DE1768271B1 - Process for the preparation of aqueous solutions of compounds of the formula CH3Si (OH) 2 (CH2)? OH - Google Patents

Process for the preparation of aqueous solutions of compounds of the formula CH3Si (OH) 2 (CH2)? OH

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Description

Nach einem älteren Verfahren können siliciumorganische Schwefelsäureester bzw. deren Salze durch Umsetzung siliciumorganischer Verbindungen der allgemeinen Formel RxYyOzSi (MORk~ (x+y+2z) R = einwertiger Kohlenwasserstoffrest, wie der Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkaryl-Rest oder Mischungen hiervon, Y = Halogenatom oder Alkoxyrest, M = zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest, der zwischen den verknüpfungsfähigen Endgruppen zumindest noch ein weiteres Kohlenstoffatom besitzt, wobei R" die gleiche Bedeutung wie R hat, außerdem Wasserstoff bedeuten kann; x = 0 bis 3, y = 1 bis 3, z = 0 bis 1,5, mit der Bedingung, daß 1<(x+y+2z)<4 ist, mit einem Sulfatierungsmittel wie Schwefelsäure, S03, Amidosulfonsäure und Chlorsulfonsäure hergestellt werden.According to an older process, organosilicon sulfuric acid esters or their salts can be prepared by reacting organosilicon compounds of the general formula RxYyOzSi (MORk ~ (x + y + 2z) R = monovalent hydrocarbon radical, such as the alkyl, aryl, aralkyl, alkaryl radical or mixtures thereof, Y = halogen atom or alkoxy radical, M = divalent hydrocarbon radical which has at least one further carbon atom between the linkable end groups, where R ″ has the same meaning as R and can also denote hydrogen; x = 0 to 3, y = 1 to 3, z = 0 to 1.5, with the proviso that 1 <(x + y + 2z) < 4, can be prepared with a sulfating agent such as sulfuric acid, SO3, sulfamic acid and chlorosulfonic acid.

Es wurde nun gefunden, daß man wäßrige Lösungen von Verbindungen der Formel .CH3Si(OHb(CH)n OH dadurch herstellen kann, daß man Schwefelsäureester der Formel in höchstens 10 Gewichtsprozent enthaltender wäßriger Lösung bei erhöhter Temperatur verseift und gegebenenfalls die freigesetzte Säure in an sich bekannter Weise abtrennt, wobei n = 3 oder 4 und m eine ganze Zahl ist.It has now been found that aqueous solutions of compounds of the formula .CH3Si (OHb (CH) n OH can be prepared by using sulfuric acid esters of the formula saponified in an aqueous solution containing not more than 10 percent by weight at elevated temperature and optionally separating the acid released in a manner known per se, where n = 3 or 4 and m is an integer.

Die Herstellung erfolgt in einfacher Weise durch saure oder auch alkalische Verseifung der Sulfatester in an sich geläifiger Weise, wobei man zweckmä#ig einen pH-Wert von kleiner als 2 oder aber grö#er als 12 wählt und die wäßrigen Lösungen länger,I Zeit bei erhöhten Temperaturen beläßt, vorzugsweise bis zum Sieden erhitzt. Siloxane mit ---Si - M - OH - oder -Si-M- O-Si-Gruppierungen waren zwar auch bisher schon bekannt, sie wurden z. B. durch Verseifung bzw. Umesterung von Siloxanen mit oder durch Anlagerung von ungesättigten Alkoholen an Siloxane mit SiH-Bindungen gewonnen.The preparation is carried out in a simple manner by acidic or alkaline saponification of the sulfate esters in a conventional manner, expediently choosing a pH value of less than 2 or greater than 12 and the aqueous solutions for a longer period of time Leaves elevated temperatures, preferably heated to boiling. Siloxanes with --- Si - M - OH - or -Si-M- O-Si groups were already known, they were z. B. by saponification or transesterification of siloxanes with or obtained by adding unsaturated alcohols to siloxanes with SiH bonds.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nun darin, daß die Herstellung aus wäßrigen Lösungen erfolgen kann. Die Umsetzung ge- schieht dabei - zunächst in homogener Phase -leicht und quantitativ. The particular advantage of the method according to the invention now lies in that the production can be carried out from aqueous solutions. The implementation happens at the same time - initially in a homogeneous phase - easily and quantitatively.

So kann z. B. durch Umsetzung von y-Acetoxypropylmethyldichlorsilan oder 6-Acetoxybutylmethyldichlorsilan mit Chlorsulfonsäure eine viskose Flüssigkeit erhalten werden, die im Prinzip durch die Polymerformel (n = 3 oder 4, m = beliebige Zahl) wiedergegeben wird. Durch mehrstündiges Sieden einer 3%igen Lösung dieser Substanz in Wasser erhält man eine klare Lösung, die neben Schwefelsäure und Salzsäure das Silanol bzw. entsprechende durch Kondensation daraus entstandene Siloxanole erhält.So z. B. by reacting γ-acetoxypropylmethyldichlorosilane or 6-acetoxybutylmethyldichlorosilane with chlorosulfonic acid a viscous liquid can be obtained, which in principle by the polymer formula (n = 3 or 4, m = any number). By boiling a 3% solution of this substance in water for several hours, a clear solution is obtained which, in addition to sulfuric acid and hydrochloric acid, contains the silanol or corresponding siloxanols formed therefrom by condensation.

Die Beständigkeit in kochenden sauren Lösungen zeigt dabei an, daß das Silanol dessen vorwiegendes Vorliegen durch kryoskopische Molekulargewichtsbestimmungen erwiesen wird, im Gleichgewicht mit relativ wenigen höhermolekularen, noch wasserlöslichen Kondensationsprodukten vorliegt.The resistance in boiling acidic solutions indicates that the silanol whose predominant presence is proven by cryoscopic molecular weight determinations, is present in equilibrium with relatively few higher molecular weight, still water-soluble condensation products.

Die Säuren lassen sich aus diesen wäßrigen Lösungen durch bekannte Methoden abtrennen. Die Schwefelsäure kann z. B. durch Fällung mit Bariumhydroxid, Salzsäure durch Reaktion mit Silberoxid entfernt werden. Besonders leicht und wirtschaftlich lassen sich alle Säuren mit Hilfe eines Anionenaustauschers in der Hydroxylform entfernen. Man kann natürlich auch die Neutralisation mittels eines Ionenaustauschers mit Fällungsmethoden kombinieren, indem man z. B. die Schwefelsäure mit Bariumhydroxid ausfällt und erst dann die Neutralisation der Restsäuren mit Hilfe eines Ionenaustauschers vornimmt. The acids can be obtained from these aqueous solutions by known means Separate methods. The sulfuric acid can, for. B. by precipitation with barium hydroxide, Hydrochloric acid can be removed by reaction with silver oxide. Particularly light and economical All acids can be converted into the hydroxyl form with the help of an anion exchanger remove. You can of course also neutralize by means of an ion exchanger combine with precipitation methods by z. B. sulfuric acid with barium hydroxide precipitates and only then the neutralization of the residual acids with the help of an ion exchanger undertakes.

Man erhält auf diese Weise neutrale Lösungen siliciumorganischer Alkohole, die beim Eindampfen polymere, ölige oder auch harzartige Rückstände ergeben. In this way, neutral solutions of organosilicon are obtained Alcohols which, when evaporated, produce polymeric, oily or even resinous residues.

Die wäßrigen Silanolläsungen eignen sich zur Emulgierung von Siliconölen. Beim Eindampfen der Emulsionen auf einem imprägnierten Gut verbleiben - infolge des Kondensations-Vorgangs - keine oberflächenaktiven Substanzen, was sich als besonderer Vorteil erweist. The aqueous silanol solutions are suitable for emulsifying silicone oils. When the emulsions evaporate on an impregnated product, they remain - as a result the condensation process - no surface-active substances, which turns out to be special Proves beneficial.

Die erfindungsgemäß hergestellten siliciumorganischen Substanzen eignen sich zur Imprägnierung von Papier, Textilien, Leder~lrnd anderen Materialien. The organosilicon substances produced according to the invention are suitable for impregnating paper, textiles, leather and other materials.

Beispiel 1 Zu 1137 Gewichtsteilen y-Acetoxypropylmethyldichlorsilan werden innerhalb von 5 Stunden bei 55"C und 20 Torr 616 Gewichtsteile destillierte Chlorsulfonsäure gegeben. Als Rückstand verbleiben 1126 Gewichtsteile einer viskosen Flüssigkeit, von der 247 Gewichtsteile in 8000 Gewichtsteilen Wasser gelöst werden. Die klare Lösung wird 32 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach dieser Zeit ist der siliciumorganische Sulfatester, wie durch Titration kontrolliert wird, zu 100% verseift. Die Lösung wird mit so viel eines Anionenaustauschers in der Hydroxylform gerührt, bis sie neutrale Reaktion zeigt. Nach dem Abtrennen und Auswaschen des Ionenaustauschers werden 1200 Gewichtsteile einer neutralen Lösung erhalten, aus der sich beim Eindampfen 114 Gewichtsteile eines lackartigen Siliconrückstandes gewinnen lassen. Example 1 To 1137 parts by weight of γ-acetoxypropylmethyldichlorosilane are distilled within 5 hours at 55 "C and 20 Torr 616 parts by weight Given chlorosulfonic acid. 1126 parts by weight of a viscous residue remain as a residue Liquid of which 247 parts by weight are dissolved in 8000 parts by weight of water. The clear solution is refluxed for 32 hours. After this time is the Organosilicon sulfate esters, as controlled by titration, are 100% saponified. The solution is stirred with as much of an anion exchanger in the hydroxyl form as until it shows a neutral reaction. After separating and washing out the ion exchanger 1200 parts by weight of a neutral solution are obtained, from which on evaporation Let 114 parts by weight of a paint-like silicone residue win.

Die Siliconharzlösung läßt sich im Vakuum auf einen Gehalt von 5% Festkörperrückstand einengen, ohne daß eine Trübung eintritt. Die Konzentrierung auf 20% führt ebenfalls zu noch klaren Lösungen, die aber nach mehrstündigem Stehen eintrüben und ölartige Siloxane abscheiden.The silicone resin solution can be reduced to a content of 5% in a vacuum. Concentrate solid residue without causing cloudiness. The concentration to 20% also leads to clear solutions, but they do so after standing for several hours cloudiness and deposit oily siloxanes.

Beispiel 2 Durch Umsetzung von y-Acetoxypropylmethyldichlorsilan mit Chlorsulfonsäure wird ein viskoses Dl der annähernden Zusammensetzung gewonnen. 225 Gewichtsteile dieser Substanz werden in 7275 Gewichtsteilen Wasser gelöst. In dieser Lösung läßt sich der Sulfatester durch 32stündiges Kochen vollständig verseifen. 1300 Gewichtsteile der klaren Lösung werden hierauf noch heiß mit 75,4 Gewichtsteilen Ba(OH)2 8 H20 versetzt. Es fallen dabei 55,8 Gewichtsteile BaSO4 aus. Die filtrierte Lösung wird sodann mit so viel eines Anionenaustauschers in der Hydroxylform versetzt, daß sie neutrale Reaktion zeigt. Der Ionenaustauscher wird danach schnell entfernt. Kryoskopische Molekulargewichtsbestimmungen ergeben, daß in der Lösung überwiegend monomolekulares y-Oxypropylmethylsilandiol vorliegt. Kryoskopische Daten 1 t = 0, 25° C. Hieraus ergibt sich ein Molgewicht von 142,9. Für errechnet sich 136,2.Example 2 By reacting γ-acetoxypropylmethyldichlorosilane with chlorosulfonic acid, a viscous Dl of approximate composition is obtained won. 225 parts by weight of this substance are dissolved in 7275 parts by weight of water. The sulfate ester can be completely saponified in this solution by boiling for 32 hours. 1300 parts by weight of the clear solution are then mixed with 75.4 parts by weight of Ba (OH) 2 8 H 2 O while it is still hot. 55.8 parts by weight of BaSO4 precipitate. The filtered solution is then treated with enough of an anion exchanger in the hydroxyl form that it shows a neutral reaction. The ion exchanger is then removed quickly. Cryoscopic molecular weight determinations show that predominantly monomolecular γ-oxypropylmethylsilanediol is present in the solution. Cryoscopic data 1 t = 0.25 ° C. This results in a molecular weight of 142.9. For is calculated as 136.2.

Beispiel 3 Führt man die Verseifung des Sulfatesteröls von Beispiel 2 in 30% wäßriger Lösung durch, so scheidet sich unmittelbar beim Kochen aus der zunächst klaren Lösung eine ölartige Substanz ab, die beim Trocknen harzartig erhärtet. Die Ausbeute ist nahezu quantitativ. Example 3 Carrying out the saponification of the sulfate ester oil of Example 2 in 30% aqueous solution, so separates out of the immediately upon boiling initially a clear solution from an oily substance that hardens resin-like when it dries. The yield is almost quantitative.

Beispiel 4 Die im Beispiel 2 beschriebene Verseifung wird mit einem nach Patent 1157 789 hergestellten Öl der annähernden Zusammensetzung wiederholt. Kryoskopische Messungen ergeben, daß sich in der klaren neutralisierten Lösung neben y-Oxypropylsilantriol dessen Kondensationsprodukte befinden. Die mittlere Zusammensetzung entspricht einem Kondensationsprodukt mit 3 Si-Atomen pro Molekül. Kryoskopische Daten d t = 0,09"C. Hieraus ergibt sich ein Molgewicht von 372. Für errechnet sich 378,6.Example 4 The saponification described in Example 2 is carried out with an oil of approximate composition prepared according to Patent 1157,789 repeated. Cryoscopic measurements show that the clear, neutralized solution contains, in addition to y-oxypropylsilanetriol, its condensation products. The mean composition corresponds to a condensation product with 3 Si atoms per molecule. Cryoscopic data dt = 0.09 "C. This results in a molecular weight of 372. For works out at 378.6.

Beispiel 5 1,7 Gewichtsteile eines nach Patent 1157 789 hergestellten zähflüssigen DIs der ungefähren Zusammensetzung werden in 170 Gewichtsteilen Wasser gelöst. Nach 72stündigem Kochen der Lösung ergibt die Titration der Säure, daß die Sulfatestergruppierung vollständig verseift ist. Die klare Lösung wird mit einem Ionenaustauscher in der Hydroxylform neutralisiert. In der neutralisierten Lösung liegt - wie kryoskopische Bestimmungen zeigen - hauptsächlich das b-Oxybutylmethylsilandiol vor: Kryoskopische Daten dt = 0,073C C. Hieraus ergibt sich ein Molgewicht von 165,9. Für errechnet sich 150,3.Example 5 1.7 parts by weight of a viscous DI prepared according to patent 1157,789 of approximate composition are dissolved in 170 parts by weight of water. After boiling the solution for 72 hours, titration of the acid reveals that the sulfate ester moiety is completely saponified. The clear solution is neutralized in the hydroxyl form with an ion exchanger. As cryoscopic determinations show, the neutralized solution mainly contains b-oxybutylmethylsilanediol: cryoscopic data dt = 0.073C C. This results in a molecular weight of 165.9. For is calculated as 150.3.

B e i s p i e l 6 25 Gewichtsteile des im Beispiel 2 erwähnten Produktes werden in 250 Gewichtsteilen Wasser gelöst. Dazu werden 750 Gewichtsteile 1,33 n-NaOH gegeben und die klare Lösung 6 Stunden unter Rückfiuß erhitzt.Example 6 25 parts by weight of the product mentioned in Example 2 are dissolved in 250 parts by weight of water. 750 parts by weight of 1.33 N NaOH are added and the clear solution is refluxed for 6 hours.

Nach dieser Zeit ist der Sulfatester praktisch quanti- tativ verseift. Beim Eindampfen der angesäuerten Lösung scheidet sich eine ölartige Substanz aus, die beim Trocknen bei 1000 C harzartig erstarrt. After this time the sulfate ester is practically quantitative tatively saponified. When the acidified solution is evaporated, an oily substance is deposited, which solidifies like a resin when dried at 1000 C.

Beispiel 7 Aus 339 Gewichtsteilen des im Beispiel 2 erwähnten Produktes und 114 Gewichtsteilen eines Siloxans der, Formel wird durch Äquilibrierung bei 1000 C ein Produkt erhalten, das sich durch die Formel Si[(CH2)3OSO3]@@ (CH3) O Cl SOfl 0.52 0.005 beschreiben läßt.Example 7 From 339 parts by weight of the product mentioned in Example 2 and 114 parts by weight of a siloxane of the formula a product is obtained by equilibration at 1000 C which can be described by the formula Si [(CH2) 3OSO3] @@ (CH3) O Cl SOfl 0.52 0.005.

Eine 1% ige Lösung dieser Substanz in Wasser wird 24 Stunden bis zur vollständigen Verseifung der Sulfatestergruppen unter Rückfluß erhitzt. Die Lösung ergibt nach der Neutralisierung mit Ba (OH) und Ionenaustauscher 0, 6% harzartigen Eindampfrückstand, der nach infrarotspektroskopischen Aufnahmen Einheiten enthält.A 1% solution of this substance in water is refluxed for 24 hours until the sulfate ester groups have been completely saponified. After neutralization with Ba (OH) and ion exchanger, the solution gives 0.6% resin-like evaporation residue, which according to infrared spectroscopic recordings Contains units.

Claims (1)

Patentanspruch : Verfahren zur Herstellung wäßriger Lösungen von Verbindungen der Formel CH3Si(OH2)(CH2)nOH dadurch gekennzeichnet, daß man Schwefelsäureester der Formel in höchstens 10 Gewichtsprozent enthaltender wäß riger Lösung bei erhöhter Temperatur verseift und gegebenenfalls die freigesetzte Säure in an sich bekannter Weise abtrennt, wobei n = 3 oder 4 und m eine ganze Zahl ist.Claim: Process for the preparation of aqueous solutions of compounds of the formula CH3Si (OH2) (CH2) nOH, characterized in that sulfuric acid esters of the formula saponified in an aqueous solution containing not more than 10 percent by weight at elevated temperature and optionally separating the acid released in a manner known per se, where n = 3 or 4 and m is an integer.
DE19611768271D 1961-02-27 1961-02-27 Process for the preparation of aqueous solutions of compounds of the formula CH3Si (OH) 2 (CH2)? OH Pending DE1768271B1 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1157789B (en) * 1959-06-12 1963-11-21 Goldschmidt Ag Th Process for the production of organosilicon compounds with sulfate ester groups or salts thereof bonded to the silicon via carbon

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1157789B (en) * 1959-06-12 1963-11-21 Goldschmidt Ag Th Process for the production of organosilicon compounds with sulfate ester groups or salts thereof bonded to the silicon via carbon

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