DE1618698A1 - Organosilicon compounds and processes for their preparation - Google Patents
Organosilicon compounds and processes for their preparationInfo
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Description
DR. E. BOEITNERDR. E. BOEITNER
. Pdlentiiv.v.ilte. Pdlentiiv.v.ilte
Mt- M CU EN 8 -ν.Mt- M CU EN 8 -ν.
Lucüe-üratan-otraße 39
Telefon 443755Lucüe-üratan-otraße 39
Telephone 443755
H3.P.U8H3.P.U8
Midland Silicones Limited, Reading, Berkshire* EnglandMidland Silicones Limited, Reading, Berkshire * England
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren tür Herstellung von Organosilieiumverbindungen, und si« bezieht sich auch auf bestimmte neue Organoslliclumverbindüngen. The present invention relates to a method for door Manufacture of organosilicon compounds, and si «refers also focus on certain new organosilicate compounds.
Das Verfahren zur Herstellung der Organoeilioiumverbindungen
gemäß der vorliegenden Erfindung ist daduroh gekennzeichnet« daß man
(1) eine Organosllioiuiaverbindung der allgemeinen PonaelThe process for the preparation of the organoeilioium compounds according to the present invention is characterized in that one
(1) an Organosllioii connection of the general Ponael
in der jedes Symbol R einen einwertigen Kohlenwasserstoff rest, einen einwertigen Hydrocarbonoxyrest oder einen einwertigen Halogenkohlenwasserstoffrest darstell tj, a eine Zahl im Wert von 1, 2 oder 3 1st, Z einen zweiwertigen gesättigten aliphatischen, oderin which each symbol R is a monovalent hydrocarbon rest, a monovalent hydrocarbonoxy radical or represents a monovalent halogenated hydrocarbon radical tj, a is a number worth 1, 2 or 3 1st, Z is a divalent saturated aliphatic, or
cycloaliphatische!» Kohlenwasserstoffrest bedeutet und Y für ein Kalogenatoa steht» »it (2) einer Verbindung der allgemeinen Fbraelcycloaliphatic! " Means hydrocarbon residue and Y stands for a Kalogenatoa »» it (2) an association of the general Fbrael
ansetzt, in welcher jedes der Syabole X ein Wasserstoffatom, einen Alkyl- oder Arylrest bedeutet alt der Maßgabe, dafl nicht sehr als ein X Wasserstoff ist» und Q ein AlkallBetallatoa darstellt.attaches, in which each of the syaboles X is a hydrogen atom, an alkyl or aryl radical means old the proviso that not much as one X is hydrogen is »and Q is an AlkallBetallatoa.
In der oben für die Organosiliciua-Reaktionskoaponente angegebenen allgeneinen Formel können die Beste R einwertige Kohlenwasserstoffreste sein« beispielsweise Alkylreste, wie Methyl-, Mthyl-, Fropyl-, Ootyl- oder Qetadecylgruppen, ferner Jllkenylreste, wi· Vinyl-, Allyl- oder Cyolohexenylgruppen« und Arylreste, wie Phenyl- oder Napbthyl- oder TbKärlgruppen, einwertige HalogenkohlenMasserstoffreste, wie Chlorpiienyl- oder Trlfluorpropylgruppen, und elnwertige Kohl enwasaers toffoxygruppen, wie; Alkoxyreste.In that given above for the organosilicon reaction component General formula can make the best R monovalent Hydrocarbon radicals be «for example alkyl radicals, such as Methyl, methyl, propyl, ootyl or quetadecyl groups, also alkylkenyl radicals, such as vinyl, allyl or cyolohexenyl groups " and aryl radicals, such as phenyl or naphthyl or TbKärlgruppen, monovalent halogenated carbons such as chloropienyl or trifluoropropyl groups, and equivalent Kohl enwasaers toffoxy groups, such as; Alkoxy radicals.
Dtr iwelwertlge Rest Z9 der das Stickatoffatoe der Aeinogruppe nit dem ailiolumatoai verbindet, kann aus eine» be-The triwelwertlge remainder Z 9, which connects the stickatoffatoe of the aeinogroup with the ailiolumatoai, can be made from a »
liebigen zweiwertigen aliphatischen oder oycloalipnatischen Kohlenwasserstqffrest bestehen, z.B. aus einer Methylen-, Xthylen·», Propylen-,. Polymethyl en- oder Cyclohexylengruppe. Z soll vorzugsweise 1 bis 18 Kohlenstoffatcwe aufweisen.dear divalent aliphatic or oycloaliphatic Consist of a hydrocarbon residue, e.g. a methylene, Xthylene · », propylene ,. Polymethylene or cyclohexylene group. Z should preferably have 1 to 18 carbon atoms.
Beispielsweise geeignete Vertreter der Verbindungen, die als Komponenten (1) bei de« Verfahren der vorliegenden Br-For example, suitable representatives of the compounds that as components (1) in the «method of the present Br-
ias0Ofl/aoai ^ originalias0Ofl / aoai ^ original
flndung Anwendung finden können, sind Chlorate thyi-trlmethylallan, Di-(bron3äthyl)-dibutyleilan, y-Chlorpropyl-«ethyldioctylsilan und o*~CMorbutyl-triäthylBilan.can find application are chlorates thyi-trlmethylallan, Di- (bron3ethyl) -dibutylsilane, γ-chloropropyl- «ethyldioctylsilane and o * ~ CMorbutyl-triethylBilane.
Arbeitsmethoden sur Herstellung der halogenkohlenwaeeerstoff-substituierten Organosilioiumverbindungen, die als Realctionekomponente (1) bei dem erflndungsgemKeen Verfahren verwendet werden» gehören ma sich zum Stand der Technik. Hierzu gehurt s.B. die Umsetzung von Vinyl- oder Allylhalogeniden mit Organosillciiamverblndungen, die silioiumgebundene WaseeretoffAtoae enthalten, eine Vmsetsung, die iss allgemeinen in Gegenwart eines Platinkatalysator« durchgeführt wird. Die Orgastosllleluenrerbindungen, die für die Herstellung der Aalno-Organosllleiumverbindungen efl dem Verfahren der ¥orifeg®iäden Erfindung to^ofsngt in Frage kommen, sind diejenigen, in tetsn das Hmi©g©imfeG® ¥ mm einem Chlorate« besteht.Working methods sur preparation of halogenkohlenwaeeerstoff-substituted Organosilioiumverbindungen used as Realctionekomponente (1) in which erflndungsgemKeen method "include ma to the prior art. This includes the reaction of vinyl or allyl halides with organosilicate compounds containing silicon-bonded water-based substances, a process which is generally carried out in the presence of a platinum catalyst. The Orgastoslleluenrerbindungen, which for the production of the Aalno-Organosllleiumverbindungen to ^ of the process of the ¥ orifeg®iad invention to ^ often come into question, are those in tetsn the Hmi © imfeG® ¥ mm a chlorate ”consists.
Die Verbindung (2), die bei dem Verfahren gem&fi der vorliegenden Erfindung sur Anwendung gelangt, entspricht der allgemeinen FormelThe compound (2) used in the method according to the present invention Invention sur applied corresponds to the general formula
in welcher jedes Syebol X ein Wasserstoff atom, einen Alkylrest, z.B. eine «ethyl-, Äthyl-, Propyl- oder Octadeeylgruppe, oder einen Arylreat, ae.B. eine Phenyl- oder Kaphthylgruppe, bedeutet seit der NaSgAbe, daB nicht mehr als ein X ein Wasserstoff ate* darstellt. Vorsugsweise stellt X einen Arylrest dar. In der angeführten allgemeinen Formelin which every syebol X has a hydrogen atom, an alkyl radical, e.g. an «ethyl, ethyl, propyl or octadecyl group, or an arylreat, ae.B. a phenyl or caphthyl group, means since the NaSgAbe that no more than an X represents a hydrogen ate *. As a precaution, X represents an aryl radical. In the general formula given
steht Q für ein Alkalimetallatom, vorzugsweise für ein Natrium-, Kalium- oder Lithiumatom.Q stands for an alkali metal atom, preferably for a sodium, potassium or lithium atom.
Verbindungen, d*le als Reaktionskomponente (2) zur Anwendung kommen, können nach jeder beliebigen bekannten Methode hergestellt werden, wobei ein bevorzugt-in Frage kommender Weg zur Oewlnnung solcher Verbindungen darin besteht, eine Alkyl· oder Aryl-Lithium-Verbindung, wie Phenyllithlum oder Butyllithium, mit der geeigneten Aminoverbindung, beispielsweise einem Dlarylamln, wie Dlphenylamln, umzusetzen. Gemäß einer abgewandelten Methode kann das Alkallderivat dadurch hergestellt werden, daß man z.B. das Diarylamin mit Natrlumamld umsetzt.Compounds d * le as a reaction component (2) for use can be prepared by any known method, a preferred route in question to oil such compounds consists in using an alkyl or aryl lithium compound, such as phenyllithium or butyllithium, with the appropriate amino compound, for example a Dlarylamine, such as Dlphenylamln to implement. According to a In a modified method, the alkali derivative can be prepared by treating, for example, the diarylamine with sodium amide implements.
01· Umsetzung der Halogenkohlenwasserstoff-Organoeiliclumverbindung (1) mit der Alkallverbindung (2) zwecks Herstellung der gewünschten Amlno-Organoslliciumverblndungen kann in der Regel bei Jeder beliebigen Temperatur zwischen etwa 300C und der Rückfluß tempera tür des Reaktionsgemisches erfolgen. In manchen Fällen verläuft jedoch die Reaktion bei Temperaturen unter etwa 60°C so langsam, das sie ohne praktische Bedeutung 1st, und deshalb 1st es empfehlenswert, dl· Umsetzung bei etwa der Rückflußtemperatür des ReaktionegemlBobee durchzuführen. Di· relativen Mengenverhältnisse, in denen dl· Reaktlonskomponenten miteinander umgesetzt werden, sind nicht kritisch, obwohl die besten Ergebnisse Im allgemeinen dann erhalten werden, wenn man die Alkali-Amlnoverbindung (2) in ein·« geringen etöchiometrisehen Überschuß anwendet.01 · implementation of halocarbon-Organoeiliclumverbindung (1) with the Alkallverbindung (2) for the manufacture of the desired Amlno-Organoslliciumverblndungen can be carried out at any temperature between about 30 0 C and the reflux tempera door of the reaction mixture generally. In some cases, however, the reaction proceeds so slowly at temperatures below about 60 ° C. that it is of no practical importance, and it is therefore advisable to carry out the reaction at about the reflux temperature of the reaction mixture Bobee. Diethylene relative proportions, are where dl · Reaktlonskomponenten reacted are not critical, although the best results are generally obtained when applying the alkaline Amlnoverbindung (2) low in a · "etöchiometrisehen excess.
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Gewünschtenfalls kann das Reaktionsgemisch ein oder mehrere Lösungsmittel enthalten. Gemäß einer AusfUhrungsform des erfindungsgeraäßen Verfahrens hat es sich als zweckmäßig erwiesen« das Alkallderivat des Diarylatnins in einem Lösungsmittel, wie Diäthyläther, herzustellen und danach die Halogenkohlenwasserstoff-Organosiliciumverbindung zur Lösungsmittellösung des Aroinderivates zuzusetzen und die Reaktion anspringen zu lassen. Nach Beendigung der Umsetzung kann das gewünschte Produkt nach irgendeiner der üblichen Methoden gewonnen werden, beispielsweise durch Brsatz des Lösungsmittels der Lösungsmittellösung des Produktes durch ein anderes Lösungsmittel, wonach die Lösung dann fraktioniert wird, um die gewünschte Organosilioiumverbindung zu gewinnen. 'If desired, the reaction mixture can be one or more Contain solvents. According to one embodiment of the method according to the invention, it has proven to be expedient proved «the alkali derivative of diarylatin in a solvent such as diethyl ether and then the halocarbon organosilicon compound to add to the solvent solution of the aroin derivative and let the reaction kick in. After the completion of the reaction, the desired product can be prepared according to any of the conventional methods can be obtained, for example by Brsatz the solvent of the solvent solution of the product by another solvent, after which the solution then fractionated to obtain the desired organosilicon compound. '
Wird ein niedrigsiedendes Lösungsmittel, wie Diäthyläther, verwendet, so kann es erforderlich sein, die Umsetzung unter Überdruck durchzuführen, um die gewünschte Reaktionstemperatur zu erreichen. Die Anwendung hoher Druck© kann . jedoch in manchen Fällen dadurch vermieden werden, daß man die Gesamtmenge oder einen Teil des niedrigsiedenden Lösungsmittels mit einem Lösungsmittel zum rUckfließenden Sieden bringt, welches bei einer höheren Temperatur aledet. If a low-boiling solvent, such as diethyl ether, is used, it may be necessary to switch off the reaction below Carry out excess pressure in order to achieve the desired reaction temperature. The application of high pressure © can. however, in some cases it can be avoided by using all or part of the low-boiling point Solvent with a solvent to reflux Brings boiling, which takes place at a higher temperature.
Einige der Organosiliciumverbindungen, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können, 3ind neu und die Erfindung umfaßt daher als neue Verbindungen diejenigen der allgemeinen Formel „.-.Some of the organosilicon compounds which can be prepared according to the process of the present invention are new and the invention therefore encompasses as novel compounds those of the general formula “.-.
1Q.HOd/-jO01-1Q.HOd / -jO01-
in der R, Z und a die welter oben angegebene Bedeutung haben und Jedes Symbol X einen Arylrest darstellt.in which R, Z and a have the meaning given above and each symbol X represents an aryl radical.
Die Amino-Organoslllciumverblndungen, die gemäe dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, können zur Bildung von wasserabweisenden überzügen auf Fasermaterialien
oder als Appreturen für Glasfasern technische Anwendung finden. Die oben definierten neuen Organoslliclötverbindungen
haben sich als besonders gut brauchbar· Zusätze en organischen oder
/Organoeilielum-Materlallen Insofern erwiesen, als sie die
thermische und oxydatlve Stabilität derselben bemerkenswert verbessern« Wie gefunden wurde» ist es durch. Zusatz
von geringen Mengen dieser neuen Verbindungen zu Kohlenwasserstoff-^Schmiermitteln
mögileh, deren Stabilität gegen Oxydation signifikant zu verbessern. Hinsichtlich dieser
besonderen Eigenschaft sind diejenigen erfindungsgemäfien
Verbindungen besondere vorteilhaft» in denen die Reste R
der angegebenen Formel so ausgewählt sind» dal sie die
Organoelliciumverblndung verträglich mit dem organischen Material machen, in das sie einverleibt werden. So sind
beispielsweise solche Organoslllclumverblndungen als Additive zur Erhöhung der Oxydatlonsstabllltät von Mineral-Schmierölen
mit besonderem Vorteil verwendbar, in denen zumindest einige der Substltuenten R-Butylgruppen oder
höhermolekulare Kohlenwasserstoffreste darstellen.The amino-organosilicon compounds which are produced according to the process of the present invention can be used industrially for the formation of water-repellent coatings on fiber materials or as finishes for glass fibers. The new organosilicate solder compounds defined above have proven to be particularly useful as additives in organic or organic compounds
/ Organoeilielum-Materlallen in so far as they remarkably improve the thermal and oxidatlve stability of the same «As was found» it is by. It is possible to add small amounts of these new compounds to hydrocarbon lubricants to significantly improve their stability against oxidation. With regard to this special property, those compounds according to the invention are particularly advantageous in which the radicals R of the formula given are selected in such a way that they make the organoellicium compound compatible with the organic material into which they are incorporated. For example, such organosilicate compounds can be used with particular advantage as additives for increasing the oxidation stability of mineral lubricating oils in which at least some of the substituents are R-butyl groups or higher molecular weight hydrocarbon radicals.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher er-1Hütern. The invention is further illustrated by the following examples.
Diphenylamln (50,1 g, entsprechend 0,3 Hol) in 100 al Diäthyl&ther wurde in einen Kolben gegeben, der n-Butyllithium enthielt, das durch Umsetzung von Lithium (4,2 g, entsprechend 0,6 Grammatom) alt Butylbroald (41 »4 g, entsprechend 0,3 NoI) .erhalten worden war, und das Gemisch wurde hierauf swel Stunden unter Rückfluß erhitzt. Danach wurde Chloraethjrl-dibutyl-aethylailan (29 g, entsprechend 0,lU Hol) zugegeben, das ätherisch· Lusungsaittel durch Xylol ersetzt und das Oealsch 40 Stunden unter RUckfiuS erhitzt. Mach des rUokflleßenden Erhitzen liefi nan das Reaktionsgealeoh abkühlen, setzte Wasser hisisu, und dl« organisohe Schicht wurde isoliert und getrocknet. Nach eltter Vakuuadestillatlon zwecks Entfernung des Xylole lieferte diese Schicht Diphenylanlnomthyl~swtliyl-»dlbutylBllan, das einen Siedepunkt von Kp.n , Λ R 16o-l/O°C und einen Brechungsiridex von r^5 1,5Ί85 aufweist.Diphenylamine (50.1 g, corresponding to 0.3 hol) in 100 μl of diethyl ether was placed in a flask which contained n-butyllithium, which was obtained by reacting lithium (4.2 g, corresponding to 0.6 gram atom) old butylbroald (41 »4 g, corresponding to 0.3 NoI) .was obtained, and the mixture was then refluxed for every hour. Then chloroethyrl-dibutyl-ethyl-ailane (29 g, corresponding to 0.1U Hol) was added, the ethereal solvent was replaced by xylene and the oil was heated under reflux for 40 hours. After complete heating, the reaction mixture was allowed to cool, water was added, and the organic layer was isolated and dried. After eltter Vakuuadestillatlon to remove the xylenes this layer Diphenylanlnomthyl ~ swtliyl- "dlbutylBllan which n has a boiling point of Kp., Λ R 16o-l / O ° C and a Brechungsiridex of r ^ 5 1,5Ί85 provided comprising.
Phenyllithium wurde in einem Kolben durch Umsetzung von Lithium in Pillenform (4,05 g, entsprechend 0,58* Mol) alt BroBbenzol (*3#6 g, entsprechend O,278 Mol) in trockenem Diäthyläther bei RUckflu3temperatur hergestellt.Phenyllithium was made in a flask by reacting Lithium in pill form (4.05 g, equivalent to 0.58 * mol) old BroBbenzol (* 3 # 6 g, corresponding to 0.278 mol) in dry Diethyl ether produced at reflux temperature.
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Zu der PhenyllithlumlUsung wurde allmählich Dlphenylamin (*7 S, entsprechend 0,278 Mol) in 100 ml Diäthyläther gegeben, wobei die Temperatur des Gemisches durch Aussenkühlung auf 20 bis 250C gehalten wurde. War die Zugabe des Diphenylamine beendet« so wurde das Gemisch 6 1/2 Stunden lang auf Rückflußtemperatur erhitzt, dann weitere 16 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, und dann wurde Trimethylbromäthylsilan (50 g, entsprechend 0,278 Mol) zugegeben, wobei «ine geringe Wärmeentwicklung während dieses Zusatzes erfolgte. Nachdem das Gemisch 30 Stunden lang gerührt und 65 Stunden stehen gelassen worden war, wurde es in ein Eis/Wasser-Gemisch gegossen, und die organische Schicht wurde dann abgetrennt und über MgSO^.Hg0 getrooknet.To the PhenyllithlumlUsung Dlphenylamin was (* 7 S, corresponding to 0.278 mol) in 100 ml of diethyl ether gradually, keeping the temperature of the mixture was maintained by external cooling to 20 to 25 0 C. When the addition of the diphenylamine was complete, the mixture was heated to reflux temperature for 6 1/2 hours, then stirred for a further 16 hours at room temperature, and then trimethylbromoethylsilane (50 g, corresponding to 0.278 mol) was added, with little heat being generated during this Addition was made. After the mixture had been stirred for 30 hours and left to stand for 65 hours, it was poured into an ice / water mixture and the organic layer was then separated and dried over MgSO ^ .H g 0.
Nach de« Fraktionleren unter Vakuum lieferte die organische Schicht l-Dlphenylanlno-2-irimethylsilyläthan, dessen Siede punkt bei Kp.Q £ 107°C liegt und dessen Brechungsindex 1,5671 beträgt»After de "Fraktionleren under vacuum the organic layer afforded l-Dlphenylanlno-2-irimethylsilyläthan whose boiling point at Kp. Q £ is 107 ° C and its refractive index is 1.5671"
Bei der Analyse de· Produktes wurden folgende Werte ermittelt: Si 10,82 %i C 75*9 % und H 8,66 %. Die für die Verbindung SiC,.,H2,N berechneten Werte betragen: Si 10,4 £; C 75#8 % und H 8,55 %> When analyzing the product, the following values were determined: Si 10.82 % i C 75 * 9 % and H 8.66 %. The values calculated for the compound SiC,., H 2 , N are: Si 10.4 £; C 75 # 8 % and H 8.55 %>
Dlphenylaain (50,1 g, entsprechend 0,3 Hol) in 100 al Diäthyläther wurde in einen Kolben gegeben, der n-Butyllithlum enthielt, welches nach der in Beispiel 1 beschriebenenDlphenylaain (50.1 g, corresponding to 0.3 hol) in 100 al diethyl ether was placed in a flask containing n-butyllithium contained which according to that described in Example 1
109809/2091 8AD 109809/2091 8AD
Methode hergestellt worden war« und das Gemisch wurde zwei Stunden unter Rückfluß erhitzt. Darauf wurde γ-Chlorpropyi-methyl-dibutylsilan (50 g, entsprechend 0,176 Mol) In den Kolben gegeben, und das Reaktionsgeuleoh wurde 40 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Beendigung dieser Erhitzungsperiode ließ man das Gemisch abkühlen, und es wurde Wasser zugegeben. Die organische Schicht wurde dann gesammelt, getrocknet und fraktioniert, um so da« l-Diphenylatnino-3-methyl-dibutylsilylpropan vom Kp.0 .. 170-173° zu gewinnen.Method was prepared "and the mixture was refluxed for two hours. Then γ-chloropropi-methyl-dibutylsilane (50 g, corresponding to 0.176 mol) was added to the flask and the reaction mixture was refluxed for 40 hours. At the end of this heating period, the mixture was allowed to cool and water was added. The organic layer was then collected, dried and fractionated so as to obtain 1-diphenylatnino-3-methyl-dibutylsilylpropane with a boiling point of 0 ... 170-173 °.
Anilin (28,9 S* entsprechend 0,3 Mol) in 50 al Äther wurde zu einer Lösung von Phenyllithium (0,3 Hol) In Äther gegeben und das Gemisch zwei Stunden unter Rückfluß erhitzt. Dann wurde l-Broin-2-trimethylsilyläthan (36,2 g, entsprechend 0,2 Mol) zugegeben, der Äther durch Tetrahydrofuran ersetzt und das Gemisch 20 Stunden unter Rückfluß erhitzt.Aniline (28.9 S * corresponding to 0.3 mol) in 50 al of ether was added to a solution of phenyllithium (0.3 hol) in ether and the mixture was refluxed for two hours. Then 1-broin-2-trimethylsilylethane (36.2 g, corresponding to 0.2 mol) was added, the ether was replaced by tetrahydrofuran and the mixture was refluxed for 20 hours.
Das Gemisch wurde abkühlen gelassen, Wasser zugesetzt und die getrocknete organische Schicht fraktioniert, um βο l-Phenylamino-2-trimethylsilyläthan (18,5 g, entsprechend einer Ausbeute von 49 $) vom Kp. 2 5 106° zu gewinnen.The mixture was allowed to cool, water was added and the dried organic layer fractionated to βο l-phenylamino-2-trimethylsilyläthan (18.5 g, corresponding to a yield of 49 $) of Kp. Win 2 5 106 °.
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