DE1203776B

DE1203776B - Verfahren zur Herstellung von 1, 2-Silazaalkanen

Info

Publication number: DE1203776B
Application number: DEG40040A
Authority: DE
Inventors: Dr Goetz Koerner
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1964-03-07
Filing date: 1964-03-07
Publication date: 1965-10-28

Description

Verfahren zur Herstellung von 1,2-Silazaalkanen Die Anlagerung von SiH-Gruppen enthaltenden Verbindungen an solche mit ungesättigten Kohlenwasserstoffgruppen ist bekannt. Es entstehen dabei Siliciumverbindungen, deren Siliciumatom mit einem der Kohlenstoffatome verbunden ist, die vor der Umsetzung die Mehrfachbindung aufgewiesen hatten.
Diese Anlagerung erfolgt meist in Gegenwart von Platinkatalysatoren.
Es wurde nun gefunden, daß man auf einfache Weise 1,2-Silazaalkane erhalten kann, wenn man Silane der allgemeinen Formel in der R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, R' einen Alkenrest mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen, R" einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet und a eine Zahl von 0 bis 3 ist, mit Silanen der allgemeinen Formel HSiRbX3~b, in der X ein Halogenatom oder eine Alkoxygruppe und b eine Zahl von 0 bis 2 ist und R die oben angegebene Bedeutung hat, in Gegenwart von Platinkatalysatoren umsetzt und das Reaktionsgemisch fraktioniert destilliert.
R kann dabei eine niedere Alkyl- oder eine Phenylgruppe sein. Vorzugsweise ist R ein Methyl- oder Äthylrest. R' ist vorzugsweise der Allyl- bzw. Methallylrest. R" kann dieselbe Bedeutung wie R haben.
Vorzugsweise stellt R" einen niederen Alkylrest, den Cyclohexyl- oder Phenylrest dar. X ist vorzugsweise ein Chloratom oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 3 C-Atomen.
Die destillative Trennung der Umsetzungsprodukte unter Erhalt der Verfahrensprodukte kann durch Zusatz bestimmter Verbindungen begünstigt und erleichtert werden. Als geeignet haben sich hierfür Basen, z. B. tertiäre Amine, wie Pyridin, Tri-n-butylamin, Triäthylendiamin, Dimethylanilin, sowie Alkalialkoholate, wie Natriumäthylat und Alkaliamide, wie Natriumamid, ferner Ammoniumsalze, wie Ammoniumsulfat, sowie Lewissäuren, wie Bortrifluorid und Aluminiumchlorid, erwiesen.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist für den Fachmann überraschend. Man sollte erwarten daß dabei folgende Reaktion abläuft, wobei die ge- wählten Reaktionspartner nur als Beispiele anzusehen sind: Statt dessen werden die folgenden Produkte erhalten: Es ist nicht auszuschließen und als durchaus möglich anzusehen, daß intermediär ein Reaktionsprodukt erhalten wird, wie es durch die Gleichung 1 zum Ausdruck gebracht wird. Diese mögliche Zwischenverbindung zerfällt jedoch spätestens bei der destillativen Aufarbeitung, zumindest in Gegenwart der vorgenannten Zusatzstoffe.
Das Verfahrensprodukt, welches als 1,2-Silazaalkan zu bezeichnen ist, kann als cyclisches Monomeres vorliegen. Jedoch deuten eine Reihe von experimentellen Tatsachen, z. B. Beobachtungen des Viskositätsablaufs, darauf hin, daß das cyclische Monomere zur spontanen Polymerisation neigt, wobei nicht auszuschließen ist, daß, ähnlich wie bei den 1,2-Siloxaalkanen, sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem cyclischen Monomeren und den kettenförmigen oder ebenfalls cyclischen Polymeren einstellt. Da das 1,2-Silazaalkan destilliert werden kann, ist anzunehmen, daß im Verlauf der Destillation auch eine Depolymerisation des polymeren Produktes erzielt wird.
Als Anlagerungskatalysatoren eignen sich die bekannten Platinkatalysatoren, wie auf Aktivkohle niedergeschlagenes Platin oder Hexachloroplatinsäure.
Besonders geeignet ist das trans-Pyridin-Äthylen-Platindichlorid.
Die Reaktion wird durch Temperaturerhöhung beschleunigt. So kann die Reaktion mit guten Ergebnissen bei Temperaturen über 50"C, vorzugsweise 80 bis 150"C, durchgeführt werden.
Natürlich ist es auch möglich, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen reaktiven Gruppen innerhalb eines Moleküls vorzusehen. Eine Weiterausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß man ein Silan, das ein siliciumgebundenes H-Atom und eine Alkenaminogruppe, deren Stickstoff außerdem einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen aufweist und an das Siliciumatom gebunden ist, in Gegenwart von Platinkatalysatoren erhitzt. Die Reaktion läßt sich dabei beispielhaft so verdeutlichen: Die Durchführung dieser Reaktion gelingt in einfacher Weise dadurch, daß man die Ausgangsverbindung zusammen mit dem Katalysator in ein erhitztes Gefäß tropfen läßt.
Die erfindungsgemäßen Produkte lassen sich in einfacher Weise in andere Organosiloxane unter Verwendung der bekannten Äquilibrierungskatalysatoren einbauen.
Die Verbindungen können als Korrosionsinhibitoren verwendet werden. Sie eignen sich ferner als Schichten und Präparationsmittel für die Textilindustrie. Sie sind ferner als Haftverbesserer von Bitumen an saurem Gestein verwendbar.
Beispiel 1 1-Chlor-1-methyl-2-isopropyl-1 ,2-silazacyclopentan 171,2 g (1 Mol) N-Allyl-N-trimethylsilyl-isopropylamin [hergestellt aus Trimethylchlorsilan (1 Mol) und N-Allylisopropylamin (2 Mol) in Äther, Sdp. 150 bis 155"C] werden in einem Dreihalskolben auf 120"C erhitzt. Danach werden 0,125 g trans-Pyridin-(Äthylen)-PtCl2 zugegeben und unter Rühren innerhalb von 15 Minuten 115 g (1 Mol) Methyldichlorsilan zugetropft. Anschließend wird noch 4 Stunden bei einer Badtemperatur von 120"C gerührt. Das Reaktionsprodukt wird destilliert. Zuerst geht dabei neben wenig unverbrauchtem Methyldichlorsilan Trimethylchlorsilan über. Das 1-Chlor-1-methyl-2-isopropyl-1,2-silazacyclopentan siedet unter 16 Torr bei 73 bis 76"C. Ausbeute 40 g (22,5°/o der Theorie).
Analyse (SiC7H16CIN): Berechnet: Ski15,8, C 47,3, H 9,0, N 7,9, Cl 20,00/o; gefunden: Si 15,3, C 46,5, H 9,3, N 7,3, Cl 19,60/o.
Der Rückstand, der nicht mehr destilliert, hat ebenfalls eine Zusammensetzung, die dem 1-Chlor- 1-methyl-2-isopropyl-1 ,2-silazacyclopentan entspricht.
Es handelt sich dabei offensichtlich um die polymere Verbindung.
Gefunden: Si 15,5, C 46,3, H 9,3, N 7,5, Cl 19,8 0/o.
Beispiel 2 1-Äthyl-1-methyl-2-isopropyl-1 ,2-silazacyclopentan 171 g (1 Mol) Äthylmethyl-N-allylisopropylaminosilan [hergestellt durch Reaktion von Äthylmethylchlorsilan mit N-Allyl-N-trimethylsilyl-isopropylamin unter Abdestillieren von Trimethylchlorsilan] werden bei 120"C Badtemperatur unter Rühren innerhalb von 20Minuten zu 0,125g trans-Pyridin-(Äthylen)-PtCl2 getropft. Dabei findet eine exotherme Reaktion statt. Nach weiterem 4stündigem Erhitzen auf 120"C wird das Reaktionsprodukt aufdestilliert. wird das Reaktionsprodukt aufdestilliert. Kp.15 = 86 bis 89"C.
Analyse (SiC9H21N) Berechnet ... Si 16,4, C63,2, H 12,3, N 8,20/o; gefunden ... Si 16,1, C 62,9, H 12,5, N 8,1 01o.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von 1,2-Silazaalkanen, dadurchgekennzeichnet, daß man Silane der allgemeinen Formel in der R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, R' einen Alkenrest mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen, R" einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet und a eine Zahl von 0 bis 3 ist, mit Silanen der allgemeinen Formel HSiRoX,-a, in der X ein Halogenatom oder eine Alkoxygruppe und b eine Zahl von 0 bis 2 ist und R die oben angegebene Bedeutung hat, in Gegenwart von Platinkatalysatoren umsetzt und das Reaktionsgemisch fraktioniert destilliert.
2. Verfahren zur Herstellung von 1,2-Silazaalkanen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Silan, das ein siliciumgebundenes H-Atom und eine Alkenaminogruppe, deren Stickstoff außerdem einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen aufweist und an das Siliciumatom gebunden ist, in Gegenwart von Platinkatalysatoren erhitzt.