DE4041645A1 - Verfahren zur herstellung von silylierten primaeren und secundaeren aminen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von silylierten primaeren und secundaeren aminenInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C07F7/02—Silicon compounds
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- C07F7/10—Compounds having one or more C—Si linkages containing nitrogen having a Si-N linkage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
silylierten primären und sekundären Aminen. Diese
Substanzen werden als Synthesebausteine in der organischen
Chemie, als Silylierungsmittel, zur Herstellung von Polyimiden
sowie zur Erzeugung von Siliciumnitrid-Keramiken eingesetzt.
Für Silylierungsreaktionen ist Hexamethyldisilazan eines der
gebräuchlichsten Silylierungsmittel. Es ist universell
einsetzbar und auch zur Silylierung von Aminen bekannt. Die
Reaktion erfolgt gewöhnlich durch Rückflußkochen mit einem
Überschuß an Hexamethyldisilazan, wobei sehr lange
Reaktionszeiten erforderlich sind, z. B. 8 bis 10 Stunden [L.
Birkhofer, P. Richter, A. Ritter, Chem. Ber. 93 (1960), 2804-
2809]. Um eine Beschleunigung der Umsetzung zu erreichen,
werden Lösungsmittel, wie Pyridin oder Tetrahydrofuran,
eingesetzt [P. Kochs, Chem. Ztg. 113 (1989) 225-238]. Bekannt
ist auch, daß saure Katalysatoren Anteil und Grad der
Silylierung erhöhen. Zur Entfernung des bei der Umsetzung
gebildeten Ammoniaks werden häufig Inertgase verwendet.
Der Einfluß von Feuchtigkeit auf die Silylierungsreaktion
wird allgemein in der Literatur als unerwünschte Zersetzung
von Silylierungsreagenz bzw. gebildetem Produkt beschrieben,
wobei Hexamethyldisiloxan entsteht [s. auch P. Kochs, Chemiker
Ztg. 113 (1989), 225-238]. Deshalb werden die eingesetzten
Reagenzien, Lösungsmittel und Inertgase getrocknet [G. Klebe
u. a., Chem. Ber. 117 (1984), 797-808; J. Hils u. a., Chem. Ber.
99 (1966), 776-779; K. Suzuki u. a., Makromol. Chem. 190 (1989),
2893-2901]. Auf einen Ausschluß von Feuchtigkeit wird auch
von B. Wrackmeyer u. a. in J. Organomet. Chem. 375 (1989),
1-10, hingewiesen.
Bei Versuchen zur Herstellung von bissilylierten Aminen
versagt das Hexamethyldisilazan. Selbst bei Einsatz von sauren
Katalysatoren und Durchleiten von Argon zum Austreiben des
sich bildenden Ammoniaks läuft die Reaktion nur bis zu
maximal 33% Ausbeute in 30 Stunden ab [Chem. Ber. 99 (1966),
776-779]. Auch in neueren Untersuchungen wurde bestätigt,
daß Hexamethyldisilazan zur Silylierung von Aminen ungeeignet
ist. So wurde z. B. nur das monosilylierte Produkt in einer
Ausbeute von 37% erhalten [K. Suzuki u. a., Makromol. Chem.
190 (1989), 2893-2901].
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für
silylierte primäre und sekundäre Amine aufzufinden, welches
mit einfachen Silylierungsmitteln durchführbar ist, hohe
Ausbeuten bei kurzen Reaktionszeiten liefert und bei dem keine
Lösungsmittel Anwendung finden.
Erfindungsgemäß wird die Reaktion von primären und
sekundären Aminen mit einem Siedepunkt oberhalb 50°C mit
Hexamethyldisilazan in Gegenwart eines sauren Katalysators,
vorzugsweise eines Kationenaustauschers, unter Zusatz von
Feuchtigkeit durchgeführt, wobei der Wassergehalt über die
gesamte Reaktion im Reaktionsgemisch 0,001 bis 2,0 Gew.-%,
vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.
Das Wasser kann dabei durch die Reaktionspartner, den
Katalysator und/oder ein Trägergas in das Reaktionsgemisch
eingetragen werden, wobei mit dem Trägergas gleichzeitig
gebildeter Ammoniak entfernt wird. Weiterhin ist es möglich,
das Wasser in Form von unter Reaktionsbedingungen Wasser
abspaltenden Substanzen, wie z. B. Trimethylsilanol, in das
Reaktionsgemisch einzubringen.
Das Verfahren wird vorteilhafterweise bei erhöhter
Temperatur, in der Regel bei Siedetemperatur des
Reaktionsgemisches, durchgeführt. Die Reaktionszeit kann durch
eine zwischenzeitliche Destillation, bei der die gebildeten
silylierten Amine abgetrennt werden, optimiert werden. Die
Silylierung erfolgt quantitativ in kurzen Reaktionszeiten bei
stöchiometrischem Einsatz der Reaktionspartner.
Vorteile des Verfahrens bestehen im Erreichen hoher Ausbeuten
bei kurzen Reaktionszeiten, im Wegfall aufwendiger
Trocknungsverfahren sowie der unproblematischen Abtrennung
des Reaktionsproduktes vom Katalysator.
In einem Ein-Liter-Kolben wurden 40 g getrockneter
Kationenaustauscher Wofatit OK 80, 2,2 Mol Anilin (Wassergehalt
0,44 Gew.-%) vorgelegt und innerhalb von 30 min
unter Rühren portionsweise 1,1 Mol Hexamethyldisilazan
zugegeben, wobei Ammoniak entwich. Daraufhin wurde das
Reaktionsgemisch innerhalb von 30 min auf 158°C unter
Ammoniakentwicklung erwärmt. Nach Abtrennen vom
Kationenaustauscher wurde im Vakuum fraktioniert.
Ausbeute: 93 Gew.-%;
Kp 87-90°C/10 mm Hg;n 1,5222.
Ausbeute: 93 Gew.-%;
Kp 87-90°C/10 mm Hg;n 1,5222.
Verfahren analog Beispiel 1. Nach dem Erwärmen auf 158°C
wurde ungetrockneter Stickstoff durch das Reaktionsgemisch
geleitet und innerhalb von 12 Stunden weitere 1,1 Mol
Hexamethyldisilazan so zugetropft, daß die Temperatur im
Kolben 160°C nicht unterschritt. Danach wurde noch eine
Stunde unter Stickstoffstrom am Rückfluß erhitzt. Nach
Anlegen von Vakuum wurde fraktionierend destilliert.
Ausbeute: 91 Gew.-%;
Kp 98-99°C/11 mm Hg;n 1,4860.
Ausbeute: 91 Gew.-%;
Kp 98-99°C/11 mm Hg;n 1,4860.
Verfahren analog Beispiel 1 mit folgenden Änderungen:
Wiederverwendung des in Beispiel 2 eingesetzten
Kationenaustauschers und Entfernen des Ammoniaks mit
ungetrockneter Preßluft während der Umsetzung.
Reaktionsdauer 11 Stunden;
Ausbeute: 95 Gew.-%;
Kp 98-99°C/11 mm Hg;n 1,4900.
Reaktionsdauer 11 Stunden;
Ausbeute: 95 Gew.-%;
Kp 98-99°C/11 mm Hg;n 1,4900.
Es wurden 0,5 Mol Imidazol, 0,25 Mol Hexamethyldisilazan mit
einem Gehalt von 0,5 Gew.-% Trimethylsilanol (potentielles
Wasser) und 1,5 g Kationenaustauscher OK 80 bis zum Sieden
erwärmt. Nach 1,5 Stunden war die Ammoniakentwicklung
beendet. Es wurde vom Kationenaustauscher dekantiert und
destilliert.
Ausbeute: 88 Gew.-%;
Kp 128°C/50 mm Hg;n 1,4756.
Ausbeute: 88 Gew.-%;
Kp 128°C/50 mm Hg;n 1,4756.
Es wurden 0,5 Mol 1,2,4-Triazol, 0,25 Mol Hexamethyldisilazan
mit einem Gehalt von 0,5 Gew.-% Trimethylsilanol und 1,5 g
Kationenaustauscher bis zum Sieden erhitzt. Nach 0,5 Stunden
war die Ammoniakentwicklung beendet. Es wurde destilliert,.
Ausbeute: 80 Gew.-%;
Kp 89-90°C/20 mm Hg;n 1,4604.
Ausbeute: 80 Gew.-%;
Kp 89-90°C/20 mm Hg;n 1,4604.
Es wurden 0,5 Mol N-Methylanilin, 0,25 Mol Hexamethyldisilazan
mit einem Gehalt von 0,5 Gew.-% Trimethylsilanol und 1,5 g
Kationenaustauscher bis zum Sieden erhitzt. Nach 5 Stunden war
die Ammoniakentwicklung abgeschlossen. Es wurde fraktionierend
destilliert.
Ausbeute: 73 Gew.-%;
Kp 90-91°C/20 mm Hg;
Ausbeute: 73 Gew.-%;
Kp 90-91°C/20 mm Hg;
Es wurden 60 g Allylamin (Kp 53°C) mit 85 g
Hexamethyldisilazan und 1 g Kationenaustauscher nach Zugabe
von 0,3 g Wasser 2 Stunden zum Sieden erhitzt. Anschließend
wurde destilliert.
Ausbeute: 98 Gew.-%;
Kp 109-110°C;n 1,4127.
Ausbeute: 98 Gew.-%;
Kp 109-110°C;n 1,4127.
Es wurden 20 g p-Phenylendiamin mit 32 g Hexamethyldisilazan,
1 g Kationenaustauscher und 0,1 g Wasser unter Durchleiten von
Stickstoff auf 110°C erhitzt. Innerhalb von 2,5 Stunden löst
sich der Feststoff unter Ammoniakentwicklung vollständig auf.
Beim Abkühlen kristallisiert das Produkt in reiner Form aus.
Ausbeute: 93 Gew.-%;
Fp 97°C.
Ausbeute: 93 Gew.-%;
Fp 97°C.
Es wurden 80 g Morpholin, 80 g Hexamethyldisilazan, 1 g
Kationenaustauscher und 0,2 g Wasser 2 Stunden am Sieden
gehalten.
Ausbeute: 95 Gew.-%;
Kp 160°C;n 1,4410.
Ausbeute: 95 Gew.-%;
Kp 160°C;n 1,4410.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von silylierten primären und
sekundären Aminen durch Reaktion von primären und
sekundären Aminen mit einem Siedepunkt oberhalb 50°C mit
Hexamethyldisilazan in Gegenwart eines sauren Katalysators,
vorzugsweise eines Kationenaustauschers, gegebenenfalls unter
Durchleiten eines Trägergases sowie unter Zusatz von
Feuchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt im
Reaktionsgemisch über die gesamte Reaktion 0,001 bis 2,0
Gew.-% beträgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wassergehalt 0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser durch die Reaktionspartner, den Katalysator,
das Trägergas und/oder in Form von unter Reaktionsbedingungen
Wasser abspaltenden Verbindungen in das Reaktionsgemisch
eingetragen wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die unter Reaktionsbedingungen Wasser abspaltende Verbindung
Trimethylsilanol ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19904041645 DE4041645A1 (de) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | Verfahren zur herstellung von silylierten primaeren und secundaeren aminen |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19904041645 Withdrawn DE4041645A1 (de) | 1990-12-22 | 1990-12-22 | Verfahren zur herstellung von silylierten primaeren und secundaeren aminen |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4041645A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-12-22 DE DE19904041645 patent/DE4041645A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HUELS SILICONE GMBH, 01612 NUENCHRITZ, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |