DE1114640B - Verfahren zur Herstellung von acylaminoalkylgruppenhaltigen Organopolysiloxanen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von acylaminoalkylgruppenhaltigen Organopolysiloxanen

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DE1114640B
DE1114640B DEU4854A DEU0004854A DE1114640B DE 1114640 B DE1114640 B DE 1114640B DE U4854 A DEU4854 A DE U4854A DE U0004854 A DEU0004854 A DE U0004854A DE 1114640 B DE1114640 B DE 1114640B
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organic
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alkyl
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Edward Lewis Morehouse
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Union Carbide Corp
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von acylaminoalkylgruppenhaltigen Organopolysiloxanen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanen, die neben anderen funktionellen Gruppen eine Acylaminogruppe der folgenden Konstitutionsformel enthalten: in der R eine Alkylen-, Arylen- oder Alkenylengruppe oder einen 2wertigen heterocyclischen Ring, M eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine 0 R'-Gruppe, eine = Si(CH2)aNH-Gruppe (d. h. wenn die Acylaminogruppe eine ist), a eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 3, vorzugsweise 3 oder 4, und R' eine Alkyl- oder eine Arylgruppe, die an das Siliciumatom durch eine Polymethylenkette mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen gebunden ist, bedeutet.
  • Das Verfahren nach der Erfindung gründet sich zum Teil auf die Feststellung, daß Siliciumverbindungen mit einer Acylaminogruppe der Formel (1), die mit einem Siliciumatom durch eine Polymethylenverbindungskette mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen verbunden ist, durch Reaktion einer Organosiliciumverbindung, welche eine Aminoalkylsilylgruppierung, d. h. eine N H2 (C H2)a Si -Gruppiernng besitzt, mit einer organischen Dicarbonsäure, einem Diester, einem Halogenid oder dem Anhydrid einer organischen Dicarbonsäure gemäß folgenden Gleichungen hergestellt werden können: Es folgt gegebenenfalls die Reaktion Es folgt gegebenenfalls die Reaktion Es folgt gegebenenfalls die Reaktion Es folgt gegebenenfalls die Raktion wobei R, R' und a die oben beschriebene Bedeutung haben und G ein Halogenatom ist.
  • Wie festgestellt wurde, ist die durch Gleichung (1) beschriebene Reaktion allgemein gültig und bei allen Organosiliciumverbindungen anzuwenden, die die oben aufgezeichnete Aminoalkylsilylgruppierung enthalten.
  • Für das Verfahren nach der Erfindung eignen sich Aminoalkylalkoxysilane und Aminoalkylpolysiloxane einschließlich mischpolymerer Stoffe, die sowohl Aminoalkylsiloxan- als auch Kohlenwasserstoffsiloxaneinheiten besitzen.
  • Aminoalkyloxysilane, die sich als Ausgangsstoffe eignen, sind Verbindungen der Konstitutionsformel in der R" eine Alkylgruppe, z. B. eine Methyl-, ÄthyI-, Propyl- oder Butylgruppe, oder eine Arylgruppe, z. B. eine Phenyl-, Naphthyl- oder Toluylgruppe, oder eine Aralkylgruppe, z. B. eine Benzylgruppe, X eine Alkoxygruppe, z. B. eine Methoxy-, Äthoxy- oder Propoxygruppe, oder eine Äthylhexoxygruppe, a eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 3, vorzugsweise 3 bis 4, und b eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 2 bedeutet. Derartige Aminoalkylalkoxysilane sind z. B. y-Aminopropyltriäthoxysilan, y-Aminopropylmethyldiäthoxysilan, y-Aminopropyläthyldiäthoxysilan, y-Aminopropylphenyldiäthoxysilan, 6-Aminobutyltriäthoxysilan, 8-Aminobutylmethyldiäthoxysilan, b-Aminobutyläthyldiäthoxysilan und 8-Aminobutylphenyldiäthoxysilan .
  • Zur Verwendung als Ausgangsstoffe geeignete Aminoalkylpolysiloxane sind z. B. Organopolysiloxane mit Einheiten der Formel Rh Rh H2N(CH2)aSO3b (7) 2 Derartige Organopolysiloxane stellt man durch Hydrolyse und Kondensation der oben beschriebenen Aminoalkylalkoxysilane oder durch Mischhydrolyse und Mischkondensation solcher Aminoalkylalkoxysilane mit anderen hydrolysierbaren Silanen her. Man kann Aminoalkylpolysiloxane der trifunktionellen Art, d. h. solche, bei denen b = O, Aminoalkylalkylpolysiloxane und Aminoalkylarylpolysiloxane der difunktionellen Art einschließlich cyclischer und linearer Organopolysiloxane, d. h. solche, bei denen b = 1, und lineare Aminoalkyldialkyldisiloxane, Aminoalkyldiaryldisiloxane und Aminoalkylalkylaryldisiloxane der monofunktionellen Art, d. h. solche, bei denen b = 2, wie auch die Gemische der durch Mischhydrolyse difunktioneller und trifunktioneller Aminoalkylalkoxysilane hergestellten Verbindungen mit verwenden.
  • Geeignete Ausgangsaminoalkylpolysiloxane der trifunktionellen Art enthalten die Struktureinheit wobei a den obenerwähnten Wert besitzt, Z eine Hydroxyl- und/oder eine Alkoxygruppe und c einen mittleren Wert von 0 bis 1 bis hinauf zu 2, vorzugsweise jedoch 0,1 bis 1,0, bedeutet. Aminoalkylpolysiloxane dieser Art, die im wesentlichen frei von siliciumgebundenen Alkoxy- oder Hydroxygruppen sind, d. h. solche, bei denen c = 0, können durch vollständige Hydrolyse und vollständige Kondensation von Aminoalkyltrialkoxysilanen hergestellt werden, während Aminoalkylpolysiloxane mit siliciumgebundenen Alkoxygruppen durch Teilhydrolyse und vollständige Kondensation der gleichen Ausgangssilane hergestellt werden können. Andererseits kann man Aminoalkylpolysiloxane mit siliciumgebundenen Hydroxylgruppen durch vollständige Hydrolyse und Teilkondensation der gleichen Aminoalkyltrialkoxysilane herstellen.
  • Beispielsweise kann man ein siliciumgebundenes Äthoxygruppen enthaltendes y-Aminopropylpolysiloxan herstellen, indem man ein y-Aminopropyltriäthoxysilan mit einer zur Reaktion mit sämtlichen vorliegenden siliciumgebundenen Äthoxygruppen ungenügenden Wassermenge hydrolysiert und dann das so gebildeteHydrolysat zu dem gewünschten Polymeren kondensiert.
  • Geeignete Ausgangsaminoalkylpolysiloxane der difunktionellen Art einschließlich cyclischer und linearer Organopolysiloxane, besitzen die allgemeine Formel in der R" und a die obenerwähnte Bedeutung haben und d eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 3 und bei den cyclischen Aminoalkylpolysiloxanen bis zu 7 ist und bei den linearen Aminoalkylpolysiloxanen noch höher sein kann. Derartige cyclische und lineare Aminoalkylpolysiloxane kann man durch Hydrolyse und Kondensation von Aminoalkylalkyldiäthoxysilanen oder Aminoalkylaryldiäthoxysilanen herstellen.
  • Durch die Hydrolyse und die Kondensation wird ein Produkt erhalten, das ein Gemisch cyclischer und linearer Organopolysiloxane enthält, aus dem man das erwünschte Organopolysiloxan isolieren kann. Für die Verwendung als Ausgangsstoffe bei dem Verfahren geeignete cyclische Aminoalkylsiloxane sind z. B. das cyclische Tetramere von y-Aminopropylmethylsiloxan oder das cyclische Tetramere von 8-Aminobutylphenylsiloxan. Zur Verwendung bei dem Verfahren geeignete lineare Aminoalkylpolysiloxane sind z. B. y-Aminopropylmethylpolysiloxan, y-Aminopropyläthylpolysiloxan und d-Aminobutylmethylpolysiloxan.
  • Zu den als Ausgangsstoffe zu verwendenden linearen Aminoalkylpolysiloxanen gehören die alkyl-, alkoxy-und hydroxyendblockierten Organopolysiloxane mit einer bis drei solcher Gruppen an den endständigen Siliciumatomen der Polymerenkette. So kann man auch als Ausgangsstoffe lineare endblockierte Aminoalkylpolysiloxane verwenden, wie z. B. monoäthoxyendblockiertes y-Aminopropyläthylpolysiloxan, methyldiäthoxysilylendblockiertes 8-Aminobutylmethylpolysiloxan oder monoäthoxydimethylsilylendblokkiertes y-Aminopropylphenylpolysiloxan. Die endblockierten linearen Aminoalkylalkylpolysiloxane und Aminoalkylarylpolysiloxane kann man durch Gleichgewichtsreaktion von cyclischen Aminoalkylsiloxanen mit vornehmlich siliciumgebundenen Alkylgruppen enthaltenden Siliciumverbindungen oder durch Mischhydrolyse und Kondensation von Trialkylalkoxysilanen mit Aminoalkylalkyldiäthoxysilanen oder Aminoalkylaryldiäthoxysilanen herstellen. Hydroxyendblockierte lineare Organopolysiloxane kann man auch durch Erhitzen linearer oder cyclischer Aminoalkylpolysiloxane mit Wasser erhalten.
  • Die mischpolymeren Aminoalkylpolysiloxane, die man als Ausgangsstoffe verwenden kann, enthalten die folgende Struktureinheiten: wobei R", a und b die oben beschriebene Bedeutung haben und e eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 2 ist. Die als Ausgangsstoffe bei dem Verfahren geeigneten Mischpolymeren können verschiedene Siloxaneinheiten, z. B. trifunktionelle Aminoalkylsiloxaneinheiten, bei denen b = 0, und trifunktionelle Alkyl-, Aryl- oder gemischte Alkyl- und Arylsiloxaneinheiten, bei denen e = 0, und difunktionelle Alkyl-, Aryl- oder gemischte Alkyl- und Arylsiloxaneinheiten, bei denen e 1, enthalten. Diese Mischpolymeren können auch verschiedene Siloxaneinheiten enthalten, und zwar difunktionelle Aminoalkylsiloxaneinheiten, wobei b = 1, trifunktionelle Alkyl-, Aryl-oder gemischte Alkyl- und Arylsiloxaneinheiten, bei denen e = 0, oder difunktionelle Alkyl-, Aryl- oder gemischte Alkyl- und Arylsiloxaneinheiten, bei denen e = 1 . Diese Mischpolymeren stellt man durch Mischhydrolyse und Mischkondensation der entsprechenden Alkoxysilanausgangsstoffe her. Solche Mischpolymere können siliciumgebundene Alkoxy- oder Hydroxygruppen enthalten. Die linearen und cyclischen mischpolymeren Organosiloxane stellt man durch getrennte Hydrolyse und Kondensation eines Aminoalkylalkyldialkoxysilans oder Aminoalkylaryldialkoxysilans und durch Gleichgewichtsreaktion der Gemische her. Derartige lineare Mischpolymere können auch kettenabschließende oder endblockierende Gruppen, z. B. Alkyl-, Alkoxy- oder Hydroxygruppen, enthalten.
  • Bei der Gleichgewichtsreaktion entstehen auch einige mischpolymere cyclische Organosiloxane.
  • Die Herstellung der Aminoalkylalkoxysilane und der Aminoalkylpolysiloxane wie auch Mischpolymeren mit Aminoalkylsiloxan- und Kohlenwasserstoffsiloxaneinheiten ist in den französischen Patentschriften 1189 988, 1184 097 und 1184 096 beschrieben.
  • Es hat sich auch herausgestellt, daß die Reaktionen gemäß Gleichungen (2a) bis einschließlich (usa) mit allen organischen Dicarbonsäuren und deren Säurehalogenid-, Diester- und Anhydridderivaten durchgeführt werden können. Hierbei handelt es sich um organische Dicarbonylverbindungen der folgenden Formel: R(CO)2M' (11) wobei M' (OH)2, G2 (G = ein Halogenatom), (OR')2 (R' = eine Alkyl- oder Arylgruppe) oder ein Sauerstoffatom bedeutet und R = oben angegebenen Wert.
