JPH08119980A - アミノプロピルアルコキシシランの製法 - Google Patents
アミノプロピルアルコキシシランの製法Info
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- JPH08119980A JPH08119980A JP7256554A JP25655495A JPH08119980A JP H08119980 A JPH08119980 A JP H08119980A JP 7256554 A JP7256554 A JP 7256554A JP 25655495 A JP25655495 A JP 25655495A JP H08119980 A JPH08119980 A JP H08119980A
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- B01J2531/82—Metals of the platinum group
- B01J2531/822—Rhodium
Abstract
存在下で、アミノプロピルアルコキシシランを製造する
方法。 【解決手段】 一般式: R2R3NCH2CHR4CH2
Si(OR)3-n(R1)n (I) のアミノプロピルアルコ
キシシランを、一般式:HSi(OR)3-n(R1)n (II) のヒドロゲンシランと、一般式: R2R3N
CH2CR4=CH2 (III) のアミンとを、成形
されたオルガノシロキサンモノフェニルホスフィン−リ
ガンドを有するポリマーのロジウム錯体触媒の存在下で
反応させることにより製造する。
Description
有するアルキル基であり、並びにnは0であるか、又は
1又は2であり、かつR2及びR3は、水素、1〜8個の
C−原子を有するアルキル基及び/又は3〜8個のC−
原子を有するω−アルケニル基であり、かつR4は、水
素又は1〜8個のC−原子を有するアルキル基である]
とを、有機リン−リガンドを有するロジウム錯体−触媒
の存在下で反応させることにより製造する方法並びに成
形されたポリマーのロジウム錯体−触媒の使用に関す
る。
ら、殊に、γ−アミノプロピルトリエトキシシランが広
い範囲で、例えば、ガラス繊維の製造の際に、工業的に
使用されている。
アミノプロピルアルコキシシランの合成は、公知方法に
より、均一触媒系の存在下で行われる。反応の実施のた
めに通常使用される、有機溶剤中に溶けるそのような錯
体−触媒は、遷移金属元素のコバルト、白金、ロジウム
及びルテニウムの化合物をベースとする。生ずる反応生
成物は、γ−及びβ−アミノプロピルアルコキシシラン
の位置異性体(Regioisomer)混合物を含有する。
639号明細書は、ヒドロゲンシランとアリルアミンと
を、塩素不含のロジウムトリオルガノホスホル−錯体の
存在下で反応させることによる、アミノプロピルアルコ
キシシランの製法を教示している。この均一系触媒によ
る方法により、約60〜75%のアミノプロピルアルコ
キシシランの収率及びγ−異性体:β−異性体=6〜5
9:1の位置異性体比を得ることができる。
ための均一系触媒として使用される、易溶性のこのよう
なロジウム有機リン−錯体は、確かに高い出発活性及び
選択率を有するが、反応が行われ、かつアミノシランが
留去された後には、もはや再使用するために必要な活性
を、経済的な観点の下では有さない。この迅速な活性率
の減少の原因は、しばしば、反応時間まもなくの金属錯
体からのリガンドの分離である。活性の保持のために、
相応するホスホルリガンドのかなりな過剰量を、反応媒
体中で使用しなければならない。
溶性錯体は、アリルアミンをヒドロシリル化するために
は明らかに低い活性及び選択率の故に、経済的に意味が
ない。
用された高価な又は環境的に重要な遷移金属を、可能な
限り定量的に回収することである。これらの金属の回収
は、しばしば、多大な処理費用によってのみ可能である
か、さもなければかなりの金属損失から出発しなければ
ならない。このような要素は、方法及び製品の経済性及
び認容性にかなり影響する。
u、Rh、Pd、Pt、Os並びにIrの成形されたポ
リマーの錯体−触媒が公知である。これらの元素は、相
互に、リガンドとしてのリン含有オルガノシランを介し
て架橋され、その際、これらのリガンドは、それぞれの
中心原子の所で、結合性の強いリン原子を介して配位結
合している。成形されたオルガノシロキサンジフェニル
ホスフィン−又はオルガノシロキサンモノフェニルホス
フィン−リガンドを有するポリマーの、殊に、球形ロジ
ウム錯体−触媒は、公知の方法により製造される。Si
O2−結合された不均一系触媒とは異なり、これらは、
担体上の遷移金属の追加の導入を介さずに、相応する遷
移金属錯体と、例えば、テトラエトキシシラン及びアミ
ノシランとの直接的な縮合、引き続く加水分解により合
成される。このような成形されたポリマーの錯体−触媒
は、ドイツ特許(DE−PS)第4035032号明細
書及びドイツ特許(DE−PS)第4035033号明
細書に詳細に記載されており、その際、これらの成形さ
れたポリマーの錯体−触媒を、ヒドロホルミル化−、水
素化−、オリゴマー化−、カルボニル化−、ヒドロシリ
ル化−、カルボキシメチル化−、異性体化反応の実施の
ために、並びにCO又はCO2とH2との反応のために使
用することができる。
されたロジウム錯体−触媒を簡単な方法で回収すること
ができる、アミノプロピルアルコキシシランの経済的な
製法を開発することである。
ミノプロピルアルコキシシランを有利に、オルガノシロ
キサンモノフェニルホスフィン−リガンドを有する成形
されたポリマーのロジウム錯体−触媒の存在下で、特に
経済的に製造することができ、その際、この触媒は、極
めて簡単かつ経済的な方法で、反応−もしくは生成物混
合物から再び回収することができることを発見した。元
素Pd、Pt、Ni、Co、Fe、Ir、Os、Ru及
び/又はRhを、中心原子として含有し、かつ、異なる
リン−リガンドを有する多くの成形された遷移金属錯体
−触媒のうち、オルガノシロキサンモノフェニルホスフ
ィン−リガンドを有する成形されたポリマーのロジウム
錯体−触媒が特に有利である。例えば、本発明の方法で
は高い収率と同時に、位置異性体−比を、有利なγ−ア
ミノプロピルアルコキシシラン異性体のために調整する
こともできる。
有するアルキル基であり、並びにnは0であるか、又は
1又は2であり、かつR2及びR3は、水素、1〜8個の
C−原子を有するアルキル基及び/又は3〜8個のC−
原子を有するω−アルケニル基であり、かつR4は、水
素又は1〜8個のC−原子を有するアルキル基である]
とを、有機リン−リガンドを有するロジウム錯体−触媒
の存在下で反応させることにより製造する方法であり、
これは、反応を、オルガノシロキサンモノフェニルホス
フィン−リガンドを有する成形されたポリマーのロジウ
ム錯体−触媒の存在下で実施することを特徴とする。
ンモノフェニルホスフィン−リガンドを有する成形され
たポリマーのロジウム錯体−触媒を、アミノプロピルア
ルコキシシランの製造のために使用することである。
にも実施することができる。
とができる。例えば、成形されたポリマーのロジウム錯
体−触媒を、ヒドロゲンシランと一緒に、反応容器(撹
拌槽(Ruehrkessel)、鋼製反応器(Stahlreaktor))中に予
め装入し、かつ懸濁液にアミン成分を添加することがで
き、これは、逆の順序で処理することもできる。両方の
反応成分を一緒に予め装入し、触媒を添加し、場合によ
り、撹拌下で分散させ、かつ引き続き、この混合物を反
応温度にすることにより処理することもできる。本発明
の方法は、例えば、触媒の活性を保持するために、保護
雰囲気の使用に関して特別な条件を必要としない。
時間を、触媒−濃度の増加に伴って減少させ、かつ24
