DE4441391A1 - Saccharidmodifizierte Polysilane - Google Patents
Saccharidmodifizierte PolysilaneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft saccharidmodifizierte Polysilane sowie deren
Herstellungsverfahren.
Es ist aus den DE-Patentanmeldungen 43 18 536.3, 43 18 537.1 und 43 18 539.8 bekannt,
z. B. wasserstoff-, amino-, epoxy- und säureanhydridfunktionalisierte Siloxane mit
geeigneten niedermolekularen Sacchariden oder Saccharidderivaten (es seien
beispielsweise genannt die oxydativ darstellbaren Saccharidcarbonsäurelactone, das
durch Reduktion mit Wasserstoff gewinnbare Sorbit und die durch reduktive
Aminierung mit Wasserstoff-Ammoniak/Amingemischen gewinnbaren Glucamine) zu
grenzflächenaktiven Verbindungen umzusetzen. Gemeinsames Merkmal dieser
Substanzen ist, daß sie eine im Vergleich zu den herkömmlichen Siloxantensiden
verbesserte biologische Abbaubarkeit, bei gleichzeitiger Erhaltung der
siloxanspezifischen Tensidwirkung, aufweisen.
Die Patentschriften EP 612759 und AT 393509 B offenbaren u. a. siliciumhaltige
grenzflächenaktive Saccharidderivate, die beispielsweise durch Addition von H-
Siloxanen und H-Silanen an ungesättigte Glycoside bzw. Saccharidester ungesättigter
Carbonsäuren hergestellt werden.
Weiterhin ist es bekannt (H.G. Lee, H. W. Jarrett, J. of Chromatography 511, 69-78)
durch reduktive Aminierung von Glucose mit Aminopropyltrimethoxysilan in
Gegenwart von NaCNBH₃ ein reaktives saccharidmodifiziertes Silan herzustellen,
welches durch Weiterreaktion der Methoxygruppen auf geeigneten Trägern fixiert wird.
Die Patentschriften US 5026891 und GB 1520421 behandeln grenzflächenaktive
Carbosilane, wobei die Addition von ungesättigten Epoxy-, Amino- und
Polyalkoxyverbindungen an wasserstoffunktionelle Carbosilane den entscheidenden
Reaktionsschritt darstellt.
Zur Herstellung photosensitiver Langmuir-Blodgett-Schichten sind Phenylgruppen
enthaltende Polysilane nach Chlormethylierung in quartäre Ammoniumsalze überführt
worden (T. Seki, T. Tamaki, T. Ueno, Macromolecules, 25 (1992), 3825-3826).
Wasserlösliche Di- und Trisilanstrukturen sind durch Einführung von
Oligoethylenoxidketten in die Moleküle hergestellt worden (DE 22 15 382; DE 25 12 285;
H. Maki, S. Saeki, I. Ikeda, S. Komori, J. Am. Oil Chem. Soc. 46 (1969), 635-638).
Saccharideinheiten enthaltende Polysilane sind bisher nicht bekannt geworden, obwohl
die Fähigkeit von Sacchariden zur Hydrophilierung organischer Substrate allgemein
bekannt ist.
Es ist demnach Gegenstand der Erfindung, polyhydroxylierte Polysilane und Verfahren
zu deren Herstellung zu offenbaren, wobei unter Polysilanen im Rahmen der
Offenbarung Substanzen zu verstehen sind, die über mindestens eine Si-Si-Bindung
verfügen.
Erreicht werden diese Zielstellungen durch Substanzen der allgemeinen Formel I
in der
R = C₁ bis C₂₂ Alkyl oder Aryl,
R₁ = R oder -Si(CH₃)₃,
R₂ = R oder H,
R = C₁ bis C₂₂ Alkyl oder Aryl,
R₁ = R oder -Si(CH₃)₃,
R₂ = R oder H,
wobei
B = Alkylen- oder Alkenyleneinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome substituiert, mit 3 bis 12 C-Atomen,
C = ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen bedeuten,
D = Wasserstoff
Alkyl-, Alkenyl-, Aryleinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefelatome substituiert, mit 2 bis 22 C-Atomen oder
ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen, die durch ggf. Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Siliciumatome enthaltende Alkylen- oder Alkenyleneinheiten mit 2 bis 22 C-Atomen substituiert sind.
x und y unabhängig voneinander 0 bis 1000,
A₁ für x<0 R oder A und für x<0 A und
A₂ R oder A darstellen.
B = Alkylen- oder Alkenyleneinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome substituiert, mit 3 bis 12 C-Atomen,
C = ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen bedeuten,
D = Wasserstoff
Alkyl-, Alkenyl-, Aryleinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefelatome substituiert, mit 2 bis 22 C-Atomen oder
ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen, die durch ggf. Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Siliciumatome enthaltende Alkylen- oder Alkenyleneinheiten mit 2 bis 22 C-Atomen substituiert sind.
x und y unabhängig voneinander 0 bis 1000,
A₁ für x<0 R oder A und für x<0 A und
A₂ R oder A darstellen.
Speziell haben im Rahmen der Erfindung die genannten Strukturelemente folgende
Bedeutungen:
R = C₁ bis C₆ Alkyl, insbesondere Methyl und Ethyl, sowie Phenyl,
R = C₁ bis C₆ Alkyl, insbesondere Methyl und Ethyl, sowie Phenyl,
C = geradkettige und/oder ringförmige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste
mit 4 bis 13 C-Atomen, insbesondere solche, die sich von
Pentosen oder Hexosen bzw. deren Oligomeren, speziell den
Saccharidcarbonsäuren und deren Estern, z. B. Lactonen, den Aminosacchariden
und hydrierten Sacchariden, oder von Mono- und Dihydroxycarbonsäuren und
deren Lactonen ableiten,
D = C₂ bis C₁₀ Hydroxyalkyl, insbesondere -(CH₂)₂OH, -CH₂CH(OH)CH₂OH, -CH₂CH(OH)(CH₂)₃CH₃,
Hydroxyalkylenarylreste, insbesondere
D = C₂ bis C₁₀ Hydroxyalkyl, insbesondere -(CH₂)₂OH, -CH₂CH(OH)CH₂OH, -CH₂CH(OH)(CH₂)₃CH₃,
Hydroxyalkylenarylreste, insbesondere
Ethergruppierungen enthaltende Akyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10
C-Atomen, insbesondere -CH₂CH(OH)CH₂OCH(CH₃)₂ und
-CH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH=CH₂,
Estergruppierungen enthaltende Alkyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere
Estergruppierungen enthaltende Alkyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere
oligosilanyl-, silyl-, carbosilyl-, siloxanylsubstituierte Alkylen- oder Alkenylenreste
mit 3 bis 18 C-Atomen, die zusätzlich durch Sauerstoff- oder Stickstoffatome
substituiert sein können, insbesondere
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si[(CH₃)₂]H,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]OSi(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[OSi(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[OSi(CH₃)₃]₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[CH₂Si(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂C(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(C₂H₅)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]OSi(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[OSi(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[OSi(CH₃)₃]₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[CH₂Si(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂C(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(C₂H₅)₃,
mono- oder polyhydroxysubstituierte Alkylenamidreste mit 5 bis 16 C-Atomen,
insbesondere
alkylensubstituierte mono- oder polyhyroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit
5 bis 16 C-Atomen, insbesondere alkylensubstituierte Glycoside und über
Esterbindungen alkylensubstituierte offenkettige hydrierte Saccharide,
x, y unabhängig voneinander insbesondere 0 bis 200, bevorzugt 0 bis 100, speziell 0 bis 50, ganz speziell 0 oder 1 darstellen.
x, y unabhängig voneinander insbesondere 0 bis 200, bevorzugt 0 bis 100, speziell 0 bis 50, ganz speziell 0 oder 1 darstellen.
Bevorzugt werden folgende wasserstoffunktionalisierte Polysilane als Ausgangsstoffe für
die Rückgratkette genutzt:
H₂(CH₃)SiSi(CH₃)H₂, H₂CH₃SiSi[(CH₃)₂]H, H(CH₃)₂SiSi[(CH₃)₂]H,
H(CH₃)₂SiSi(CH₃)₃,
(CH₃)₃Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂H
H(CH₃)₂Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂H,
-[Si(CH₃)H]x-
-{Si[Si(CH₃)₃]H}x-,
-[Si(C₆H₅)HSi(CH₃))H]x/2-
-[Si(CH₃)₂Si(CH₃)H]x/2-
H(CH₃)₂SiSi(CH₃)₃,
(CH₃)₃Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂H
H(CH₃)₂Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂H,
-[Si(CH₃)H]x-
-{Si[Si(CH₃)₃]H}x-,
-[Si(C₆H₅)HSi(CH₃))H]x/2-
-[Si(CH₃)₂Si(CH₃)H]x/2-
Sofern nicht kommerziell erhältlich, erfolgen deren Synthesen nach bekannten
Verfahren (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band XIII/5, Organo-
Silicium-Verbindungen, Georg-Thieme-Verlag Stuttgart 1980, 295-318; N. Auner,
J. Weis, Organosilicon Chemistry, From Molecules to Materials, VCH Verlagsgesellschaft
Weinheim 1994, 275-283).
Ausgangsstoffe für die in die Strukturelemente C und D eingehenden geradkettigen
und/oder ringförmigen mono- oder polyhydroxylierten Kohlenwasserstoffreste sind
vorzugsweise reduzierende Mono-, Di- oder Trisaccharide, wie z. B. Glucose, Maltose,
und Raffinose, reduzierte Saccharide, wie z. B. Sorbit, natürliche Aminosaccharide, wie
z. B. Glucosamin, durch reduktive Aminierung darstellbare Aminosaccharide, z. B.
Glucamin, N-Alkylglucamine, speziell N-Methylglucamin, N-(2-Hydroxyethyl)glucamin,
Isomaltamin, deren Lactone, z. B. Gluconsäure, Heptagluconsäure,
Glucopyranosylarabonsäure, Gluconsäure-δ-lacton, Heptagluconsäure-γ-lacton,
Glucopyranosylarabonsäurelacton. Weiterhin können als geeignete Ausgangsstoffe
Substanzen verwandt werden, in denen ein Spacer den Saccharidteil von einer
geeigneten funktionellen Gruppe, z. B. Aldehydfunktion oder Lactongruppierung trennt.
Exemplarisch sollen Glucosyloxymethylfurfural und Esculin genannt sein. Zur gezielten
Darstellung von nur schwach hydrophilierten grenzflächenaktiven Verbindungen kann
auf Mono- und Dihydroxycarbonsäuren, speziell deren Ester, insbesondere deren
Lactone zurückgegriffen werden. Beispiele sind γ-Butyrolacton und α-Hydroxy-γ-
butyrolacton.
Der die hydrophoben und hydrophilen Molekülteile verbindende Spacer wird bevorzugt
durch katalytische oder radikalische Addition hydroxy-, epoxy-, halogen-, amino- oder
säureanhydridfunktionalisierter Alkene bzw. Alkine an wasserstoffunktionalisierte
Polysilane, Hydrosilylierung, in das Molekül eingebracht (B. Marciniec, Comprehensive
Handbook on Hydrosilylation, Pergamon Press 1992, 8-22, 32-93). Als Beispiele seien
Butindiol, Propinol, Allylalkohol, Allylglycidether, Allylchlorid,
Norbornendicarbonsäureanhyrid bekannt. Es liegt im Rahmen der Erfindung diese
Spacer zur Eigenschaftsabstimmung des Gesamtmoleküls durch Folgereaktionen
weiterführend abzuwandeln. So ist es z. B. möglich, epoxy- und halogenfunktionalisierte
Strukturen mit Aminen, wie Ethylendiamin, 1.2.-Propylendiamin, 1.3.-Propylendiamin,
Dietylentriamin, Dipropylentriamin zur Reaktion zu bringen. Auf der anderen Seite ist
es möglich, die endgültige Konstitution des Spacers durch vorgelagerte Reaktionen
geeigneter Saccharidderivate mit Spacerteilen zu steuern. So können besonders durch
Reaktionen von Lactonen mit Di-, Tri- und Tetraminen verschiedenartig substituierte
Saccharidderivate erzeugt werden, wobei die Substituenten in Folgereaktionen zu
Spacerteilen werden. Als Beispiele für die bevorzugten primär/sekundären und
primär/sekundär/tertiären Amine seien Diethylentriamin, Triethylentetramin,
Dipropylentriamin, N(2-Aminoethyl)piperazin und 2-Aminoethylethanolamin benannt.
Zur Beeinflussung besonders der Löslichkeitseigenschaften können die in das Element
D eingehenden sauerstoff-, stickstoff- und schwefelsubstituierten Alkyl-, Alkenyl- und
Arylreste genutzt werden. In Abhängigkeit vom Substitutionsgrad und der Kettenlänge
kann eine Verstärkung der Wasserlöslichkeit oder aber der Öllöslichkeit erreicht
werden. Bevorzugte Verbindungen entstammen der Gruppe der Epoxide, Halogenide,
Säurehalogenide und Isocyanate, da diese Verbindungsklassen unter geeigneten
Reaktionsbedingungen zu selektiven Reaktionen an funktionellen Gruppen, z. B.
Aminogruppen, in Gegenwart von OH-Gruppen befähigt sind. Exemplarisch seien
Ethylenoxid, Propylenoxid, Hexenoxid, Octenoxid, Cyclohexenoxid, Glycidol,
Isopropylglycidether, Allylglycidether, Phenylglycidether, Styrenoxid,
Methacrylsäureglycidester, Acrylsäurechlorid, Methacrylsäurechlorid, Butylisocyanat,
Octylisocyanat, Toluenisocyanat genannt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß es sich beim Element D um einen silyl-,
polysilyl-, carbosilanyl- oder siloxanylmodifizierten Rest handeln kann, so daß dann
mehrere siliciumhaltige Gruppierungen gleichzeitig im Molekül vorliegen. Durch
gezielte Kombinationen von Silyl-, Polysilyl-, Cabosilyl und Siloxanylreste gleicher oder
unterschiedlicher Größe kann in definierter Form die erreichbare Senkung der
Oberflächenspannung verdünnter Lösungen eingestellt werden. Als Ausgangsstoffe für
diese Siliciummodifizierungen dienen bevorzugt folgende Verbindungen:
HSi(CH₃)₃, HSi(C₂H₅)₃, HSi[(CH₃)₂]CH₂C(CH₃)₃, HSi[(CH₃)₂]CH₂Si(CH₃)₃,
HSi(CH₃)[CH₂Si(CH₃)₃]₂, HSi[(CH₃)₂]OSi(CH₃)₃, HSi(CH₃)[OSi(CH₃)₃]₂,
HSi[(CH₃)₂]Si(CH₃)₃, HSi[(CH₃)₂]Si[(CH₃)₂]H.
Sofern nicht kommerziell erhältlich, können die niedermolekularen Silane und
Carbosilane über bekannte metallorganische Reaktionen, z. B. Grignardreaktionen (US
5026891), die Siloxane durch Äquilibrierung dargestellt werden.
Nach Überführung in geeignete Derivate, z. B. epoxy-, säureanhydrid- oder
halogenalkylmodifizierte Verbindungen, können sie dann an saccharidhaltige
Reaktionspartner addiert werden.
Es ergeben sich folgende bevorzugte Reaktionswege für Synthesen der beanspruchten
Verbindungen:
- - reduktive Aminierung von reduzierenden Sacchariden oder Aldehydgruppen enthaltenden Saccharidderivaten mit Aminopolysilanen in Gegenwart von Wasserstoff,
- - Öffnung von Säureanhydridgruppen entsprechend modifzierter Polysilane durch reduzierende und reduzierte Saccharide, sowie Aminosaccharide,
- - Addition von H-funktionalisierten Polysilanen an olefinisch oder acetylenisch ungesättigte Saccharidderivate,
- - Amidierung von Saccharidcarbonsäurelactonen durch Aminopolysilane,
- - Addition von epoxymodifizierten Polysilanen an Aminosaccharide oder aminoamidmodifzierte Saccharide.
Die Reaktionen werden, je nach Reaktanden, bei -40°C bis +150°C, bevorzugt
zwischen 50°C und 100°C durchgeführt. Bei Anwendung eines Lösungsmittels sind
niedere Alkohole, Ether, Ketone, Nitrile, Nitroalkane, Ester, Amide, Sulfoxide und
halogenierte Kohlenwasserstoffe bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Methanol,
Ethanol, n-Propanol, i-Propanol.
Für den Fall reduktiver Aminierungen in Gegenwart von Wasserstoff erfolgen die
Reaktionen bei 50°C bis 200°C und einem Wasserstoffdruck von 1 bis 300 bar. Eine
Zwischenisolierung der intermediär entstehenden Schiff′schen Basen ist nicht
notwendig.
Weitere Einzelheiten der Reaktionsdurchführung sind den Beispielen zu entnehmen. In
den nachfolgend angegebenen Strukturformeln der synthetisierten Substanzen bleiben,
der besseren Übersicht wegen, die an Kohlenstoff gebundenen Wasserstoffatome im
Spacer und Saccharidteil weitgehend unaufgeführt.
In einem 1000-ml-Dreihalskolben, ausgerüstet mit Tropftrichter, Kühlfinger mit
Trockeneiskühlung und durch eine gasdichte Teflonschliffhülse geführten KPG-Rührer
werden unter Argon 250 g Trimethylbenzen und 32 g (1.39 mol) Natrium vorgelegt und
eine Stunde auf 170°C erhitzt, wobei durch Rührung das geschmolzene Natrium fein
verteilt wird. Innerhalb 12 Stunden werden 103 g (1.08 mol) Dimethylchlorsilan in
kleinen Portionen zugesetzt, wobei sich Salz abzusetzen beginnt. Im Verlauf der
Reaktion fällt die Temperatur der Lösung, bedingt durch den zunehmenden Anteil
niedrig siedender Bestandteile, von 170°C auf 120°C. Nach Abschluß der Zugabe des
Silans wird die Lösung noch 3 Stunden auf Rückflußtemperatur gehalten. Eine
Grobdestillation ergibt 45 g einer zwischen 50 und 100°C siedenden Fraktion. Nach
Feindestillation über eine Drehbandkolonne können 14 g Tetramethyldisilan (Kp. 81-
82.9°C, Reinheit gemäß GC 98%) gewonnen werden.
4.91 g (4.23*10-2 mol) Allylglycidether und 0.150 g AIBN werden bei Raumtemperatur
unter Argon miteinander vereinigt. Anschließend erfolgt die Zugabe von 7 g (4.23*10-2
mol) des gemäß Beispiel 1a hergestellten Tetramethyldisilans. Der Ansatz wird
innerhalb einer Stunde auf 140°C erhitzt und diese Reaktionstemperatur für 48 Stunden
aufrecht erhalten. Bei einer Zwischenabkühlung nach 40 Stunden werden nochmals
0.070 g AIBN zugesetzt. Im Verlauf der Reaktion steigt die Viskosität der Lösung
merklich an. Eine sich anschließende Vakuumdestillation liefert 1.5 g des farblosen und
leicht beweglichen Monoepoxyproduktes (Kp. 110-120°C/2 mm Hg) und zusätzlich 1.4 g
des allerdings noch leicht verunreinigten viskosen Diepoxyproduktes (Kp. 160-180°C/
2 mm Hg).
7 g (1.16*10-1 mol) Ethylendiamin werden in 7 ml Methanol gelöst und die Mischung
anschließend auf Rückflußtemperatur erhitzt. 1.3 g (5.55*10-3 mol) des
Monoepoxydisilans gemäß Beispiel 1b werden innerhalb 5 Minuten portionsweise
zugetropft. Die Reaktionstemperatur wird eine Stunde lang aufrechterhalten, wobei
gaschromatographisch die vollständige Umsetzung der Epoxykomponente festgestellt
werden kann. Nach Entfernung aller bis 90°C/1 mm Hg siedenden Bestandteile können
1.5 g eines stark viskosen, leicht gelblich gefärbten Sirups isoliert werden.
0.8 g (2.72*10-3 mol) des aminomodifzierten Disilans gemäß Beispiel 1c und 0.48 g
(2.72*10-3 mol) D-Gluconsäurelacton
werden in 15 ml Methanol gelöst und für 5 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt.
Nach Entfernung des Lösungsmittels wird der verbleibende Feststoff in Diethylether
aufgenommen und mechanisch suspendiert, da lediglich Quellung zu einer
wachsartigen Masse eintritt. Nach Abdekantieren des Diethylethers und Trocknung im
Vakuum werden 1.2 g eines gelben weichen Pulvers erhalten. Die Substanz ist sehr gut in
Wasser löslich und verursacht starkes Schäumen.
IR: -Si-H 2070 cm-1
Oberflächenspannung einer 2.5*10-3 molaren Lösung: 25.3 mN/m
Oberflächenspannung einer 2.5*10-3 molaren Lösung: 25.3 mN/m
0.7 g (2.38*10-3 mol) des aminomodifizierten Disilans gemäß Beispiel 1c und 0.74 g
Glucopyranosylarabonsäurelacton (2.38*10-3 mol)
werden in 15 ml Methanol gelöst und für 5 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt.
Nach Entfernung des Lösungsmittels wird der verbleibende Feststoff in Diethylether
aufgenommen und mechanisch suspendiert, da Lösung nicht eintritt. Nach
Abdekantieren des Diethylethers und Trocknung im Vakuum werden 1.25 g eines
gelben Pulvers erhalten, welches sich sehr gut in Wasser löst und starkes Schäumen
verursacht.
Oberflächenspannung einer 2.5*10-3 molaren Lösung: 25.3 mN/m
Claims (5)
1. Mono- oder polyhydroxylierte Polysilane, dadurch gekennzeichnet, daß sie der
allgemeinen Formel I entsprechen,
in der
R = C₁ bis C₂₂ Alkyl oder Aryl,
R₁ = R oder -Si(CH₃)₃,
R₂ = R oder H, wobei
B = Alkylen- oder Alkenyleneinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome substiuiert, mit 3 bis 12 C-Atomen,
C = ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen bedeuten,
D = Wasserstoff
Alkyl-, Alkenyl-, Aryleinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome substituiert, mit 2 bis 22 C-Atomen oder
ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen, die durch ggf. Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Siliciumatome enthaltende Alkylen- oder Alkenyleneinheiten mit 2 bis 22 C-Atomen substituiert sind,
x und y unabhängig voneinander 0 bis 1000,
A₁ für x<0 R oder A und für x<0 A,
E für x<0 Silicium und für x, y=0 Silicium oder Kohlenstoff,
A₂ R oder A darstellen.
R = C₁ bis C₂₂ Alkyl oder Aryl,
R₁ = R oder -Si(CH₃)₃,
R₂ = R oder H, wobei
B = Alkylen- oder Alkenyleneinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome substiuiert, mit 3 bis 12 C-Atomen,
C = ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen bedeuten,
D = Wasserstoff
Alkyl-, Alkenyl-, Aryleinheiten, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome substituiert, mit 2 bis 22 C-Atomen oder
ringförmige und/oder geradkettige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 3 bis 18 C-Atomen, die durch ggf. Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Siliciumatome enthaltende Alkylen- oder Alkenyleneinheiten mit 2 bis 22 C-Atomen substituiert sind,
x und y unabhängig voneinander 0 bis 1000,
A₁ für x<0 R oder A und für x<0 A,
E für x<0 Silicium und für x, y=0 Silicium oder Kohlenstoff,
A₂ R oder A darstellen.
2. Mono- oder polyhydroxylierte Polysilane gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der allgemeinen Formel I
R = C₁ bis C₆ Alkyl, insbesondere Methyl und Ethyl, sowie Phenyl, C = geradkettige und/oder ringförmige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 4 bis 13 C-Atomen, insbesodnere solche, die sich von Pentosen oder Hexosen bzw. deren Oligomeren, speziell den Saccharidcarbonsäuren und deren Estern, z. B. Lactonen, den Aminosacchariden und hydrierten Sacchariden, oder von Mono- und Dihydroxycarbonsäuren und deren Lactonen ableiten,
D = C₂ bis C₁₀ Hydroxyalkyl, insbesondere -(CH₂)₂OH, -CH₂-CH(OH)CH₂OH, -CH₂CH(OH)(CH₂)₃CH₃, -CH₂CH(OH)(CH₂)₅CH₃, Hydroxyalkylenarylreste, insbesondere Ethergruppierungen enthaltende Alkyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere -CH₂CH(OH)CH₂OCH(CH₃)₂ und -CH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH=CH₂,
Estergruppierungen enthaltende Alkyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere silyl-, carbosilanyl-, siloxanylsubstituierte Alkylen- oder Alkenylenreste mit 3 bis 18 C-Atomen, die zusätzlich durch Sauerstoff- oder Stickstoffatome substituiert sein können, insbesondere-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si[(CH₃)₂]H,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]OSi(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[OSi(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[OSi(CH₃)₃]₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[CH₂Si(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂C(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(C₂H₅)₃,mono- oder polyhydroxysubstituierte Alkylenamidreste mit 5 bis 16 C-Atomen, insbesondere alkylensubstituierte mono- oder polyhyroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 5 bis 16 C-Atomen, insbesondere alkylensubstituierte Glycoside und über Esterbindungen alkylensubstituierte offenkettige hydrierte Saccharide,
x, y unabhängig voneinander insbesondere 0 bis 200, bevorzugt 0 bis 100, speziell 0 bis 50, ganz speziell 0 oder 1 darstellen.
R = C₁ bis C₆ Alkyl, insbesondere Methyl und Ethyl, sowie Phenyl, C = geradkettige und/oder ringförmige mono- oder polyhydroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 4 bis 13 C-Atomen, insbesodnere solche, die sich von Pentosen oder Hexosen bzw. deren Oligomeren, speziell den Saccharidcarbonsäuren und deren Estern, z. B. Lactonen, den Aminosacchariden und hydrierten Sacchariden, oder von Mono- und Dihydroxycarbonsäuren und deren Lactonen ableiten,
D = C₂ bis C₁₀ Hydroxyalkyl, insbesondere -(CH₂)₂OH, -CH₂-CH(OH)CH₂OH, -CH₂CH(OH)(CH₂)₃CH₃, -CH₂CH(OH)(CH₂)₅CH₃, Hydroxyalkylenarylreste, insbesondere Ethergruppierungen enthaltende Alkyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere -CH₂CH(OH)CH₂OCH(CH₃)₂ und -CH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH=CH₂,
Estergruppierungen enthaltende Alkyl-, Alkenyl- und Arylreste mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere silyl-, carbosilanyl-, siloxanylsubstituierte Alkylen- oder Alkenylenreste mit 3 bis 18 C-Atomen, die zusätzlich durch Sauerstoff- oder Stickstoffatome substituiert sein können, insbesondere-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si[(CH₃)₂]H,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]OSi(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[OSi(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[OSi(CH₃)₃]₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)[CH₂Si(CH₃)₃]₂,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si[(CH₃)₂]CH₂C(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₃,
-CH₂CH(OH)CH₂O(CH₂)₃Si(C₂H₅)₃,mono- oder polyhydroxysubstituierte Alkylenamidreste mit 5 bis 16 C-Atomen, insbesondere alkylensubstituierte mono- oder polyhyroxylierte Kohlenwasserstoffreste mit 5 bis 16 C-Atomen, insbesondere alkylensubstituierte Glycoside und über Esterbindungen alkylensubstituierte offenkettige hydrierte Saccharide,
x, y unabhängig voneinander insbesondere 0 bis 200, bevorzugt 0 bis 100, speziell 0 bis 50, ganz speziell 0 oder 1 darstellen.
3. Mono- oder polyhydroxylierte Polysilane gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polysilaneinheiten den Strukturen
-(CH₃)SiSi(CH₃)₂]H,
-(CH₃)₂SiSi[(CH₃)₃,
(CH₃)₃Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂-
-(CH₃)₂Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂-,
-[Si(CH₃)H]x-
-{Si[Si(CH₃)₃]H}x-,
-[Si(C₆H₅)Si(CH₃)]x/2-
-[Si(CH₃)₂Si(CH₃)]x/2-,wobei x und y die in den Ansprüchen 1 und 2 genannten Bedeutungen haben, entsprechen.