  • Als organische Dicarbonsäuren werden Verbindungen der Formel HOOCRCOOH (12) verwendet, wobei R eine Alkylen-, eine Alkenylen-, eine Arylengruppe oder einen zweiwertigen heterocyclischen Ring bedeutet. Der zuletzt erwähnte heterocyclische Ring kann Kohlenstoff und Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthalten. Die durch R beschriebenen Gruppen und Ringe können weitere Substituenten tragen, z. B. eine oder mehrere Nitrogruppen, Halogenatome, Alkoxygruppen, Cyangruppen, Aminogruppen, Kohlenwasserstoffthio-, z. B.
  • Methylthiogruppen oder die obenerwähnten zweiwertigen heterocyclischen Ringe. Solche Säuren sind z. B. gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren wie Bernsteinsäure, Malonsäure, Adipinsäure und Sebacinsäure, olefinische ungesättigte Dicarbonsäuren wie Malein-, Fumar- und l-Decen- 1, l0-Dicarbonsäure, dicarboxysubstituierte aromatische Verbindungen wie o-, m- und p-Phthalsäure, die isomeren dicarboxysubstituierten Naphthaline, dicarboxysubstituierte heterocyclische Ringverbindungen wie Chinolinsäure. Vorzugsweise verwendet man als Ausgangs stoffe organische Dicarbonsäuren der Strukturformel (12), wobei R eine Alkylen- oder Alkenylengruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe ist.
  • Verwendbare Diester von Dicarbonsäuren sind Verbindungen der Formel R'OOCRCOOR' (13) wobei R' und R die obenerwähnte Bedeutung haben.
  • Es handelt sich hierbei z. B. um die Alkyl- und Arylester von gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, z. B.
  • Bernsteinsäurediäthylester, Malonsäurediphenylester, Adipinsäureditoluylester, Alkyl- und Arylester von olefinisch ungesättigten Dicarbonsäuren, z. B. Maleinsäurediäthylester, Fumarsäurediphenylester, dicarbalkoxy- und dicarbaryloxysubstituierte Benzol- und Naphthalinverbindungen, wie Phthalsäuredioctylester und die isomeren Dicarbophenoxynaphthaline. Vorzugsweise verwendet man als Ausgangsstoffe Ester der Formel (13), wobei R eine Alkylen- oder Alkenylengruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe und R" eine niedrigere Alkyl- oder eine Phenylgruppe ist.
  • Verwendbare Dicarbonsäurehalogenide sind Verbindungen der Formel 0 0 l G-C-R-C-G (14) wobei R die oben beschriebene Bedeutung hat und G ein Halogenatom ist. Es handelt sich hier z. B. um die Halogenide von gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, z. B. der Malonsäure, von aliphatischen ungesättigten Dicarbonsäuren, z. B. der Maleinsäure, und von dicarbalkoxy- und dikohlenwasserstoffoxysubstituierten Benzol- und Naphthalinverbindungen, wie der isomeren Phthalsäuren. Vorzugsweise verwendet man als Ausgangsstoffe Säurehalogenide der Formel (14), wobei R eine Alkylengruppe von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe und G ein Bromatom oder besser ein Chloratom ist.
  • Die zu verwendenden Anhydride organischer Dicarbonsäuren sind Verbindungen der Formel R(CO)2O (15) wobei R die oben beschriebene Bedeutung hat. Diese Anhydride kann man als Derivate der durch Formel (12) bezeichneten Säuren ansehen. Es handelt sich hier z. B. um Anhydride von gesättigten aliphatischen Dicarbonsäuren, wie das Bernsteinsäure-, Maleinsäure- und das Adipinsäureanhydrid, die Anhydride olefinisch ungesättigter Dicarbonsäuren, wie Maleinsäureanhydrid, die Anhydride dicarboxysubstituierter aromatischer Verbindungen, wie die isomeren Phthalsäureanhydride, und die Anhydride dicarboxysubstituierter heterocyclischer Ringverbindungen. Vorzugsweise verwendet man organische Dicarbonsäureanhydride gemäß Formel (15), wobei R eine Alkylengruppe von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe bedeutet.
  • Häufig verwendet man als Ausgangsstoffe für die Herstellung von Verbindungen nach der Erfindung lieber Derivate organischer Säuren als die organischen Säuren selbst. Ein Grund hierfür ist die Bildung von Salzen. Diese Salze werden in die Polymeren eingeschleppt, und deshalb treten Verfahrensschwierigkeiten auf. Andererseits verwendet man, falls das organische Ausgangsmaterial ungesättigt ist, lieber ?;-ß-olefinisch ungesättigte organische Dicarbonsäuren als ihre Diester, Säurehalogenide oder Anhydride. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die als Reaktionsteilnehmer verwendeten Aminoalkylsiliciumverbindungen, statt die gewünschte Reaktion unter Bildung eines Amids einzugehen, häufig an die Doppelbindung von Derivaten oc-B-olefinisch ungesättigter Dicarbonsäuren addiert werden. Verfahren, bei denen sowohl die Additionsreaktionen wie auch hierbei erzeugte Verbindungen behandelt werden, sind in der französischen Patentschrift 1184 198 beschrieben. Jedoch reagieren ol-B-olefinisch ungesättigte Dicarbonsäuren unter Bildung der gemäß vorliegendem Verfahren herzustellenden Verbindungen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in der Herstellung eines Gemisches aus einer Organosiliciumverbindung, welche die oben abgebildete Aminoalkylsilylgruppierung enthält, mit einer organischen Dicarbonsäure, einem Diester einer organischen Dicarbonsäure, einem entsprechenden Säurehalogenid oder dem Anhydrid einer Dicarbonsäure und Einhaltung einer Temperatur, bei der sich die Komponenten umsetzen.
  • Die Mengenverhältnisse sind nicht im engen Sinne ausschlaggebend. Für jedes bei den Ausgangsorganosiliciumverbindungen vorliegende Grammatom Stickstoff verwendet man 1 bis 10 Aquivalente der Ausgangssäure oder ihres Derivats. Ein Überschuß an Säure oder Säurederivat ist nicht wünschenswert, sofern man nicht den nicht in Reaktion getretenen Teil der Säure oder des Säurederivats nach Beendigung der erwünschten Reaktion leicht aus dem Reaktionsgemisch beseitigen kann. Vorzugsweise verwendet man auf jedes in der Ausgangsorganosiliciumverbindung vorhandene Grammatom Stickstoff ein Äquivalent Ausgangssäure oder -derivat. Man kann auch andere Verhältnismengen an Ausgangsstoffen verwenden, jedoch wird hierdurch kein entsprechender Vorteil erzielt.
  • Die Reaktion zwischen den Ausgangsverbindungen kann zwischen 0 und 300"C durchgeführt werden, man nimmt sie jedoch vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25 bis 150 0C vor.
  • Die Reaktion wird vorzugsweise in einem inerten flüssigen organischen Lösungsmittel durchgeführt, in dem die Ausgangsstoffe in gleicher Weise löslich sind.
  • Im Falle der Verwendung von Aminoalkylalkoxysilanen ist das Lösungsmittel vorzugsweise mit Wasser mischbar. Die Verwendung eines Lösungsmittels, welches die Aminoalkylalkoxysilane und die Säuren oder die Säureanhydride löst und die gleichzeitig mit Wasser vermischbar ist, verringert, wie festgestellt wurde, die Hydrolyse der Alkoxygruppen des Ausgangsaminoalkylalkoxysilans durch das bei der Reaktion des Silans und der Säure oder dem Säureanhydrid gemäß Gleichung (1) entstehende Wasser.
  • Solche flüssige organische Lösungsmittel sind z. B. cyclische Äther wie Tetrahydrofuran und Polyglykoläther der Formel R"'O(CH2CH2O)R"', wobei R"' eine Alkylgruppe oder ein Wasserstoffatom mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und x eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 2 bedeutet.
  • Im Falle der Verwendung vonAminoalkylpolysiloxanen als Ausgangs stoffe benutzt man ein Lösungsmittel, vorzugsweise eine mit Wasser nicht mischbare Verbindung. Solche Verbindungen eignen sich insbesondere zum Abtrennen von Wasser aus dem Reaktionsgemisch und sind z. B. Petroläther und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol.
  • Es erweist sich häufig als vorteilhaft, die im Reaktionsverlauf entstandenen nicht siliciumhaltigen Verbindungen kontinuierlich aus dem System zu entfernen. Hierzu kann man verminderten Druck anwenden, welche Methode sich insbesondere zur Beseitigung von Halogenwasserstoff eignet. Wasser kann aus dem Reaktionsgemisch durch azeotrope Destillation entfernt werden. Flüssige organische Verbindungen, die mit Wasser Azeotrope bilden und sich zur Beseitigung von Wasser eignen, sind z. B. Benzol, Toluol oder Xylol. Man verwendet 10 bis 500 Gewichtsteile azeotrop destillierbares Lösungsmittel je 100 Gewichtsteile die Aminoalkylsilylgruppierung enthaltender Organosiliciumverbindung und organischer Dicarbonsäure, vorzugsweise 20 bis 100 Gewichtsteile. Außerdem kann man hydrophile Absorptionsmittel und Adsorptionsmittel wie Silicagel oder aktiviertes Aluminiumoxyd zur Beseitigung des Wassers hinzufügen. Sofern man von organischen Dicarbonsäurehalogeniden ausgeht, kann man tertiäre Amine, z. B. Pyridin oder Chinolin, zum Reaktionsgemisch geben. Diese tertiären Amine beseitigen kontinuierlich Halogenwasserstoffe aus dem Reaktionsgemisch. Es ist wünschenswert, die entstehenden Halogenwasserstoffe zu beseitigen, da sie zu unerwünschten Nebenreaktionen führen. Man verwendet die tertiären Amine in der 1- bis 10fachen stöchiometrisch erforderlichen Menge, vorzugsweise der 1- bis 1,5fachen Menge. Sofern man von organischen Dicarbonsäurediestern ausgeht, entstehen Alkohole oder Phenole. Diese kann man beispielsweise durch Erhitzen aus den Reaktionsgemischen entfernen.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Organopolysiloxane besitzen eine Acylamingruppe, die an das Siliciumatom durch eine Polymethylenkette mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen gebunden ist [Strukturformel (1)].
  • Man erhält demnach in der ersten Stufe Acylaminoalkylalkoxysilane der Formel wobei R" eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine 0 R'-Gruppe oder eine ist und R, a, R", bund X die obenerwähnte Bedeutung haben. Diese werden in der zweiten Stufe zu Organopolysiloxanen hydrolysiert und kondensiert [Formel (17)]. Man erhält diese Polymeren erfindungsgemäß auch durch Reaktion derAminoalkylpolysiloxane gemäß Formel (7) mit den organischen Dicarbonsäuren oder ihren Derivaten gemäß Formel (11) Hierbei haben R, a, R" und b die oben beschriebene Bedeutung, und M"' ist eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine 0 R'-Gruppe oder eine Wenn es sich bei der durch M"' dargestellten Gruppe um eine Ze NH(CH, SiO,~,- Gruppe handelt, können die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen Mischpolymere sein, die abwechselnd Siloxan- und organische Bausteine enthalten. Wenn man z. B. Adipinsäure und (y-Aminopropyldimethylsiloxyl)-aminopropyldimethylsilan als Ausgangsstoffe verwendet, werden Mischpolymere mit den sich wiederholenden Einheiten der Formel CO(CH2)4CONH(CH2)3Si(CH3)2O Si(CHS)2(CH2)3NH (18) erhalten.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen werden aus den Aminoalkylpolysiloxanen, die Emheiten gemäß Formel (8) enthalten, und den organischen Dicarbonsäuren oder ihren Derivaten gemäß Formel (11) hergestellt. Es sind Acylaminoalkylpolysiloxane mit Einheiten der Formel wobei R, a, Z und c die obenerwähnte Bedeutung haben und M"" eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine 0 R'-Gruppe oder eine ist. Die Verbindungen nach der Erfindung, die man aus den mischpolymeren Aminoalkylpolysiloxanen mit Einheiten gemäß Formeln(7)und (10) und den organischen Dicarbonsäuren oder deren Derivaten gemäß Formel (11) herstellt, sind mischpolymere Acylaminoalkylpolysiloxane mit Einheiten der Formeln (10) und (17).
