DE845638C - Verfahren zur Herstellung von monocyclischen Arylalkoxysilanen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von monocyclischen Arylalkoxysilanen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von monocyclischen Arylalkoxysilanen.
• Es sind bereits Alkoxysilane bekannt, die die allgemeine Strukturformel R" Si (0R)4, aufweisen, in der R ein einwertiges Kohlenwasserstoffradikal bedeutet. Bisher wurden diese Stoffe durch Reaktion in flüssiger Phase zwischen Alkoholen und Chlorsilanen hergestellt. Im Falle der monocyclischen Arylalkoxysilane ist dieses Verfahren zwar im Laboratorium anwendbar, in der Technik jedoch wird dabei nur eine Ausbeute an Arylalkoxysilanen erhalten, die ungefähr 5o bis 6o% der Theorie beträgt.'Diese geringe Ausbeute ist vor allem darauf zurückzuführen, daß der entstehende Chlorwasserstoff mit dem Alkohol unter Bildung von Alkylchlorid und Wasser reagiert. Auf diese Weise geht nicht nur, ein großer Teil des Alkohols verloren, sondern das während der Reaktion gebildete Wasser hydrolysiert die Chlorsilane, so daß eine große Menge Rückstand an Polysiloxanen erhalten wird.
• Verbesserte Ausbeuten wurden dadurch erreicht, daß man die Reaktion in Gegenwart eines Halogenwasserstoffempfängers, z. B. Pyridin, durchführte. Eine derartige Methode ist jedoch für die technische Herstellung nicht zweckmäßig.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein technisch ausführbares Verfahren zur Herstellung von Arylalkoxysilane von hoher Reinheit und mit großer Ausbeute.
• Erfindungsgemäß wird ein gesättigter aliphatischer Alkohol, der weniger als 4 C-Atome pro Molekül enthält, dampfförmig mit einem flüssigen Chlorsilan der allgemeinen Formel R" Si C14-,;, in der n einen Wert von i bis 3 besitzt und R ein monocyclisches Aryl- oder Methylradikal ist, in Reaktion gebracht. Auf jeden Fall ist zumindest ein R ein monocyclisches Arylradikal.
• Die erfindungsgemäß verwendeten Chlorsilane sowie ihre Herstellungsweise sind bereits allgemein bekannt. Es kann jedes Chlorsilan zur Anwendung gelangen, das einen oder mehrere monocyclische Arylreste, wie z. B. Phenyl-, Tolyl- und Chlorphenylradikale, enthält. Sind noch restliche orgar 'nische Gruppen vorhanden, so sind diese Methylradikale. Diese Chlorsilane haben die allgemeinen Formeln R Si Cl" R=Si Cl, und R, Si Cl. Die Reaktion kann unter Verwendung eines der oben angeführten Silane oder einer Mischung einer beliebigen Anzahl dieser Silane durchgeführt werden.
• Jeder beliebige gesättigte alipliatische Alkohol, dessen Siedepunkt unter dem des Chlorsilans und des Alkoxysilanreaktionsproduktes liegt, kann verwendet werden. Beispiele solcher Alkohole sind Methanol, Äthanol, Propanol oder Isopropanol. Selbstverständlich soll der Alkohol frei von Wasser sein.
• Die Reaktion wird durchgeführt, indem man das flüssige Chlorsilan mit dem Alkoholdampf in Kontakt bringt. Dies kann auf jede beliebige Weise erfolgen. Die Alkoholdämpfe können z. B. durch das Chlorsilan hindurchperlen. Das flüssige Chlorsilan kann auch durch einen Reaktionsturm geleitet werden, während die Alkoholdämpfe in entgegengesetzter Richtung durch diesen Turm streichen.
• Temperatur und Druck müssen so aufeinander abgestimmt werden, daß der Alkohol während des gesamten Reaktionsverlaufes in der Dampfphase bleibt, während die Silane in flüssiger Phase vorliegen. Unter diesen Bedingungen wird der Chlorwasserstoff sofort bei seiner Entstehung von der Reaktionsmischung entfernt, so daß er nicht mit dem Alkohol reagieren kann. Die genauen Temperatur- und Druckverhältnisse variieren im Hinblick auf die verschiedenen zur Anwendung gelangenden Alkohole und Silane. Im allgemeinen sind Temperaturen von 2o bis 15o° C und Drücke von io bis i 5o mm Quecksilber ausreichend.
• Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Arylalkoxysilane auf wirtschaftlicher Basis in Ausbeuten von 98% der Theorie hergestellt werden. Dies bedeutet, daß gegenüber den bisher bekannten Methoden zur wirtschaftlichen Gewinnung von Arylalkoxysilanen 50% der Herstellungskosten eingespart werden.
• Arylalkoxysilane stellen wertvolle Zwischenprodukte bei der Herstellung der Polysiloxane dar, deren technischer Wert weitgehend bekannt ist.
• Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern. Beispiel i Ein i8o cm langer, mit Glasspiralen gefüllter Reaktionsturm wird am oberen Ende mit einer Vorrichtung zum Einführen der Chlorsilane und am unteren Ende mit einer Vorrichtung zum' Einführen der Alkoholdämpfe versehen. 4,8 kg flüssiges Chlorphenylmethyldichlorsilan «erden am oberen Ende des Turmes aufgegeben, die abwärts fließen. 2,2 kg wasserfreies Äthanol werden als Dampf am Boden des Turmes eingeleitet. Die Reaktionsmischung wird auf einer Temperatur von ioo° C und einem Druck von 50 bis 70 mm gehalten. Die Alkoholdämpfe streichen durch den Turm und reagieren hierbei mit dem flüssigen Chlorsilan. Das gebildete Chlorphenylmethyldiätlioxysilan wird in einem am unteren Ende des Turmes angebrachten Gefäß gesammelt, während der frei gewordene Chlorwasserstoff am oberen Ende des Turmes abgezogen wird. Die Geschwindigkeit der Zugabe des Chlorsilans und des Alkohols wird derart geregelt, daß immer 2 Mol (zuzüglich eines Überschusses von io%) Alkohol auf i Mol Chlorsilan im Reaktionsraum vorhanden sind. Die Ausbeute beträgt 96% der Theorie. Beispiel 2 4,45 kg Phenylmethyldichlorsilan werden mit 2,375 kg wasserfreiem Äthanol, wie in Beispiel i beschrieben, in Reaktion gebracht. Es wird eine 98%ige Ausbeute an Plienylmethyldiäthoxysilan erhalten. Beispiel 3 Wird Tplylmethyldichlorsilaci mit wasserfreiem Äthanol in gleicher Weise, wie in Beispiel i beschrieben, in Reaktion gebracht, so erhält man eine 95%ige Ausbeute an Tolylmethyldiätlioxysilaii. Beispiel 4 Eine i8o cm lange Glaskolonne mit einem Durchmesser von 5 cm wird mit Glasspiralen versehen und so vorbereitet, daß Chlorsilane am oberen Ende und Methanol am unteren Ende eingeleitet werden können. Es wird kontinuierlich bei einem Druck unterhalb ioo mm und bei einer Temperatur von 6o bis 9o° C gearbeitet. Eine Mischung aus 5 Molprozent Phenyldimethylchlorsilan, 15 Molprozent Phenyltrichlorsilan und 8o Molprozent Phenylmethyldichlorsilan wird am oberen Ende der Glaskolonne mit einer Geschwindigkeit von 6oo bis 65o ccm pro Stunde aufgegeben. Methanoldampf wird mit solcher Geschwindigkeit am unteren Ende der Säule eingeleitet, daß ein 20%iger Überschuß an Methanol in dem Reaktionsgemisch vorhanden ist. Das Endprodukt wird kontinuierlich am unteren Ende der Glaskolonne und Chlorwasserstoff ebenfalls kontinuierlich am oberen Ende der Säule abgezogen.
• Es werden 331 g aliquote Anteile des Reaktionsproduktes erhalten und destilliert. Es siedet bei 74 bis 89° C bei 8 mm Vakuum. Daraus werden 313 g einer Mischung von Phenyldimethylmethoxysilan, P'heny lmethyldimethoxysilan und Flienyltrimethoxysilan erhalten. Es verbleiben 9 g eines nicht destillierbaren Rückstandes.
• Beispiel 5 382 g Phenylmethyldichlorsilan werden in eine Röhre gegeben, und 145 g Methanol wird in Dampfphase durch ein Kapillarrohr am Boden des Chlorsilans eingeleitet. Während des Reaktionsverlaufes beträgt der Druck 4o bis 5o mm und die Temperatur 25° C. Chlorwasserstoff wird am oberen Ende der Röhre entfernt. Das Produkt besteht aus 97 °/o Phenylmethyldimethoxysilan und 3 °/o eines undestillierbaren Rückstandes.
• Beispiel 6 Wird Diphenyldichlorsilan mit Methanol, wie in Beispiel 5 beschrieben, in Reaktion gebracht, so erhält man eine .Ausbeute von 95 % an Diphenyldimethoxysilan.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von monocychschen Arylalkoxysilanen durch Einwirkung von Alkoholen auf Chlorsilane, dadurch gekennzeichnet, daB man einen gesättigten, aliphatischen Alkohol mit weniger als .4 C-Atomen im Molekül dampfförmig mit einem flüssigen Chlorsilan oder einem flüssigen Gemisch von Chlorsilanen der allgemeinen Formel R" Si C14_" zur Reaktion bringt, wobei 7i einen Wert von @t bis 3 besitzt, R ein monocyclisches Aryl-oder ein Methylradikal bedeutet, zumindest aber in jedem Silan einmal die erstere Bedeutung hat.