DE2244278A1 - Long-chain linear alkenylsilanes - adhesion promoters and inters for polysiloxanes and substd alkylsilanes - Google Patents
Long-chain linear alkenylsilanes - adhesion promoters and inters for polysiloxanes and substd alkylsilanesInfo
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Abstract
Description
"Alkenylsilane und Verfahren zu deren Herstellung" Die vorliegende Erfindung betrifft neue Alkenylsilane mit funktionellen Gruppen im Alkenylrest und ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen."Alkenylsilanes and Processes for Their Preparation" The present The invention relates to new alkenylsilanes with functional groups in the alkenyl radical and a process for making these compounds.
Die neuen Alkenylsilane haben die allgemeine Formel in der X ein Chloratom, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenst.offatomen, Y und Z'je ein Chloratom oder.eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, n eine ganze Zahl von 5 bis 8, m eine ganze Zahl von 1 bis 4 und R a) eine Gruppe der allgemeinen Formel wobei R2 für eine Carbalkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und R3 für ein Wasserstoffatom, eine Carbalkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest oder eine geradkettige Alkenylgruppe mit mindestens zwei Doppelbindungen und einer endständigen XYZSi-Gruppe steht, in der X, Y und Z die oben angegebene Bedeutung haben, oder b) eine Gruppe der allgemeinen Formel wobei R4 für ein Wasserstoffatom oder eine Carbalkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und 5 für eine Carbalkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest steht, oder c) eine Gruppe der allgemeinen Formel wobei R6 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einen Phenylrest steht, oder d) eine Gruppe der allgemeinen Formel -O-R7 wobei R7 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht, bedeutet.The new alkenylsilanes have the general formula in which X is a chlorine atom, an alkoxy group with 1 to 4 carbon atoms or an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms, Y and Z 'are each a chlorine atom or an alkoxy group with 1 to 4 carbon atoms, n is an integer from 5 to 8, m is an integer from 1 to 4 and R a) is a group of the general formula where R2 stands for a carbalkoxy group with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical and R3 for a hydrogen atom, a carbalkoxy group with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical or a straight-chain alkenyl group with at least two double bonds and a terminal XYZSi group in which X, Y and Z have the meaning given above, or b) a group of the general formula where R4 stands for a hydrogen atom or a carbalkoxy group with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical and 5 stands for a carbalkoxy group with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radical, or c) a group of the general formula where R6 stands for an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms or a phenyl radical, or d) a group of the general formula -O-R7 where R7 stands for an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms.
Das Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen ist dadurch gekennzeichnet, daß man Silane der allgemeinen Formel in der X ein Chloratom oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Y und Z je ein Chloratom darstellt, in Gegenwart von Hydrosilylierungskata lysatoren an mehrfach ungesättigte Olefine der allgemeinen Formel H2C = CH - (CH2)n2 - CH = CH - (CH2)m - R1 (III) in der n und m dieselbe Bedeutung haben wie in Formel (I), anlagert und das Reaktionsprodukt gegebenenralls mit Alkoholen umsetzt.The process for the preparation of the new compounds is characterized in that one silanes of the general formula in which X represents a chlorine atom or an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms, Y and Z each represents a chlorine atom, in the presence of hydrosilylation catalysts on polyunsaturated olefins of the general formula H2C = CH - (CH2) n2 - CH = CH - (CH2) m - R1 (III) in which n and m have the same meaning as in formula (I), is added on and the reaction product optionally reacts with alcohols.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Alkenylsilane gemäß der vorliegenden Erfindung sind als Silane der allgemeinen Formel II beispielsweise Trichlorsilan, Methyldichlorsilan, Äthyldichlorsilan, n-Propyldichlorsilan, n-Butyldichlorsilan und sec.-Butyldichlorsilan geeignet.As a starting material for the preparation of the alkenylsilanes according to The present invention are, for example, as silanes of the general formula II Trichlorosilane, methyldichlorosilane, ethyldichlorosilane, n-propyldichlorosilane, n-butyldichlorosilane and sec-butyldichlorosilane are suitable.
Als mehrfach ungesättigte Olefine der allgemeinen Formel III kommen Verbindungen wie -Undecatrien-(1,5, lO)-2Lcarbonsäure methylester, Undecatrien-(1,5,10)-lJ2-dicarbonsäureäthylester, Nonadecapentaen-(1,6,9,13,18)-10-carbonsäure-n-propylester, 1,1-Bis(carbmethoxy)-nonadien-(3,8), 1, 1-Bis(carb-n-butoxy)-nonadien-(@,8), Valeriansäure-octadien-(2,7)-yl-1-ester, Benzoesäure-octadien-(2,7)yl-1-ester und l-thoxy-octadien-(2,7) infrage. Methoden zur Herstellung dieser Verbindungen sind in den deutschen Patentanmeldungen P 20 25 830, P 21 D7 291 und P 21 42 444 sowie Synthesis 197@, S. 42 - 44 beschrieben.As polyunsaturated olefins of the general formula III come Compounds such as -Undecatriene- (1,5, 10) -2Lcarboxylic acid methyl ester, Undecatriene- (1,5,10) -lJ2-dicarboxylic acid ethyl ester, N-propyl nonadecapentaen (1,6,9,13,18) -10-carboxylate, 1,1-bis (carbmethoxy) -nonadiene- (3,8), 1, 1-bis (carb-n-butoxy) -nonadiene - (@, 8), valeric acid-octadien- (2,7) -yl-1-ester, Benzoic acid octadien- (2,7) yl-1-ester and l-thoxy-octadiene- (2,7) are possible. Methods for the preparation of these compounds are in the German patent applications P 20 25 830, P 21 D7 291 and P 21 42 444 and Synthesis 197 @, pp. 42-44.
Die mehrfach ungesättigten Olefine werden mit den Silanverbindungen zweckmäßig in einem solchen Molverhältnis umgesetzt, daß für jede endständige Doppelbindung im Olefin ein Mol Silan für die Anlagerung zur Verfügung steht.The polyunsaturated olefins are mixed with the silane compounds expediently reacted in such a molar ratio that for each terminal double bond one mole of silane in the olefin is available for addition.
Als Katalysatoren eignen sich Metalle der VIII. Gruppe des Periodensystems sowie eine Reihe ihrer Verbindungen. Werden die Metalle als solche verwendet, so kommen sie in feinverteilter Form und zumeist auf Trägermaterialien niedergeschlagen zum Einsatz. Beispiele für metallische Katalysatoren sind Raney-Nickel, Platin auf Tierkohle, Palladium auf Silicagel und Rhenium auf {-Aluminiumoxid. Von den Verbindungen der Metalle der VIII. Gruppe eignen sich als Katalysator für die Hydrosilylierung u. a. Nickel- und Eisencarbonyle, Iridiumchlorid, Palladiumchlorid und insbesondere Hexachloroplatinsäure. Die zuletzt genannten Katalysatoren werden gewöhnlich in Form von Lösungen in geeigneten Lösungsmitteln, beispielsweise Isopropanol, t-Butanol oder Dioxan/ äthanol eingesetzt.Metals of group VIII of the periodic table are suitable as catalysts as well as a number of their connections. If the metals are used as such, so they come in finely divided form and mostly deposited on carrier materials for use. Examples of metallic catalysts are Raney nickel, platinum Animal charcoal, palladium on silica gel and rhenium on {-alumina. From the connections of the metals of Group VIII are suitable as a catalyst for the hydrosilylation i.a. Nickel and iron carbonyls, iridium chloride, palladium chloride and in particular Hexachloroplatinic acid. The latter catalysts are usually used in Form of solutions in suitable solvents, for example isopropanol, t-butanol or dioxane / ethanol used.
Eine zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht darin, das mit dem Katalysator versetzte Olefin vorzulegen und das Chlorsilan unter Rühren langsam zuzugeben. Wenn die Reaktion ohne Wärmezufuhr nicht mit genügender Geschwindigkeit abläuft, kann das Reaktion gemisch einige Zeit auf höhere Temperatur erhitzt werden, gegebenenfalls bis zum Rückflußkochen oder im Autoklaven. Durch Destillation des erhaltenen Produktes werden die in der Reaktion entstandenen Alkenylchlorsilane isoliert.An expedient embodiment of the manufacturing process according to the invention consists in introducing the olefin mixed with the catalyst and the chlorosilane add slowly while stirring. If the reaction does not take place with sufficient heat without the supply of heat Speed runs down, the reaction may mix some time to higher temperature be heated, if necessary to reflux or in an autoclave. By The alkenylchlorosilanes formed in the reaction are distilled from the product obtained isolated.
Die entsprechenden Alkenylalkoxysilane können aus den Alkenylchlorsilanen durch Umsetzung mit Alkoholen in Analogie zu den bekannten Herstellungsverfahren für Alkoxysilane erhalten werden.The corresponding alkenylalkoxysilanes can be obtained from the alkenylchlorosilanes by reaction with alcohols in analogy to the known manufacturing processes for alkoxysilanes can be obtained.
Die neuen Alkenylchlorsilane und Alkenylalkoxysilane sind als Haftvermittler in glasfaserverstärkten Kunststoffen und in der Gummi-Metall-Klebung brauchbar. Weiterhin können sie bei der Herstellung von modifizierten Polysiloxanen eingesetzt werden. Da die im Alkenylrest dieser Verbindungen vorhandenen Doppelbindungen weiteren Anlagerungsreaktionen zugänglich sind, stellen sie auch wertvolle Zwischenprodukte für die Synthese von Alkylsilanverbindungen mit verschiedenen Substituenten in der Alkylkette dar. So können beispielsweise durch Anlagerung von Dialkylphosphiten an die innenständigen Doppelbindungen der erfindungsgemäßen Verbindungen Phosphonsäuregruppen in die Alkylkette eingeführt werden.The new alkenylchlorosilanes and alkenylalkoxysilanes are used as adhesion promoters Can be used in glass fiber reinforced plastics and in rubber-metal bonding. They can also be used in the production of modified polysiloxanes will. Since the double bonds present in the alkenyl radical of these compounds are further Addition reactions are accessible, they also provide valuable intermediates for the synthesis of alkylsilane compounds with various substituents in the Alkyl chain. For example, by addition of dialkyl phosphites phosphonic acid groups on the internal double bonds of the compounds according to the invention be introduced into the alkyl chain.
Beispiel 1 206 g (0,77 Mol) Undecatrien - (1,5,10) - 1,2 - dicarbonsäuredimethylester und 105 g (0,77 Mol) Trichlorsilan wurden zusammen mit 300 mg Hexachloroplatinsäure (gesättigte Lösung in Isopropanol) innerhalb von 2 Stunden auf 1400 C erwärmt.Example 1 206 g (0.77 mol) of undecatriene (1,5,10) -1,2-dicarboxylic acid dimethyl ester and 105 g (0.77 mol) of trichlorosilane were added together with 300 mg of hexachloroplatinic acid (saturated solution in isopropanol) heated to 1400 C within 2 hours.
Bei der anschließenden Destillation ging der ll-Trichlorsilylundecadien-.(1,5)-1,2-dicarbonsäuredimethylester bei 170 -1800 C / 0,05 Torr über. Ausbeute: 143 g (46 % d. Th.) Analyse Ber. (%) 44,84 C; 5,77 H; 6,99 Si; 26,47 C1 Gef. (%) 44,69 C; 5,71 H; 6,66 Si; 25,88 C1 Beispiel 2 Zu 104 g (0,5 Mol) Undecatrien - (1,5,10) - 2 - carbonsäuremethylester und 0,1 ml einer gesättigten Lösung von. Hexachloroplatinsäure in Isopropanol wurden langsam 67,7 g (o,5 Mol) Trichlorsilan unter Rühren zugetropft. Dabei stieg die Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 800 C an. Ohne Wärmezufuhr wurde eine Stunde lang weitergerührt. Bei der anschließenden Destillation ging der 11 - Trichlorsilyl - undecadien - (1,5) - 2 - carbonsäuremethylester bei 125 - 1290 C / 0,05 Torr über.In the subsequent distillation, the II-trichlorosilylundecadiene -. (1,5) -1,2-dicarboxylic acid dimethyl ester went at 170-1800 C / 0.05 Torr above. Yield: 143 g (46% of theory) Analysis calc. (%) 44.84 C; 5.77 H; 6.99 Si; 26.47 C1 Found (%) 44.69 C; 5.71 H; 6.66 Si; 25.88 C1 example 2 To 104 g (0.5 mol) of undecatriene - (1,5,10) - 2 - carboxylic acid methyl ester and 0.1 ml of a saturated solution of. Hexachloroplatinic acid in isopropanol were slow 67.7 g (0.5 mol) of trichlorosilane were added dropwise with stirring. The temperature rose the reaction mixture to about 800 C. Without heat it lasted for an hour stirred further. In the subsequent distillation, the 11 - trichlorosilyl - undecadiene - (1,5) - 2 - carboxylic acid methyl ester at 125 - 1290 C / 0.05 torr above.
Ausbeute: 120 g (70 % d. Th.) Analyse Ber. (%) 45,42 C; 6,16 H; 8,17 Si; 30,94 Cl Gef. (%) 45,23 C; 3,30 H; 7,74 Si; 29,36 Cl Zu 367 g (1,1 Mol) 11-Trichlorsilyl-undecadien-(1,5)-2-carbonsäuremethylester wurden 152 g (),3 Mol) Äthanol unter Rühren zugetropft. Es wurde 1 Stunde lang weitergerührt und anschließend destilliert. Der 11-Triäthoxysilyl-undecadien-(1,5)-2-carbonsäuremethylester ging bei 158 - 1620 C / 0,01 Torr über. Ausbeute 312 g (76 % d. Th.) Analyse Ber. (%) 61,25 C; 9,74 H; 7,54 Si Gef. (%) 60,9) C; 9,71 H; 7,21 Si Beispiel 3 Zu 158 g (0,5 Mol) Nonadecapentaen-(ljG,g,i3,18)-10-carbonsäuremethylester und 0,5 ml einer gesättigten Lösung von Hexachloroplatinsäure in Isopropanol wurden unter Rühren 135 g (1 Mol) Trichlorsilan getropft. Die Zulaufgeschwindigkeit wurde so geregelt, daß die Innentemperatur im Bereich von 80 - 900 C blieb. Es wurde eine Stunde lang weitergerührt.Yield: 120 g (70% of theory) Analysis Ber. (%) 45.42 C; 6.16 H; 8.17 Si; 30.94 Cl Found (%) 45.23 C; 3.30 H; 7.74 Si; 29.36 Cl To 367 g (1.1 mol) of 11-trichlorosilyl-undecadiene- (1,5) -2-carboxylic acid methyl ester were 152 g (), 3 mol) of ethanol were added dropwise with stirring. Stirring was continued for 1 hour and then distilled. The 11-triethoxysilyl-undecadiene- (1,5) -2-carboxylic acid methyl ester transited at 158-1620 C / 0.01 torr. Yield 312 g (76% of theory) Analysis calc. (%) 61.25 C; 9.74 H; 7.54 Si Found (%) 60.9) C; 9.71 H; 7.21 Si Example 3 To 158 g (0.5 mol) of nonadecapentaen (ljG, g, i3.18) -10-carboxylic acid methyl ester and 0.5 ml of a saturated solution of hexachloroplatinic acid in isopropanol were added with stirring 135 g (1 mol) of trichlorosilane were added dropwise. The feed rate was regulated so that the internal temperature remained in the range of 80-900C. It was an hour stirred further.
Bei der anschließenden Destillation ging der entstandene 1,19-Bis(trichlorsilyl)-nonadecatrien-(6,9,13)-10-carbonsäuremethylester bei 210 - 230°C / 0,01 Torr über.In the subsequent distillation, the 1,19-bis (trichlorosilyl) -nonadecatriene- (6,9,13) -10-carboxylic acid methyl ester formed went off at 210-230 ° C / 0.01 torr above.
Ausbeute: 140 g (48 % d. Th.) Analyse Ber. (%) 42,94 C; 5,83 H; 9,56 Si; 36,22 Cl Gef. (%) 42,78 C; 5,80 H; 8,46 Si; 35,47 Cl Beispiel 4 Zu 56 g (0,21 Mol) 1,1-Bis(carbSthoxy)-nonadien-3,8 wurden in Gegenwart von 0,5 ml einer gesättigten Lösung von Hexachloroplatinsäure in Isopropanol 28 g (0,2 Mol) Trichlorsilan unter Rühren zugetropft. Die Reaktion verlief schwach exotherm. Es wurde 2 Stunden weitergerührt und anschließend destilliert, Das 9-Trichlorsilyl-1,1-bis(carbäthoxy)-nonen-3 destillierte bei 156 - 1620 C / 0,03 Torr über.Yield: 140 g (48% of theory) Analysis calc. (%) 42.94 C; 5.83 H; 9.56 Si; 36.22 Cl Found (%) 42.78 C; 5.80 H; 8.46 Si; 35.47 Cl example 4 To 56 g (0.21 mol) of 1,1-bis (carbSthoxy) -nonadiene-3,8 were added in the presence of 0.5 ml of a saturated solution of hexachloroplatinic acid in isopropanol 28 g (0.2 mol) Trichlorosilane was added dropwise with stirring. The reaction was slightly exothermic. It The mixture was stirred for a further 2 hours and then distilled, the 9-trichlorosilyl-1,1-bis (carbethoxy) -nonen-3 distilled over at 156-1620 C / 0.03 torr.
Ausbeute: 34 g (42 X d. Th.) Analyse Ber. (%) 44,62 C; 6,24 H; 6,96 Si; 26,34 Cl Gef. () 45,10 C; 6,43 H; 6,72 Si; 25J97 Cl Beispiel 5 Zu 50 g (0,3 Mol) 1-Acetoxyoctadien-(2,7) und 0,5 ml einer gesättigten Lösung von Hexachloroplatinsäure in Isopropanol wurden unter Rühren 41 g (0,3 Mol) Trichlorsilan zugetropft. Ohne Wärmezufuhr wurde 2 Stunden lang weitergerührt. Bei der Destillation des Reaktionsproduktes ging 1-Acetoxy-8-trichlorsilyl-octen-(2) bei 108 - 110°C/ 0,01 Torr über. Ausbeute 29 g (32 ß d. Th.) Analyse: Ber. (%): 39v55 C; 5,64 H; 9,25 Si; 35,02 Cl Gef. (): 40,00 C; 5,47 H; 8,86 Si; 34,69 C1Yield: 34 g (42% of theory) Analysis Ber. (%) 44.62 C; 6.24 H; 6.96 Si; 26.34 Cl Found (45.10 C); 6.43 H; 6.72 Si; 25J97 Cl Example 5 To 50 g (0.3 Mol) 1-acetoxyoctadiene- (2.7) and 0.5 ml of a saturated solution of hexachloroplatinic acid in isopropanol, 41 g (0.3 mol) of trichlorosilane were added dropwise with stirring. Without The heat supply was stirred for a further 2 hours. During the distillation of the reaction product passed 1-acetoxy-8-trichlorosilyl-octene (2) at 108-110 ° C / 0.01 torr. yield 29 g (32 ß d. Th.) Analysis: Ber. (%): 39v55 C; 5.64 H; 9.25 Si; 35.02 Cl found (): 40.00 C; 5.47 H; 8.86 Si; 34.69 C1
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