時間〜10分間の時間範囲にする。反応の際に使用され
るロジウム濃度は、使用ヒドロゲンシラン成分(II)
の量に対して、50〜1000重量ppm及び特に、1
00〜400重量ppmであるのが有利である。
に有利に、0.1〜0.3mmの粒度を有する成形され
たポリマーのロジウム錯体−触媒を、本発明の方法のた
めに使用する。成形されたポリマーのロジウム錯体−触
媒の粒度は、例えば、篩により、又はシフター(Sichte
r)を用いて、又は個々の粒子フラクションを混合するこ
とにより調整することができる。
ン−リガンドを有する成形されたポリマーのロジウム錯
体−触媒の存在下でのヒドロゲンシラン(II)とアミ
ン(III)との反応を、90〜180℃の温度、特に
110〜150℃の温度で行うのが有利である。
アルコキシシラン、特にトリエトキシシランを使用する
のが有利である。アミン(III)としては、アリルア
ミンを使用するのが有利である。
有する成形されたポリマーのロジウム錯体−触媒を使用
するのが有利であり、0.5〜1.5重量%のロジウム
−含分を有する成形されたポリマーのロジウム錯体−触
媒を使用するのが特に有利である。
ルまでの圧力の使用が有利である。
は、反応終了後に、例えば、濾過により又はデカンテー
ションにより容易に分離除去することができる。しか
し、先ず反応生成物を、蒸留により反応混合物から除去
することもできる。成形されたポリマーのロジウム錯体
−触媒は、1回の反応終了後に、本発明の方法のため
に、著しい活性損失を伴わずに、再び使用することがで
きる。
として、γ−アミノプロピルアルコキシシランとβ−ア
ミノプロピルアルコキシシランとの混合物からなり、こ
の場合、γ−異性体が、非常に高い割合で存在する。粗
製生成物中のγ−/β−比は、γ−異性体を、僅かな蒸
留経費のみで、更なる使用のために必要な純度で得るこ
とを可能にする。
環法で又は分流を再導入する貫流で操作することができ
るチューブ型反応器中で行うことができる。その際、成
形されたポリマーのロジウム錯体−触媒は、例えば、結
合の弛るい堆積物として、反応器の触媒層中に存在す
る。この触媒は、小さな袋に充填されていてもよく、そ
の際、そのような袋は、相応するメッシュ幅を有する織
物、例えば、金属からなる針金布又は網からなっていて
よい。この小さな袋は、それ自体で、個別に、又はまと
めてチューブ形反応器中に導入及び固定することができ
る。
たポリマーの金属錯体−触媒の充填されたこのような小
袋は、前記の非連続的な方法で使用することもできる。
これは、付加的に、反応混合物からの触媒の回収を容易
にする。
制することによっても優れている。
を、溶剤を用いずに実施することができることである。
しかし、それが必要である場合には、反応を、反応成分
に対して不活性な有機溶剤又は溶剤混合物の存在下で実
施することもできる。好適な溶剤としては、例えば、キ
シレン並びにトルエンを提案する。
lektiivitaet)及び位置選択率と並んで、短い反応時間
及び高い収率によっても優れていることは、極めて意外
である。
100ml三頸フラスコ中に、トリエトキシシラン1
6.4g(0.1モル)を予め装入する。その後、DELO
XAN HK-I(Degussa社の市販製品)656mgを添加す
る。DELOXAN HK-Iは、成形されたオルガノシロキサンモ
ノフェニルフォスフィン−リガンドを有するポリマーの
ロジウム錯体−触媒である。ここで使用された触媒物質
のRh−含分は1重量%であり、これは、使用トリエト
キシシラン量に対して、400重量ppmのRh−濃度
に相応する。ここで使用される触媒の粒度を、0.1〜
0.3mmに調節しておく。そのために、市販の触媒物
質DELOXAN HK-Iをその使用の前に、篩により分別した。
フラスコ内容物を、撹拌下で、135℃まで加熱する。
この温度が達成されたら、アリルアミン5.7g(0.
1モル)を、温度が130℃を下回らないように滴加す
る。アミンの添加の終了後に、反応混合物を、更に13
0℃で約30分間保持する。フラスコ内容物の冷却の後
に、触媒を、濾過により反応生成物から分離除去する。
ガスクロマトグラムにより算出された反応率は、アリル
アミンが約97%及びトリエトキシシランが>99%で
ある。アミノプロピルトリエトキシシラン−形成(γ+
β−生成物)の選択率は、87.5%である。γ−/β
−位置異性体のモル比は、66:1である。
100ml三頸フラスコ中に、トリエトキシシラン1
6.4g(0.1モル)を予め装入する。その後に、使
用トリエトキシシラン量に対して、400重量ppmの
Rh−濃度に相応する、1重量%のRh−含分を有する
DELOXAN HK-I 656mgを添加する。ここで使用され
る触媒物質の粒度は、前記の例1に記載されたものと同
様に、0.1〜0.3mmである。フラスコ内容物を、
撹拌下で135℃まで加熱する。この温度が達成された
ら、温度が130℃を下回らないようにアリルアミン
6.28g(0.11モル)を滴加する。アミンの添加
の終了後に、反応混合物を、更に130℃で約30分間
保持する。フラスコ内容物の冷却の後に、粗製生成物を
減圧下で留去する。ガスクロマトグラムにより算出され
た反応率は、アリルアミンが約95%及びトリエトキシ
シランが>99%である。アミノプロピルトリエトキシ
シラン−形成(γ+β−生成物)の選択率は、84.5
%である。γ−/β−位置異性体のモル比は、65:1
である。
濾別した後に、それを次の実験に再び使用する。この方
法で順次実施された7つの実験の結果を、第1表に示
し、ここでは反応時間はそれぞれの実験に対応する。
らそれぞれ留去した後に、触媒を、次の実験に再び使用
する。この方法で順次実施された7つの実験の結果を、
第2表に示し、ここでも反応時間はそれぞれの実験に対
応する。
代わりに、アリルアミンを触媒と一緒に密閉された鋼製
反応器中に予め装入し、かつ140℃まで加熱する。引
き続き、トリエトキシシランを配量導入する。反応時間
は2時間である。ガスクロマトグラムにより算出された
反応率は、アリルアミンが96%及びトリエトキシシラ
ンが>99%である。アミノプロピルトリエトキシシラ
ン−形成(γ+β−生成物)の選択率は、82.5%で
ある。γ−/β−位置異性体のモル比は、55:1であ
る。
ロジウム400重量ppmの代わりに、DELOXAN HK-I
328mgに相応するロジウム200重量ppmのみを
使用する。反応時間は2時間である。ガスクロマトグラ
ムにより算出された反応率は、アリルアミンが99%及
びトリエトキシシランが>99%である。アミノプロピ
ルトリエトキシシラン−形成(γ+β−生成物)の選択
率は、86.3%である。γ−/β−位置異性体のモル
比は、65:1である。
ロジウム400重量ppmに代わり、DELOXAN HK-I 1
64mgに相応するロジウム100重量ppmのみを使
用する。反応時間を3時間に延長する。ガスクロマトグ
ラムにより算出された反応率は、アリルアミンが96%
及びトリエトキシシランが94%である。アミノプロピ
ルトリエトキシシラン−形成(γ+β−生成物)の選択
率は、88.5%である。γ−/β−位置異性体のモル
比は、59:1である。
に、ジアリルアミン5.18g(0.055モル)を使
用する。ガスクロマトグラムにより算出された反応率
は、ジアリルアミン及びトリエトキシシランが98%で
ある。ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)アミン
−形成の選択率は47%である。
100ml三頸フラスコ中に、メチルジエトキシシラン
13.4g(0.1モル)を予め装入する。この後、DE
LOXAN HK-I 268mgを添加する(Rh−含分1重量
%、粒度0.1〜0.3mm;メチルジエトキシシラン
量に対して、Rh−濃度200重量ppm)。フラスコ
内容物を、約100℃まで加熱する。この温度が達成さ
れたら、アリルアミン5.7g(0.1モル)を1時間
かけて滴加する。アミンの添加の終了後に、反応混合物
を130℃で18時間保持する。フラスコ内容物の冷却
の後に、触媒を濾過により、粗製生成物から分離除去す
る。ガスクロマトグラムにより算出された反応率は、ア
リルアミンが96%及びメチルジエトキシシランが>9
4%である。アミノプロピルメチルジエトキシシラン−
形成(γ+β−生成物)の選択率は63.4%である。
γ−/β−位置異性体のモル比は45:1である。
製反応器中に、メチルジエトキシシラン13.4g
(0.1モル)、アリルアミン5.7g(0.1モル)
及びDELOXAN HK-I 536mgを添加する(Rh−含分
1重量%、粒度0.1〜0.3mm;使用メチルジエト
キシシラン量に対して、400重量ppmのRh−濃
度)。反応器を、撹拌下で約130℃まで加熱する。そ
の際、内圧が、6バールまで上昇する。反応時間45分
間後に、反応器を室温まで冷却し、かつ触媒を濾過によ
り分離除去する。ガスクロマトグラムにより算出された
反応率は、アリルアミンが100%及びメチルジエトキ
シシランが>95%である。アミノプロピルメチルジエ
トキシシラン−形成(γ+β−生成物)の選択率は、6
6.3%である。γ−/β−位置異性体のモル比は、6
0:1である。
製反応器中に、トリメトキシシラン12.2g(0.1
モル)アリルアミン5.7g(0.1モル)及びDELOXA
N HK-I 732mgを予め装入する(Rh−含分1重量
%、粒度0.1〜0.3mm;トリメトキシシラン量に
対して、600重量ppmのRh−濃度)。反応器を、
撹拌下で135℃まで加熱する。その際、内圧が6バー
ルまで上昇する。反応時間6時間の後に、反応器を室温
まで冷却し、かつ粗製生成物から濾過により触媒を分離
除去する。ガスクロマトグラムにより算出された反応率
は、アリルアミンが88%及びトリメトキシシランが>
99%である。アミノプロピルトリメトキシシラン−形
成(γ+β−生成物)の選択率は50.2%である。γ
−/β−位置異性体のモル比は、42:1である。
Claims (9)
- 【請求項1】 一般式: R2R3NCH2CHR4CH2Si(OR)3-n(R1)n (I) のアミノプロピルアルコキシシランの製法において、一
般式: HSi(OR)3-n(R1)n (II) のヒドロゲンシランと、一般式: R2R3NCH2CR4=CH2 (III) のアミン[式中、R及びR1は、1〜8個のC−原子を
有するアルキル基であり、並びにnは0であるか、又は
1又は2であり、かつR2及びR3は、水素、1〜8個の
C−原子を有するアルキル基及び/又は3〜8個のC−
原子を有するω−アルケニル基であり、かつR4は、水
素又は1〜8個のC−原子を有するアルキル基である]
とを、有機リン−リガンドを有するロジウム錯体−触媒
の存在下で反応させる場合に、反応を、成形されたオル
ガノシロキサンモノフェニルホスフィン−リガンドを有
するポリマーのロジウム錯体−触媒の存在下に実施する
ことを特徴とする、一般式Iのアミノプロピルアルコキ
シシランの製法。 - 【請求項2】 0.05〜0.6mmの粒度を有する成
形されたポリマーのロジウム錯体−触媒を使用する、請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 0.1〜3.0重量%のロジウム−含分
を有する、成形されたポリマーのロジウム錯体−触媒を
使用する、請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 反応の際に使用されるロジウム−濃度
は、使用ヒドロゲンシラン成分(II)の量に対して、
50〜1000重量ppmである、請求項1から3のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 反応を、90〜180℃の温度で行う、
請求項1から4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 ヒドロゲンシラン(II)として、トリ
アルコキシシランを使用する、請求項1から5のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項7】 アミン(III)として、アリルアミン
を使用する、請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 反応を、溶剤を用いずに実施する、請求
項1から7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 反応を、反応成分に対して不活性な有機
溶剤又は溶剤混合物の存在下で実施する、請求項1から
8のいずれかに記載の方法。
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