  • Verbindungen dieser Art werden als Zusätze zu bekannten Organopolysiloxanen verwendet. Beispielsweise kann man die difunktionellen Acylaminoalkylpolysiloxane entweder zu Dimethylpolysiloxanen hinzufügen oder mit ihnen eine Gleichgewichtsreaktion durchführen, wobei sich modifizierte Öle oder Kautschuksorten ergeben. Die trifunktionellen Acylaminoalkylsiloxane kann man selbst als hitzehärtbare Harze verwenden, oder man kann sie als Modifizierungsmittel zu Methylphenylpolysiloxanen der hitzehärtbaren Art geben. Derartige hitzehärtbare Harze werden als Überzugsstoffe verwendet.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Organopolysiloxane kann man als Sonnenschutzmittel für die menschliche Haut gegen die schädlichen ultravioletten Strahlen der Sonne verwenden. Sie eignen sich ferner als Emulgiermittel in Systemen, die Wasser und eine mit Wasser nicht vermischbare organische Flüssigkeit enthalten. Außerdem können die Verbindungen als Schmiermittel verwendet werden.
  • Beispiel 1 In einen 500-cm3-Kolben mit Rührer wurden 100 g (0,076 Grammatom Stickstoff) eines Polymeren mit 10 °/o d-Aminobutylmethylsiloxyeinheiten eingefüllt.
  • Das Polymere war ein Ö1 mit dem Molekulargewicht 1000 und der Viskosität 13 cSt bei 25"C. Außerdem wurden in den Kolben 5,5 g (0,038 Mol) Adipinsäure gegeben. Die Säure war in dem Öl bei Zimmertemperatur unlöslich, löste sich jedoch unter Bildung von Wasser, wenn der Kolben unter Rühren auf 200"C erhitzt wurde. Die Lösung wurde auf Zimmertemperatur abgekühlt, 100 cm3 Xylol zugegeben und 1,2 cm3 Wasser durch Destillation bei 130 bis 160"C beseitigt.
  • Die theoretisch bei Vollendung der Reaktion gebildete Menge Wasser würde 1,37 cm3 betragen. Das restliche Xylol wurde durch Erhitzen des Kolbens bei vermindertem Druck auf 100"C entfernt, wobei Argon durch den Kolbeninhalt geleitet wurde. Das Produkt war eine sehr viskose gelbe Flüssigkeit mit einer Viskosität von 100 000 cSt bei 25"C, enthielt 1,2 Gewichtsprozent Stickstoff und zeigte die Infrarotabsorption der
    0
    - C - NH-Gruppe
    Das Produkt war ein Polymeres mit Dimethylsiloxaneinheiten und Einheiten der Formel Beispiel 2 In einen 500-cm3-Kolben mit Rührer wurden 75 g (0,37Mol) b-Aminobutylmethyldiäthoxysilan und 35,6 g (0,185 Mol) Terephthalsäuredimethylester gegeben. Die zuletzt genannte Verbindung war unlöslich. Die Reaktionsteilnehmer wurden auf 150"C erhitzt, wobei das Gemisch homogen wurde. Während des Erhitzens gingen 2 bis 4 g Alkohol über, wobei in dem Kolben nach Abkühlen eine weiße Festsubstanz verblieb.
  • Diese wurde 1 Stunde auf 230"C erhitzt und dabei weitere 12 g Alkohol überdestilliert. So betrug die Gesamtmenge des überdestillierten Alkohols 14 bis 16g.
  • Die bei einer Beendigung der Reaktion unter Bildung von Acylamingruppen theoretisch entstehende Methanolmenge würde 12 g betragen.
  • Der als Endprodukt der Reaktion im Kolben hinterbliebene Rückstand war eine viskose farblose Flüssigkeit und ergab folgende Analysenwerte: C26H48Si2N206: Berechnet ... N = 5,2, Si = 10,4% gefunden ... N = 5,2, Si = 10,70/o.
  • Der Rückstand zeigte die für die - C - N H-Gruppe charakteristische Infrarotabsorption. Der Rückstand, welcher eine Verbindung gemäß folgender Konstitutionsformel: ist, wird zu dem entsprechenden Siloxan in an sich bekannter Weise hydrolysiert, indem man dieses Silan langsam über Eisbrocken in ein Becherglas goß.
  • Beispiel 3 In einen 500-cm3-Kolben mit mechanischem Rührer, Rückflußkühler und Thermometer wurden 102,7 g (0,78 g Grammatom N) eines cyclischen o-Aminobutylmethyltetrasiloxans und 86,1 g (0,50 Mol) Maleinsäurediäthylester eingefüllt. Während der Zugabe stieg die Temperatur der Flüssigkeit in dem Kolben auf 850 C. Die Lösung wurde 1 Stunde unter vermindertem Druck auf maximal etwa 150"C erhitzt, wobei 20g Flüssigkeit abdestillierten. Es entstand kein silicium- haltiges Destillat. Die Infrarotanalyse des in dem Kolben zurückbleibenden Produktes zeigte eine starke, für die charakteristische Absorption.
  • Der Rückstand war eine Verbindung folgender Strukturformel: Beispiel 4 100 g o-Aminopropyltriäthoxysilan und 22,4 g Maleinsäureanhydrid wurden gemeinsam bei 25 bis 30"C verrührt. Diese Flüssigkeit wurde bei vermindertem Druck in einem Argonstrom auf maximal 800 C erhitzt, wobei 2,5 g Flüssigkeit verdampften. Das in dem Kolben verbleibende, nicht überdestillierte Produkt war eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 3200 cP bei 25"C. Die Infrarotanalyse des Produkts zeigte eine für die
    0
    - C - NH-Gruppe
    charakteristische Absorption.
  • Analyse für C22H46Si2N208: Berechnet ... Si = 10,7, N = 5,30/o; gefunden ... Si = 10,6, N = 480/ Das Produkt enthielt eine Verbindung der Struktur welches Silan in an sich bekannter Weise hydrolysiert wurde, indem man es langsam über Eisbrocken in ein Becherglas goß.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von acylaminoalkylgruppenhaltigen Organopolysiloxanen, dadurch gekennzeichnet, daß man entweder ein Aminoalkylsilan der Formel (R" = Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe; X= Alkoxygruppe; a = ganze Zahl von mindestens 3, b = ganze Zahl von 0 bis 2) mit einer organischen Dicarbonsäure der Formel HOOC-R-COOH (R = Alkyl- oder Arylgruppe) bzw. mit dem ent- sprechenden Anhydrid oder Diester umsetzt, das entstandene Silan in an sich bekannter Weise, gegebenenfalls in Anwesenheit mono-, di- und/oder trifunktioneller Alkyl- und/oder Arylverbindungen, hydrolysiert oder daß man aus obigen Aminoalkylsilanen durch Hydrolyse oder Mischhydrolyse gewonnene Organopolysiloxane mit der Dicarbonsäure bzw. deren Derivaten umsetzt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangssubstanzen in äquivalenten Mengen umsetzt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei 25 bis 150"C vornimmt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung des Silans mit der Dicarbonsäure bzw. deren Derivaten in einem organischen, inerten, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel ablaufen läßt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung des Siloxans mit der Dicarbonsäure bzw. deren Derivaten in einem organischen, inerten, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel ablaufen läßt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Umsetzung entstehende, kein Silicium enthaltende Verbindung laufend entfernt.
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