eine Gruppe CR3R4 auch C=O bedeuten kann,
n 2, 3 oder 4,
Y Einfachbindung oder C1-30-Alkylen,
R5 Wasserstoff, C1-30-Alkyl oder Phenyl,
mit Silanen, Siloxanen oder Oligomeren oder Polymeren davon, die mindestens eine Si-H Gruppe aufweisen, an einem Hydrosilylierungskatalysator. 1. Process for the preparation of hydrosilylated alkene derivatives by reaction of alkene derivatives of the general formula (I)
with the meaning
X each independently O, S, NH
R 1 , R 2 independently of one another are C 1-30 -alkyl or C 1-30 -Hydroxyalkyl, optionally interrupted by one or more non-adjacent and non-terminal heteroatom groups, selected from O, S, NH, SO 2 ;
C 6-12 aryl, C 7-30 alkaryl or C 7-30 aralkyl,
where R 1 , R 2 together can also form a residual (CR 3 R 4 -) n with R 3 , R 4 each independently being hydrogen or as defined for R 1 , R 2 , a group CR 3 R 4 also having C = O can mean
n 2, 3 or 4,
Y single bond or C 1-30 alkylene,
R 5 is hydrogen, C 1-30 alkyl or phenyl,
with silanes, siloxanes or oligomers or polymers thereof, which have at least one Si-H group, on a hydrosilylation catalyst.
X jeweils O und
R1, R2 zusammen -CH2-CR3R4-CH2- bedeuten. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the alkene derivative of the general formula (I)
X each O and
R 1 , R 2 together -CH 2 -CR 3 R 4 -CH 2 - mean.
E-O-[SiR6 2-O]x-[SiHR6-O]y-[SiR6R7-O-]z-E (II)
mit der Bedeutung
E jeweils unabhängig SiR6 3, SiR6 2R7, wobei auch beide Reste E gemeinsam SiR6 2 oder SiR6R7 bedeuten können,
R6 jeweils unabhängig C1-30-Alkyl oder Phenyl,
R7 C1-30-Alkyl oder C1-30-Hydroxyalkyl, unterbrochen von einer oder mehreren nicht benachbarten und nicht endständigen Heteroatomgruppen, ausgewählt aus O, S, NH, SO2,
x ganze Zahl ≥ 0,
y ganze Zahl ≥ 1,
z ganze Zahl von 0 bis 100,
wobei die Grundbausteine entlang der Siloxanketten beliebig verteilt sein können. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the siloxanes or oligomers or polymers thereof have the general formula (II)
EO- [SiR 6 2 -O] x - [SiHR 6 -O] y - [SiR 6 R 7 -O-] z -E (II)
with the meaning
E each independently SiR 6 3 , SiR 6 2 R 7 , where both radicals E together can mean SiR 6 2 or SiR 6 R 7 ,
R 6 are each independently C 1-30 alkyl or phenyl,
R 7 C 1-30 alkyl or C 1-30 hydroxyalkyl, interrupted by one or more non-adjacent and non-terminal heteroatom groups, selected from O, S, NH, SO 2 ,
x integer ≥ 0,
y integer ≥ 1,
z integer from 0 to 100,
the basic building blocks can be distributed along the siloxane chains as desired.
E SiR6 3
R6 C1-6-Alkyl,
x ganze Zahl von 10 bis 100
y ganze Zahl von 1 bis 10
z 0 bedeuten. 5. The method according to claim 4, characterized in that in the siloxane or oligomer or polymer thereof of the general formula (II)
E SiR 6 3
R 6 C 1-6 alkyl,
x integer from 10 to 100
y integer from 1 to 10
z mean 0.
E-O-[SiR6 2-O]x-[SiR6R8-O]y-[SiR6R7-O]z-E (III)
mit der Bedeutung
E, R6, R7, x, y, z wie in Anspruch 4 oder 5 definiert,
R8
mit den in Anspruch 1 oder 2 angegebenen Bedeutungen für R5, X, Y, R1. 8. Hydrosilylated alkene derivative of the general formula (III)
EO- [SiR 6 2 -O] x - [SiR 6 R 8 -O] y - [SiR 6 R 7 -O] z -E (III)
with the meaning
E, R 6 , R 7 , x, y, z as defined in claim 4 or 5,
R 8
with the meanings given in claim 1 or 2 for R 5 , X, Y, R 1 .
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DE10216233A DE10216233A1 (en) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | A process for preparation of a hydrosilyated alkene derivatives useful as surfactants, wetting agents or foam stabilizers for polyurethane foams, paints, coating compositions, textile and leather adjuvants, and in plant protection |
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