-(CH₃)₂SiSi[(CH₃)₃,
(CH₃)₃Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂-
-(CH₃)₂Si{Si[(CH₃)₂]}ySi(CH₃)₂-,
-[Si(CH₃)H]x-
-{Si[Si(CH₃)₃]H}x-,
-[Si(C₆H₅)Si(CH₃)]x/2-
-[Si(CH₃)₂Si(CH₃)]x/2-,wobei x und y die in den Ansprüchen 1 und 2 genannten Bedeutungen haben, entsprechen.
4. Mono- und polyhydroxylierte Polysilane gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die mono- oder polyhydroxierten, geradkettigen und/oder
ringförmigen Kohlenwasserstoffreste in den Strukturelementen C und D von
reduzierenden Mono-, Di- oder Trisacchariden, wie Glucose, Maltose, und Raffinose,
reduzierten Sacchariden, wie Sorbit, natürlichen Aminosacchariden, wie Clucosamin,
durch reduktive Aminierung darstellbaren Aminosacchariden, wie Glucamin,
Isomaltamin, N-Alkylglucaminen, speziell N-Methylglucamin und N-(2-
Hydroxyethyl)glucamin, oxydierten Sacchariden, speziell Saccharidcarbonsäuren und
deren Estern, insbesondere deren Lactonen, wie Gluconsäure, Heptagluconsäure,
Glucopyranosylarabonsäure, Gluconsäure-δ-lacton, Heptagluconsäure-γ-lacton,
Glucopyranosyarabonsäurelacton, dehydratisierten Sacchariden, wie
Glucosyloxymethylfurfural und Mono- oder Dihydroxycarbonsäuren, besonders deren
Estern, speziell deren Lactonen, wie γ-Butyrolacton und α-Hydroxy-γ-butyrolacton,
ableiten.
5. Mono- und polyhydroxylierte Silane und Carbosilane gemäß Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die, ggf. durch Sauerstoff-, Stickstoff- oder
Schwefelatome substituierten, Alkyl-, Alkenyl-, Aryleinheiten des Strukturelementes D
von Verbindungen aus den Gruppen der Epoxide, wie Ethylenoxid, Propylenoxid,
Glycidol, Hexenoxid, Cyclohexenoxid, Octenoxid, Styrenoxid, Allylglycidether,
Methacrylsäureglycidester, Acrylsäureglycidester, Isopropylglycidether und
Phenylglycidether, Alkylhalogenide, wie Allylchlorid und Allylbromid,
Säurehalogenide, wie Acrylsäurechlorid und Methacrylsäurechlorid, Isocyanate, wie
Butylisocyanat, Octylisocyanat und Toluenisocyanat ableiten.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4441391A DE4441391A1 (de) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Saccharidmodifizierte Polysilane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4441391A DE4441391A1 (de) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Saccharidmodifizierte Polysilane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4441391A1 true DE4441391A1 (de) | 1996-05-23 |
Family
ID=6533764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4441391A Withdrawn DE4441391A1 (de) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Saccharidmodifizierte Polysilane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4441391A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003042284A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-22 | Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. | Saccharide residue-functional organopolycarbosiloxanes and method for the preparation thereof |
DE102013102239A1 (de) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Universität Zu Köln | Carbosilanhaltiger Feuerlöschschaum |
-
1994
- 1994-11-21 DE DE4441391A patent/DE4441391A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003042284A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-22 | Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. | Saccharide residue-functional organopolycarbosiloxanes and method for the preparation thereof |
DE102013102239A1 (de) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Universität Zu Köln | Carbosilanhaltiger Feuerlöschschaum |
JP2016517285A (ja) * | 2013-03-06 | 2016-06-16 | ウニヴェルジテート・ツー・ケルン | カルボシラン含有消火用泡 |
US10307627B2 (en) | 2013-03-06 | 2019-06-04 | Universität Zu Köln | Carbosilane containing fire-extinguishing foam |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |