DE19649998A1 - Preparation of alkoxy-silane compounds containing vinyl ether groups - Google Patents
Preparation of alkoxy-silane compounds containing vinyl ether groupsInfo
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- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
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- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
- C07F7/1872—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20
- C07F7/1876—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-C linkages
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkoxy silanen mit Vinyletherresten. Ein Verfahren zur Herstellung die ser Verbindungen ist bereits aus DE 21 20 711 bekannt. Bei der Umsetzung von Divinylethern mit Silanen werden jedoch Trägerkata lysatoren, bei denen die katalytischen Substanzen auf Aktivkohle aufgebracht sind, verwendet. Gegenüber solchen heterogenen Kata lysatoren sind homogene Katalysatoren, die ohne Trägersubstanz homogen im Reaktionsgemisch verteilt sind, nicht zuletzt dadurch bevorzugt, daß sie eine hohe Aktivität besitzen und - falls sie in ausreichend geringen Mengen eingesetzt werden können - auf ihre Rückgewinnung ganz verzichtet werden kann, woraus sich ein geringerer apparativer und technischer Aufwand bei der Durchfüh rung der Reaktion ergibt. Bei dem aus EP-A-625 534 bekannten Ver fahren werden zwar homogene Katalysatoren verwendet, jedoch sind die eingesetzten Katalysatormengen relativ hoch (über 10 ppm), was z. B. auf Grund der hohen Katalysatorkosten nachteilig ist.The invention relates to a process for the preparation of alkoxy silanes with vinyl ether residues. A method of making the Water connections are already known from DE 21 20 711. In the Reaction of divinyl ethers with silanes, however, become carrier data analyzers, in which the catalytic substances on activated carbon are applied, used. Compared to such heterogeneous kata Analyzers are homogeneous catalysts that have no carrier are homogeneously distributed in the reaction mixture, not least because of it prefers that they have high activity and - if they can be used in sufficiently small quantities - on their recovery can be entirely dispensed with, resulting in less equipment and technical effort in the implementation tion of the reaction. In the known from EP-A-625 534 driving homogeneous catalysts are used, but are the amount of catalyst used is relatively high (over 10 ppm), what z. B. is disadvantageous due to the high catalyst costs.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein Verfahren zur Herstellung von Alkoxysilanen mit Vinyletherresten, wobei homogene Katalysatoren nur in möglichst geringen Mengen benötigt werden.The object of the present invention was therefore a method for the production of alkoxysilanes with vinyl ether radicals, where homogeneous catalysts only required in the smallest possible amounts will.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen FormelAccordingly, a process for the preparation of compounds of general formula
H₂C=CH-O-X-O-CH₂CH₂SiRy(OR′)3-y IH₂C = CH-OXO-CH₂CH₂SiR y (OR ′) 3-y I
wobei R und R′ unabhängig voneinander für einen C₁-C₆-Alkyl- oder einen C₅-C₁₀-Arylrest stehen, X für einen Kohlenwasserstoff- oder Halogenkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, welcher gege benenfalls noch Sauerstoffatome enthalten kann, steht und y 0, 1 oder 2 sein kann, durch Umsetzung von Divinylethern der Formelwhere R and R 'independently of one another for a C₁-C₆ alkyl or are a C₅-C₁₀ aryl radical, X is a hydrocarbon or Halogenated hydrocarbon residue with 1 to 20 carbon atoms, which opp may also contain oxygen atoms, and y is 0.1 or can be 2, by reacting divinyl ethers of the formula
H₂C=CH-O-X-O-CH=CH₂ IIH₂C = CH-O-X-O-CH = CH₂ II
mit Silanen der Formelwith silanes of the formula
HSiRy (OR′)3-y IIIHSiRy (OR ′) 3-y III
worin R, R′, X und y jeweils die oben genannte Bedeutung haben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Divinylether mit den Si lanen bei Temperaturen von 70 bis 150°C in Gegenwart eines homoge nen Hydrosilylierungskatalysators aus der Gruppe der Platin- oder Rhodiumverbindungen zur Reaktion gebracht werden, wobei die ein gesetzte Katalysatormenge 0,05 bis 10 ppm Platin oder Rhodium, bezogen auf das Reaktionsgemisch aus Divinylether und Silanen, beträgt, gefunden.where R, R ′, X and y each have the meaning given above, which is characterized in that the divinyl ether with the Si lanes at temperatures from 70 to 150 ° C in the presence of a homogeneous NEN hydrosilylation catalyst from the group of the platinum or Rhodium compounds are reacted, the one amount of catalyst 0.05 to 10 ppm of platinum or rhodium, based on the reaction mixture of divinyl ether and silanes, is found.
Weitere Ausführungen betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens.Further statements relate to preferred embodiments of the Procedure.
Bevorzugte Verbindungen der Formel I und entsprechend bevorzugte Divinylether der Formel II und Silane der Formel III sind solche, in denen R für einen Methyl- oder einen Phenylrest und R′ für einen Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder iso-Propylrest steht.Preferred compounds of formula I and correspondingly preferred Divinyl ethers of the formula II and silanes of the formula III are those in which R represents a methyl or a phenyl radical and R 'represents is a methyl, ethyl, propyl or iso-propyl radical.
X steht bevorzugt für eine C₁-C₂₀-, insbesondere für eine C₁-C₁₀- Alkylengruppe, welche noch 1 bis 3 Ethergruppen (-O-) enthalten kann.X preferably represents a C₁-C₂₀-, in particular a C₁-C₁₀- Alkylene group which still contain 1 to 3 ether groups (-O-) can.
Besonders bevorzugt hat X eine der nachstehenden Bedeutungen:X particularly preferably has one of the meanings below:
Ganz besonders bevorzugt steht X fürX very particularly preferably stands for
-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂CH₂,
-CH₂CH₂-O-CH₂CH₂--CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂CH₂,
-CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-
Bei der Umsetzung der Divinylether mit den Silanen werden die Divinylether vorzugsweise im molaren Überschuß eingesetzt. Bevor zugt sind molare Mengen von 1 bis 20, insbesondere 3 bis 15 Mol Divinylether, bezogen auf 1 Mol Silan.When the divinyl ethers are reacted with the silanes, the Divinyl ether is preferably used in a molar excess. Before molar amounts of 1 to 20, in particular 3 to 15, mol are added Divinyl ether, based on 1 mol of silane.
Die Reaktionstemperatur beträgt 70 bis 150, vorzugsweise 80 bis 130°C.The reaction temperature is 70 to 150, preferably 80 to 130 ° C.
Als Katalysatoren werden Platin- oder Rhodiumverbindungen verwen det, die homogen im Reaktionsgemisch verteilt werden. Platinum or rhodium compounds are used as catalysts det, which are distributed homogeneously in the reaction mixture.
Insbesondere kommen Komplexverbindungen des Platins oder Rhodiums in Betracht. Zu nennen sind bevorzugt Platin-O-divinylsiloxankom plexe wie Platin-divinyltetramethyldisiloxankomplex oder Rhodium- I-dicarbonylacetylacetonat. Weitere Komplexverbindungen sind z. B. in EP-A-625 534 genannt.In particular, there are complex compounds of platinum or rhodium into consideration. Platinum-O-divinylsiloxaneom should preferably be mentioned plexes such as platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex or rhodium I-dicarbonylacetylacetonate. Other complex compounds are e.g. B. in EP-A-625 534.
Die Katalysatoren werden in Mengen von 0,05 bis 10 ppm, vorzugs weise 0,1 bis 5 ppm, besonders bevorzugt 0,1 bis 3 ppm Platin bzw. Rhodium, bezogen auf das Reaktionsgemisch aus Divinylether und Silan, verwendet.The catalysts are preferred in amounts of 0.05 to 10 ppm as 0.1 to 5 ppm, particularly preferably 0.1 to 3 ppm platinum or rhodium, based on the reaction mixture of divinyl ether and silane.
Die Reaktionszeit liegt vorzugsweise unter 10 Stunden, im all gemeinen sind 0,5 bis 5 Stunden Reaktionszeit für einen vollstän digen Umsatz der Silane ausreichend.The reaction time is preferably less than 10 hours, in total common are 0.5 to 5 hours of reaction time for a complete sufficient conversion of the silanes.
Unumgesetztes Edukt, z. B. der vorzugsweise im Überschuß einge setzte Divinylether, wird nach der Umsetzung zurückgewonnen. Die Isolierung des Reaktionsprodukts kann durch einfache Destillation erfolgen, wobei Kolonnen mit wenigen theoretischen Böden (z. B. < 10) ausreichend sind. Das erhaltene Produkt enthält im allge meinen mehr als 95 Gew.%, üblicherweise mehr als 98 Gew.% der gewünschten Verbindung der Formel I.Unreacted starting material, e.g. B. the preferably in excess set divinyl ether, is recovered after the reaction. The Isolation of the reaction product can be done by simple distillation take place, with columns with few theoretical plates (e.g. <10) are sufficient. The product obtained generally contains mean more than 95% by weight, usually more than 98% by weight of the desired compound of formula I.
204,5 g (1,44 mol) Butandioldivinylether und 29,5 g (0,18 mol)
Triethoxysilan werden in einem Kolben mit Rückflußkühler, Rührer
und Innenthermometer vorgelegt, über ein Heizbad erwärmt und bei
90°C mit 0,01 ml einer ca. 2%igen Rhodiumdicarbonylacetylacetonat
lösung in Toluol versetzt (entspricht ca. 0,3 ppm Rhodium bezüg
lich Gemisch). Die Mischung wird weiter erwärmt. Bei ca. 100°C
tritt eine exotherme Reaktion ein, wobei die Temperatur auf ca.
110-115°C steigt. Das Reaktionsgemisch wird noch 30 Minuten bei
einer Badtemperatur von ca. 100°C gerührt. Nach dieser Reaktions
zeit ist das Triethoxysilan vollständig abreagiert. Das Gemisch
wird nun über einen Dünnschichtverdampfer gegeben, um unumgesetz
ten Butandioldivinylether zu entfernen. Anschließend destilliert
man das Produkt über eine 30 cm lange Vigreuxkolonne (Innendurch
messer ca. 1,5 cm).
Nicht umgesetzter Butandioldivinylether wurde zu 95% in einer
Reinheit von < 99% zurückgewonnen.
Als Produkt wurden 42,0 g (76,3%) 2-(4-Vinyloxybutoxy)ethyltri
ethoxysilan isoliert:
Siedepunkt: 105°C (1 mbar)
Reinheit Gaschromatographie (GC): 97-98%
NMR-Daten von 2-(4-Vinyloxyethoxy)ethyltriethoxysilan:
¹³C-NMR, δ (ppm): 13.0 (1C, CH₂CH₂Si); 18.3 (3C, OCH₂H₃); 26.1,
26.5 (2C, -OCH₂CH₂CH₂CH₂O-), 58.4 (3C, OCH₂CH₃), 66.5, 67.8, 69.9
(3C, ViOCH₂CH₂OCH₂CH₂Si); 86.2 (1C, CH₂=CH-O); 152.0 (1C, CH₂=CH-O)
²⁹Si-NMR, δ (ppm) = -47.2204.5 g (1.44 mol) of butanediol divinyl ether and 29.5 g (0.18 mol) of triethoxysilane are placed in a flask with a reflux condenser, stirrer and internal thermometer, heated over a heating bath and at 90 ° C. with 0.01 ml of a Approx. 2% rhodium dicarbonylacetylacetonate solution in toluene (corresponds to approx. 0.3 ppm rhodium with respect to the mixture). The mixture is heated further. An exothermic reaction occurs at approx. 100 ° C, the temperature rising to approx. 110-115 ° C. The reaction mixture is stirred for a further 30 minutes at a bath temperature of approx. 100 ° C. After this reaction time, the triethoxysilane has completely reacted. The mixture is then passed through a thin film evaporator to remove unreacted butanediol divinyl ether. The product is then distilled through a 30 cm long Vigreux column (inner diameter approx. 1.5 cm).
95% of unreacted butanediol divinyl ether was recovered in a purity of <99%.
42.0 g (76.3%) of 2- (4-vinyloxybutoxy) ethyltri ethoxysilane were isolated as product:
Boiling point: 105 ° C (1 mbar)
Purity gas chromatography (GC): 97-98%
NMR data of 2- (4-vinyloxyethoxy) ethyltriethoxysilane:
¹³C-NMR, δ (ppm): 13.0 (1C, C H₂Si CH₂); 18.3 (3C, OCH₂H₃); 26.1, 26.5 (2C, -OCH₂ C H₂ C H₂CH₂O-), 58.4 (3C, O C H₂CH₃), 66.5, 67.8, 69.9 (3C, ViO C H₂ C H₂O C H₂CH₂Si); 86.2 (1C, CH₂ = C H-O); 152.0 (1C, C H₂ = CH-O) ²⁹Si-NMR, δ (ppm) = -47.2
98 g (0,86 mol) Ethylenglycoldivinylether und 30,8 g (0,19 mol)
Triethoxysilan werden in einem Kolben mit Rückflußkühler, Rührer
und Innenthermometer vorgelegt, über eine Heizbad erwärmt und bei
100°C mit 0,02 ml einer Lösung des Platin-divinyltetramethyldisi
loxankomplexes in Xylol (ca. 3-3,5% Pt, entspricht ca. 5 ppm Pla
tin bezüglich Gemisch) versetzt. Die Mischung wird anschließend
noch 5 h bei 100°C gerührt. Nach dieser Reaktionszeit ist das
Triethoxysilan vollständig abreagiert. Bei leichtem Vakuum und
einer Badtemperatur von 85°C wird nun der überschüssige Ethylen
glycoldivinylether abdestilliert. Anschließend destilliert man
das Produkt über eine 30 cm lange Vigreuxkolonne (Innendurch
messer ca. 1,5 cm). Nicht umgesetzter Ethylenglycoldivinylether
wurde quantitativ in einer Reinheit von 98-99% zurückgewonnen.
Als Produkt wurden 35,9 g (69%) 2-(2-Vinyloxyethoxy)ethyltri
ethoxysilan isoliert:
Siedepunkt: 69°C (0,015 mbar)
Reinheit GC: < 99%
NMR-Daten von 2-(2-Vinyloxyethoxy)ethyltriethoxysilan:
¹³C-NMR, δ (ppm) = 13.0 (1C, CH₂CH₂Si); 18.3 (3C, OCH₂CH₃); 58.4 (3C, OCH₂CH₃)
67.2, 67.4, 68.6 (3C, ViOCH₂CH₂OCH₂CH₂Si); 86.5 (1C,CH₂=CH-O);
151.9 (1C,CH₂-CH-O)
²⁹Si-NMR, δ (ppm) = -47.598 g (0.86 mol) of ethylene glycol divinyl ether and 30.8 g (0.19 mol) of triethoxysilane are placed in a flask with a reflux condenser, stirrer and internal thermometer, heated over a heating bath and at 100 ° C. with 0.02 ml of a solution of the Platinum-divinyltetramethyldisi loxane complex in xylene (approx. 3-3.5% Pt, corresponds to approx. 5 ppm platinum with respect to the mixture) was added. The mixture is then stirred at 100 ° C. for a further 5 h. After this reaction time, the triethoxysilane has completely reacted. With a slight vacuum and a bath temperature of 85 ° C, the excess ethylene glycol divinyl ether is then distilled off. The product is then distilled through a 30 cm long Vigreux column (inner diameter approx. 1.5 cm). Unreacted ethylene glycol divinyl ether was recovered quantitatively in a purity of 98-99%.
35.9 g (69%) of 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyltri ethoxysilane were isolated as product:
Boiling point: 69 ° C (0.015 mbar)
Purity GC: <99%
NMR data of 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyltriethoxysilane:
¹³C-NMR, δ (ppm) = 13.0 (1C, C H₂Si CH₂); 18.3 (3C, OCH₂CH₃); 58.4 (3C, O C H₂CH₃) 67.2, 67.4, 68.6 (3C, ViO C H₂CH₂O C H₂CH₂Si); 86.5 (1C, CH₂ = C H-O); 151.9 (1C, C H₂-CH-O)
²⁹Si NMR, δ (ppm) = -47.5
213 g (1,5 mol) Butandioldivinylether und 24,6 g (0,15 mol) Tri
ethoxysilan werden in einem Kolben mit Rückflußkühler, Rührer und
Innenthermometer vorgelegt, über ein Heizbad erwärmt und bei 100°C
mit 0,37 ml einer Platin-divinyldisiloxankomplex-Lösung (mit ca.
3% Pt) versetzt (entspricht ca. 45 ppm Platin bezüglich Ge
misch). Es tritt eine exotherme Reaktion ein, wobei die Tempera
tur auf ca. 110-115°C steigt. Das Reaktionsgemisch wird noch
30 Minuten bei einer Badtemperatur von ca. 100°C gerührt. Nach
dieser Reaktionszeit ist das Triethoxysilan vollständig ab
reagiert. Das Gemisch wird nun über einen Dünnschichtverdampfer
gegeben, um unumgesetzten Butandioldivinylether zu entfernen.
Anschließend destilliert man das Produkt über eine 30 cm lange
Vigreuxkolonne (Innendurchmesser ca. 1,5 cm ab). Nicht umgesetz
ter Butandioldivinylether wurde zurückgewonnen.
Als Produkt wurden 39,9 g (87%) 2-(4-Vinyloxybutoxy)ethyltri
ethoxysilan isoliert:
Siedepunkt: 105°C (1 mbar)
Reinheit GC: 97%.213 g (1.5 mol) butanediol divinyl ether and 24.6 g (0.15 mol) tri ethoxysilane are placed in a flask with a reflux condenser, stirrer and internal thermometer, heated over a heating bath and at 100 ° C. with 0.37 ml of a platinum -divinyldisiloxane complex solution (with approx. 3% Pt) added (corresponds to approx. 45 ppm platinum with respect to the mixture). An exothermic reaction occurs, the temperature rising to approx. 110-115 ° C. The reaction mixture is stirred for a further 30 minutes at a bath temperature of approx. 100 ° C. After this reaction time, the triethoxysilane has reacted completely. The mixture is then passed through a thin film evaporator to remove unreacted butanediol divinyl ether. The product is then distilled through a 30 cm long Vigreux column (inner diameter approx. 1.5 cm from). Unreacted butanediol divinyl ether was recovered.
39.9 g (87%) of 2- (4-vinyloxybutoxy) ethyltri ethoxysilane were isolated as product:
Boiling point: 105 ° C (1 mbar)
Purity GC: 97%.
Die Durchführung entsprach Beispiel 2 mit folgenden Änderungen:
Umsetzung von 29,5 g Triethoxysilan mit 205,2 g Ethylenglycol
divinylether; 0,45 ml Platindivinyldisiloxankomplex-Lösung (mit
ca. 3% Pt) bei 100°C; Reaktionszeit 1 h; Ausbeute an 2-(2-Vinylo
xyethoxy)ethyltriethoxysilan: 47% (Reinheit GC: 91%)The implementation corresponded to example 2 with the following changes:
Reaction of 29.5 g of triethoxysilane with 205.2 g of ethylene glycol divinyl ether; 0.45 ml of platinum divinyl disiloxane complex solution (with approx. 3% Pt) at 100 ° C; Reaction time 1 h; Yield of 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyltriethoxysilane: 47% (GC purity: 91%)
Butandioldivinylether und Triethoxysilan wurden im Molverhältnis
8 : 1 bei 125°C (15 Stunden Reaktionszeit) umgesetzt. Als Katalysa
tor wurde ein Trägerkatalysator (Platin auf Aktivkohle) verwen
det, wobei die Menge an Platin 63 ppm, bezogen auf das Reaktions
gemisch, betrug.
Die Ausbeute betrug 65% (Reinheit GC: 88%)Butanediol divinyl ether and triethoxysilane were reacted in a molar ratio of 8: 1 at 125 ° C (15 hour reaction time). A supported catalyst (platinum on activated carbon) was used as the catalyst, the amount of platinum being 63 ppm, based on the reaction mixture.
The yield was 65% (GC purity: 88%)
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19649998A DE19649998A1 (en) | 1995-12-12 | 1996-12-03 | Preparation of alkoxy-silane compounds containing vinyl ether groups |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19546252 | 1995-12-12 | ||
DE19649998A DE19649998A1 (en) | 1995-12-12 | 1996-12-03 | Preparation of alkoxy-silane compounds containing vinyl ether groups |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19649998A1 true DE19649998A1 (en) | 1997-06-19 |
Family
ID=7779834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19649998A Withdrawn DE19649998A1 (en) | 1995-12-12 | 1996-12-03 | Preparation of alkoxy-silane compounds containing vinyl ether groups |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19649998A1 (en) |
-
1996
- 1996-12-03 DE DE19649998A patent/DE19649998A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |