DE2737111A1 - Organosiliciumverbindungen mit funktionellen gruppen - Google Patents
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- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G63/695—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing silicon
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
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Description
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger
Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.
8O0O München 2 BrauhausstraQe 4 - Telefon Semmel Nr 32 S3 41 - Telegramme Zumpat - Telex 529979
R 2397
10/Pi
10/Pi
RHONE-POULENC INDUSTRIES, Paris, Prankreich
Organosiliciumverbindungen mit funktioneilen Gruppen
Die Erfindung betrifft neue Organosiliciumverbindungen mit funktioneilen
Gruppen. Diese Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel
(R)n - Si G(Y) *
worin die einzelien Symbole die folgenden Bedeutungen besitzen:
das Symbol R bedeutet einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und mit einer äthylenischen
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung;
η bedeutet eine ganze Zahl mit dem Wert 1 oder 2, wobei die durch R wiedergegebenen Reste verschieden sein können, wenn η =
bedeutet;
das Symbol R.. bedeutet einen einwertigen Kohlenwasserstoff rest,
ausgewählt unter den linearen oder verzweigten Alkylresten mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen, wobei diese Reste durch ein
oder mehrere Halogenatome oder Cyanogruppen substituiert sein können; den Cycloalkylresten mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen im
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Ring; den Arylresten, wobei die Cycloalkyl- oder Arylreste durch
ein oder mehrere Halogenatome substituiert sein können; 6 bedeutet einea zweiwertigen aromatischen carbocyclischen
heterocyclischen Rest, wobei diese Reste mono- oder polycyclisch sein können und die Ringe, falls es mehrere sind, kondensiert
oder durch eine Einfachbindung oder durch ein Atom oder eine Gruppierung wie -CH2-, -C(CH,)2-, -0-, -SO2-, -CONH- verbunden
sein können, wobei die funktioneile Gruppe Y von irgendeinem der aromatischen Ringe getragen sein kann;
das Symbol Y bedeutet eine funktioneile Gruppierung, ausgewählt
unter den folgenden Gruppen: Cl, -COOH-, -COOM- (M bedeutet ein Natrium-, Kalium- oder Lithiumatom), -COOR2, -COCl, wobei der
Rest R2 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit bis zu
4 Kohlenstoffatomen bedeuten kann.
Vorzugsweise können die verschiedenen oben erwähnten Symbole insbesondere die folgenden Bedeutungen besitzen:
R: die Reste Vinyl, Allyl, 2,2,-Dichlorvinyl, But-2-enyl, Prop-1-enyl,
But-1-enyl, 2-Methyl-prop-1-enyl.
R1: Methyl, Äthyl, 4,4,4-Trifluor-butyl, Phenyl, ο-, m- oder
p-Tolyl, XyIyI, ρ oder m-Chlorphenyl, 3,5-Dichlorphenyl, Trichlorphenyl,
Tetrachlorpheny1, ß-Cyanoäthyl, y-Cyanopropyl;
G: einer der Reste:
worin a gleich ist 1 oder 2 und T eine Einfachbindung oder -0-,
-CH2-, -C(CH,)2- oder -SO2- bedeutet.
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Als Beispiele für die Produkte der Formel I kann man insbesondere
die folgenden Verbindungen nennen:
1-Chlor-4-vinyldimethylsilylbenzol
4-VinyIdimethylsily1-benzoesäure
i-Chlorcarbonyl-4-vinyldimethylsilyl-benzol
4-Divinylmethylsilyl-Benzoesäure
1-Methoxycarbony1-4-vinyId imethylsily1-benzol
1-Ä'thoxycarbonyl-4-vinyldimethylsilyl-benzol
3-)i thoxycarbony 1-4-viny ldime thy lsily 1-py rid in
4-Vinyldimethylsily1-4'-methoxycarbonyldiphenylmethan
4-Vinyldimethylsilyl-4'-methoxycarbonyldiphenyläther.
Die Verbindungen der Formel I, worin das Symbol Y ein Chloratom bedeutet (weiter unten Produkte Ia) können über das Magnesiumderivat
hergestellt werden. Ganz allgemein geht man von einem Chlorsilan aus und fixiert an dem Silicium durch Reaktion über
das Magnesiumderivat einerseits die Gruppierung G-Y, und andererseits die äthylenische Gruppe R. Die Reihenfolge der Fixierung
dieser Gruppierungen ist nicht kritisch. Man kann daher nach einer der folgenden Arbeitsweisen arbeiten (der Einfachheit
halber wird im folgenden für η der Wert 1 beibehalten).
Verfahren 1
a) Kondensation des Magnesiumderivats der dichlorierten Reaktionskomponente,
Derivat des Restes G, mit einem Dichlorsilan nach dem Schema:
Cl-G-MgCl + (Rj)2SiCl2-* Cl-G-Si(Rj)2Cl + MgCl2
b) Kondensation des Produkts (A) mit R Mg Cl gemäß:
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-Jr-
Verfahren 2
a) Kondensation von R Mg Cl mit einem Dichlorsilan gemäß folgendem
Schema:
b) Kondensation des Produkts (S) mit dem dichlorierten Magnesium-Reagens,
das sich vom Rest G ableitet, gemäß:
© + Cl - G - Mg Cl -» Cl - G - Si(Rj)2 - R + Mg
Cl.
Die Anwendung der erwähnten Methoden erlaubt auch die Herstellung eines di-ungesättigten Silans (n = 2), beispielsweise ausgehend
von R1 Si Cl, und R Mg Cl.
Die Produkte der Formel I, worin das Symbol Y eine andere Gruppierung
ale Cl (Verbindung Ib) bedeutet, können ausgehend von
den chlorierten Verbindungen (la) durch Anwendung üblicher Methoden hergestellt werden.
So kann man die Produkte mit der Gruppe -COOH durch Carbonatisierung
des Magnesiumderivats des Produkts Ia mit überschüssigem CO2 und anschließender Hydrolyse des erhaltenen Produktes
bilden.
Man kann dann die Produkte herstellen, worin Y -COOR2 oder
-COOM bedeutet, nach den klassischen Methoden der Veresterung oder Salzbildung.
Man kann die Produkte, worin Y den Rest -COCl bedeutet durch
Einwirkung von Thionylchlorid oder Phosgen auf das carboxylierte Derivat herstellen.
Die Herstellung der Verbindungen der Formel Ia wird im allgemeinen zwischen 0 und 150°C und vorzugsweise zwischen 20 und 1000C
durchgeführt. Üblicherweise bewirkt man diese Reaktion in verdünntem
Milieu. Wenn eines der Reaktionsteilnehmer selbst
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bereits ein Lösungsmittel darstellt, wie beispielsweise Dichlorbenzol,
so ist es nicht notwendig, ein anderes Lösungsmittel zu nehmen, obzwar dies natürlich möglich ist. Die Auswahl des gegebenenfalls
verwendeten Lösungs- oder Verdünnungsmittels hängt von der Natur der Reaktionsteilnehmer ab. Im allgemeinen kann
man die verschiedenen Produkte verwenden, welche bei den Reaktionen mit magnesiumhaltigen Verbindungen nicht stören, wie
beispielsweise die linearen oder cyclischen Äther, die aromatischen Kohlenwasserstoffe, die linearen oder cyclischen gesättigten
Kohlenwasserstoffe.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind interessante Produkte
in der siliciumorganischen Chemie aufgrund der gleichzeitigen Anwesenheit einer äthylenischen und mindestens einer anderen
funktioneilen Gruppe im Molekül. Man kann beispielsweise an der äthylenischen Doppelbindung ein Hydrogensilan addieren, das
seinerseits eine funktionelle Gruppe trägt. Man kann auf diese Weise Moleküle bilden, die zwei Siliciumatome und zwei funktionelle
Gruppen, wie beispielsweise Carboxylgruppen, tragen, was die Erzielung von verschiedenen Polymeren (Polyester, Polyamide,
Polyurethane, Polyimide) durch Kondensationsreaktionen ermöglicht. Man kann auch umgekehrt an der funktionellen Gruppe (Y in
der Formel I) Reaktionen bewirken und so neue Verbindungen bilden, welche zur Teilnahme an verschiedenen Reaktionen befähigt
sind.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
In einen Dreihalskolben, welcher von einem Stickstoffstrom durchströmt wird, führt man bei 200C 40 cm5 (0,33 Mol) Dimethyldichlorsilan
ein. Man gibt unter Rühren 80 cm Toluol zu. Man erniedrigt die Temperatur auf 50C und dann führt man in 30 Minuten
0,33 Mol p-Chlorpheny!magnesiumchlorid in Form einer Lösung
in Tetrahydrofuran (HO cm ) ein. Man gibt 20 cm5 Toluol zu
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und hält das Rühren während zwei Stunden 30 Minuten aufrecht. Man führt dann innerhalb 20 Minuten in das Milieu 0,36 Mol Viny!magnesiumchlorid
in Form einer lösung in Tetrahydrofuran
(120 cm5) ein, wobei die Temperatur dann 25°C beträgt. Man bringt dann die Temperatur des Reaktionsmilieus auf 800C und
hält diese Temperatur während zwei Stunden. Man kühlt das Reaktionsmedium
ab, wäscht zweimal mit 100 cm Wasser, das mit 5 cm Salzsäure angesäuert ist und dann nach dem Dekantieren,
neutralisieren mittels Hatriumbicarbonat und Trocknen gewinnt
man 42 g eines Produktes, das 80 Gew-$ (Gaephasenchromatographie)
p-Chlorphenyldimethylvinylsilan enthält, Ausbeute 51,3 #, bezogen
auf Dimethylchlorsilan.
Man gibt 12,5 g Magnesiumspäne in einen Dreibalskolben, der unter
Stickstoffstrom steht und gießt dann 10 cnr "Magnesiumderivat a"
(stammend von einem früheren Arbeitsgang) zu. Man erhitzt auf 70°C und gießt dann 99 g Dimethylvinylchlorphenylsilan, hergestellt
gemäß Beispiel 1, in Lösung in 150 cnr Tetrahydrofuran ein.
Bas Eingießen des Chlorphenylsilans wird innerhalb zwei Stunden
bewirkt.Man hält beta Sieden (Rückfluß von Tetrahydrofuran) während
12 Stunden, um die Reaktion zu vervollständigen, dann zieht man das Medium, das das p-Dimethylvinylsilylphenylmagnesiumchlorid
(a) enthält, ab. Man gießt 200 cm Tetrahydrofuran in einen Kolben und kühlt im Eis/Acetonbad und sättigt durch Durchperlen
mit CO»· Bann gießt man in den Kolben das Magnesiumderivat, wobei ein Überschuß von CO2 aufrechterhalten und die Temperatur
des Reaktionsmilieus bei etwa 100C gehalten wird. Dieses Reaktionsmilieu
wird dann in 2 Liter Eiswasser, das mit 55 cm einer 10 N HCl-lösung angesäuert ist, gegossen. Man gibt 250 cm Toluol
zu, um das Dekantieren der erhaltenen Paste zu erleichtern.
Mach dem Waschen, Behandeln in basischem Milieu und Ausfällen
gewinnt man 62 g eines weißen Produktes vom F = 820C, das als
4-Vinyldimethylsilylbenzoesäure identifiziert wird; Ausbeute
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61 #, bezogen auf Dimethylvinylchlorphenylsilan.
Man verwendet die gemäß Beispiel 2 hergestellte Säure. Man führt diese Säure (815 g = 3»75 Mol) in einen Kolben ein und erhitzt
das Produkt, welches flüssig pastös wurde, unter Rühren auf 90°C. Man führt dann innerhalb von einer Stunde 30 Minuten in
dieses Medium 595 g (5 Mol) Thionylchlorid ein. Die Reaktion ist endotherm. Man hält das Reaktionsmedium bei 450C während
einer Stunde 20 Minuten.
Man gewinnt das 4-Dimethylvinylsilylbenzoylchlorid vom Kp = 98,5
bis 100°0 unter 3 mmHg in einer Ausb
die 4-Dimethylvinylsilylbenzoesäure.
die 4-Dimethylvinylsilylbenzoesäure.
bis 100°0 unter 3 mmHg in einer Ausbeute von 90,5 #, bezogen auf
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Claims (5)
- Patentansprüchei1j Organosilicium-Verbindungen mit funktionellen Gruppen, dadurch gekennzeichnet, daß sie der allgemeinen Formel(R1),
<R)n - si -—- G (Y)entsprechen, worin die Symbole die folgenden Bedeutungen besitzen:das Symbol R bedeutet einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und mit einer äthylenischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, η bedeutet eine ganze Zahl mit dem Wert 1 oder 2, wobei die · durch R wiedergegebenen Reste verschieden sein können, wenn η den Wert von 2 besitzt,das Symbol R1 bedeutet einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest, ausgewählt unter den linearen oder verzweigten Alkylresten mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen, wobei diese Reste durch einen oder mehrere Halogenatome oder Cyanogruppen substituiert sein können, den Cycloalkylresten mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen im Ring, den Arylresten, wobei die Cycloalkyl- oder Arylreste durch ein oder mehrere Halogenatome substituiert sein können,6XH6H/6 bedeutet einen 2-wertigen aromatischen carbocyclischen oaerv heterocyclischen Rest, wobei diese Reste mono- oder polycyclisch sein können und die Ringe, falls es mehrere gibt, kondensiert oder durch eine Einfachbindung oder durch ein Atom oder eine Gruppe, wie -CHg-f -C(CH,)2~, -0-, -SO2-, -CONH-verknüpft sein können"und die funktioneile Gruppe Y von irgendeinem der aromatischen Ringe getragen sein kann, das Symbol Y bedeutet eine funktionelle Gruppe, ausgewählt aus den Gruppen: Cl, -COOH, -COOM (M bedeutet ein Natrium-, Kaliumoder Lithiumatom), -COOR2, -COCl, wobei der Rest R2 einen geraden oder verzweigten Alkylrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeuten kann.809808/0916ORIGINAL INSPECTED - 2. Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Symbole die folgenden Bedeutungen besitzen:R bedeutet Vinyl-, Allyl-, 2,2-Dichlorvinyl-, 1,2,2-Trichlorvinyl-, But-2-enyl-, Prop-1-enyl-, But-1-enyl- oder 2-MethyI-prop-1-eny1-Reste,R1 bedeutet Methyl, Äthyl, 4,4,4-Trifluorbutyl, Phenyl, ο-, m- oder p-Tolyl, XyIyI, p- oder in-Chlorphenyl, 3,5-Dichlorphenyl, G bedeutet einen der folgenden Reste:-Qrwobei a den Wert 1 oder 2 besitzt und T eine Einfachbindung oder -0-, -CH2-, -C(CH^)2- oder -SO2- darstellt.
- 3. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Chlorsilan ausgeht und einerseits die Gruppierung G-Y und. andererseits die Gruppierung R durch raagnesiumorganische Reaktion einführt.
- 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man, falls η in der allgemeinen Formel I den Wert 1 hat, nach folgendem Reaktionsschema arbeitet (wobei die verschiedenen Symbole die oben angegebenen Bedeutungen besitzen):a) Kondensation von Cl - G - Mg Cl mit (R1 )2 Si Cl2 zur Erzielung von Cl-G- Si(R1)2 Cl,b) Kondensation von Cl - G- Si(R1)2 Cl mit R - Mg Cl zur Erzielung des Produkts der Formel I.809808/0916
- 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Alls η in der Formel I den Wert 1 besitzt, nach folgendem Reaktionsschema arbeitet (wobei die verschiedenen Symbole die oben angegebenen Bedeutungen besitzen):a) Kondensation von R Mg Cl mit (R1 KSiCl2 zur Erzielung von R - Si(R1)2Ci,b) Kondensation von R- Si(R1J2Cl mit Cl-G- MgCl zur Erzielung des Produkts der Formel I.809808/0916
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: ASSMANN, E., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. KLINGSEISEN, |
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