PT1339727E - Processo para preparação de amino-organosilanos primários - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE AMINO-ORGANOSILANOS PRIMÁRIOS"
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se a um processo para preparação de amino-organosilanos primários. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo para preparação de um amino-organosilano primário através da reacção catalizada de um ciano-organosilano com hidrogénio.
No documento de patente U.S. n° 5117024 é descrito um processo do tipo mencionado anteriormente. De acordo com esse processo, faz-se reagir um ciano-organosilano com hidrogénio gasoso na presença de um catalisador de cobalto imobilizado, a uma temperatura de cerca de 100 °C a 200 °C e um excesso de pressão que varia de cerca de 1,4 MPa a 14 MPa (200 psig a 2000 psig). O processo pretende providenciar uma selectividade quantitativa próxima do amino-organosilano pretendido sem produção de cloreto de hidrogénio e sem adição de amónia e sistemas de solventes como nos processos conhecidos até essa data.
Uma desvantagem significativa do processo para preparação de amino-organosilanos primários descrito na patente U.S n° 5117024 reside na utilização de um catalisador de cobalto imobilizado. Tal catalisador é tipicamente fornecido num estado inactivo, i .e., as particulas de cobalto estão cobertas com uma 1 camada de óxido, de modo a reduzir o risco de combustão espontânea do metal num ambiente que contenha oxigénio, tal como o ar. Antes do catalisador poder ser utilizado, deve ser activado, geralmente através de uma redução com hidrogénio a temperaturas razoavelmente altas, e. g. 500 °C e até superiores.
Em "Sintese de 3-aminopropiltrietoxisilano através de hidrogenação catalítica de 2-cianoetiltrietoxisilano" (Appl. Organometal. Chem. 14, 160-163 (2000)) também é divulgada a hidrogenação deste composto cianosilano específico com um catalisador de cobalto imobilizado em sílica. A modificação do catalisador com carbonato de potássio aumenta a eficácia de reacção. O pedido de patente japonês JP-A-63 077 886 refere-se a 3-aminopropilsilanos substituídos por 2,2,2-trifluoroetoxilo que são obtidos através da reacção de 2,2,2-trifluoroetanol com os ciano-compostos correspondentes seguido de uma redução com hidrogénio na presença de e. g. catalisadores de cobalto num autoclave.
RESUMO DA INVENÇÃO
De acordo com a presente invenção, é proporcionado um processo para a preparação de um amino-organosilano primário que compreende a reacção de um ciano-organosilano com hidrogénio, sob condições de hidrogenação e na ausência substancial de água, na presença de uma quantidade cataliticamente efectiva de uma cobalto esponjoso para produzir o amino-organosilano primário.
Em contraste com o processo que emprega um catalisador de 2 cobalto inactivo, que se crê ser o caso do processo descrito na patente U.S. n° 5117024, discutido supra, não há necessidade de activar o catalisador de cobalto esponjoso empregue no processo desta invenção. Assim sendo, o processo desta invenção utiliza o catalisador directamente e sem necessidade de um tratamento prévio, o que só traria complexidade e despesa ao processo.
DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS O reagente ciano-organosilano de partida, daqui em diante, é, de um modo preferido, um que possua a fórmula geral
rS Si R2 CN em cujo caso, o produto amino-organosilano primário se conformará à fórmula geral
Rx3 Si R2 CH2NH2 em que cada grupo R1 é independentemente seleccionado do grupo consistindo de radicais alquilo ou alcoxilo desde 1 a cerca de 10 átomos de carbono, e R2 é um radical hidrocarboneto divalente desde 1 a cerca de 20 átomos de carbono. O radical R1 pode ser, por exemplo, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, terc-butilo, iso-butilo, pentilo, dodecilo, metoxilo, etoxilo, propoxilo, isopropoxilo, butoxilo, fenilo e fenoxilo. R1 é, de um modo preferido, seleccionado do grupo consistindo de metilo, metoxilo, etilo e etoxilo. 3 0 radical divalente R2 pode ser, por exemplo, um radical divalente de um alcano, cicloalcano, ou um composto aromático ou aral-alcano. Assim sendo, o radical divalente R2 pode ser, por exemplo, um grupo alquileno linear ou ramificado tal como metileno, etileno, 1,2-propileno, 1,3-propileno, 2-metil-l,3-propileno, 3-metil-l,3-propileno, 3,3-dimetil-l,3-propileno, etilideno ou isopropilideno, um grupo cicloalquileno tal como ciclo-hexileno ou ciclo-heptileno, um grupo arileno tal como fenileno, tolileno, xilileno ou naftileno, ou o grupo divalente -C6H4-R3- no qual R3 é metileno, etileno, propileno, etc.
Exemplos de ciano-organosilanos que podem ser hidrogenados pelo processo da presente invenção incluem 2-cianoetiltrimetilsilano, 2-cianoetilmetildimetoxisilano, 2-cianoetildimetilsilano, 2-cianoetiltrietoxisilano, 2- cianoetilfenimetilsilano, 3- cianometiltrietoxisilano, 3-cianopropilmetildimetilsilano 3-cianopropilmetildimetoxisilano. 2-cianoetildimetilmetoxisilano, 2-cianoetiltrimetoxisilano, 2-cianoetildimetoxilsilano, 2-cianoetildimetiletoxisilano, 2-cianoetilfenilmetoxisilano, 3-cianopropiltrimetilsilano, e A reacção do ciano-organosilano de partida com hidrogénio na presença de um catalisador de cobalto esponjoso para proporcionar o amino-organosilano primário desejado, de acordo com esta invenção, pode ser realizada em reactores de alta pressão convencionais e conhecidos. O reactor pode ser, por exemplo, um reactor do tipo leito fixo, leito agitado ou leito fluidizado. 0 processo pode ser conduzido como um processo descontinuo ou como um processo contínuo. É preferido o reactor de leito agitado. A reacção tende a ser rápida e é, geralmente, determinada pela quantidade de catalisador, a pressão do 4 reactor, temperatura de reacção e factores relacionados conhecidos pelos peritos na técnica. Em geral, tempos de residência desde cerca de 0,2 horas a cerca de 5,0 horas conduzem a resultados aceitáveis. Quando o processo é conduzido como um processo descontinuo, é, geralmente, preferido utilizar tempos de residência de cerca desde 0,5 a cerca de 3,0 horas acompanhados pela adição de hidrogénio à medida que é consumido pela reacção. É preferido, que o processo aqui descrito seja conduzido na presença de um excesso molar de hidrogénio, de um modo preferido, duas ou mais moles de hidrogénio por mole do reagente ciano-organosilano de partida seleccionado. Em geral, quanto maior a quantidade de hidrogénio presente, maior é a velocidade de reacção. Portanto, num modo preferido de conduzir o processo, hidrogénio é adicionado em excesso, numa concentração suficiente para manter a pressão no interior do reactor dentro do intervalo de entre cerca de 1,4 MPa a cerca de 14 MPa (200 psig a 2000 psig) e, de um modo mais preferido, dentro do intervalo de entre cerca de 3,4 MPa a cerca de 6,9 MPa (500 psig a 1000 psig), uma vez que estas pressões permitem a utilização de reactores de alta pressão normais. O presente processo pode ser conduzido convencionalmente a uma temperatura que varia de entre cerca de 50 °C a cerca de 250 °C e, de um modo preferido, de entre cerca de 100 °C a cerca de 200 °C. O catalisador de cobalto esponjoso empregue no processo desta invenção pode ser convenientemente seleccionado entre vários tipos disponiveis comercialmente, e. g., Raney7 cobalt, tipo 2724 de W. R. Grace e Co-0138P de Englehard Corp. Se 5 desejado e para aplicações particulares, o cobalto esponjoso pode ser combinado com um ou mais outros componentes cataliticamente activos, e. g., um ou mais metais do grupo 6B e/ou 8B da Tabela Periódica de Elementos tal como o crómio, niquel e/ou ferro. Estes metais podem ser combinados com o catalisador de cobalto esponjoso, empregando qualquer método convencional conhecido tal como o "doping". A quantidade de catalisador de cobalto esponjoso empregue no processo desta invenção, pode variar largamente desde que, certamente, esteja presente uma quantidade cataliticamente efectiva do catalisador. Quantidades úteis do catalisador de cobalto esponjoso podem variar desde cerca de 0,05 a cerca de 20 por cento em peso e, de um modo preferido, desde cerca de 0,5 a cerca de 1 por cento em peso, com base no peso do reagente ciano-organosilano. É conveniente adicionar o catalisador de cobalto esponjoso ao reactor sob a forma de pasta, e. g., numa quantidade do produto amino-organosilano primário pretendido. Embora o ciano-organosilano de partida também possa ser utilizado para este fim, é preferível não o fazer uma vez que a sua presença pode provocar uma certa tendência da funcionalidade ciano em adulterar o catalisador. A presença de água líquida e/ou vapor de água deve ser substancialmente evitada uma vez que a água tem tendência em provocar a polimerização de alguns produtos amino-organosilano primários em polisiloxano. É, pois, vantajoso purgar o reactor, uma vez selado, com um gás inerte tal como o azoto para remover substancialmente toda a água que possa estar presente. 6 0 processo desta invenção pode, se desejado, ser conduzido na presença de um solvente orgânico, uma vez que a utilização de um solvente orgânico pode aumentar a velocidade e/ou o rendimento do processo sem, no entanto, afectar significativamente a sua selectividade para o amino-organosilano primário desejado. 0 solvente orgânico pode ser um solvente polar ou não-polar com um solvente polar, por exemplo, sendo preferido um alcanol tal como metanol, o etanol, o propanol ou o isopropanol,. Quando for utilizado um solvente alcanol, é preferido que o alcanol corresponda a qualquer grupo(s) alcoxilo R1 que possam estar presente(s) no reagente ciano-organosilano de partida, de modo a minimizar ou evitar uma transesterificação. Assim sendo, quando o ciano-organosilano de partida contém um ou mais grupos metoxilo (e. g., como no caso dos reagentes 2-cianoetildimetilmetoxisilano, 2-cianoetilmetildimetoxisilano, 2-cianoetilfenilmetoxisilano e 3-cianopropilmetildimetoxisilano), o solvente alcanol escolhido seria o metanol. Quando o processo é conduzido como um processo descontinuo, é preferido que o solvente esteja presente de cerca de 5 a cerca de 50 por cento em peso, e de um modo preferido de cerca de 10 a cerca de 20 por cento em peso, do total da mistura reaccional. Quando o processo é conduzido como um processo continuo e um solvente é utilizado, o reagente ciano-organosilano de partida pode ser diluido no solvente com o ciano-organosilano compreendendo de cerca de 50 a cerca de 95 por cento em peso e, de um modo preferido, de cerca de 80 a cerca de 90 por cento em peso, do liquido de alimentação do reactor. É vantajoso conduzir o processo desta invenção na presença de uma base substancialmente anidra, e. g., um alcóxido de metal alcalino tal como metóxido de litio, etóxido de litio, metóxido de sódio, etóxido de sódio, metóxido de potássio, etóxido de 7 potássio, amoníaco anidro, suas combinações e semelhantes, para suprimir ou inibir a produção de amino-organosilanos secundários. Destas bases, são preferidos os alcóxidos de metais alcalinos. Em geral, a quantidade de base adicionada pode variar de cerca de 0,01 a cerca de 1 por cento em peso e, de um modo preferido, de cerca de 0,05 a cerca de 0,1 por cento em peso, com base no peso do catalisador de cobalto esponjoso. Quando se utiliza um alcóxido para o fim supra mencionado, um solvente, e. g., o alcanol da família do alcóxido, pode ser convenientemente utilizado com um veículo para incorporar o alcóxido de metal alcalino no meio de reacção. Assim sendo, e. g., metóxido de lítio pode ser adicionado sob a forma de solução em metanol, etóxido de sódio como uma solução em etanol, etc. Quando pelo menos um grupo R1 no reagente ciano-organosilano de partida é um grupo alcoxilo, de modo a minimizar ou a evitar uma transesterificação, é preferível utilizar um alcóxido de metal alcalino correspondendo ao grupo alcoxilo e, como solvente para o alcóxido, o alcanol correspondente. Assim sendo, e. g., quando pelo menos um grupo R1 é um grupo metoxilo, o alcóxido preferido será uma solução de um metóxido de metal alcalino tal como metóxido de lítio, metóxido de sódio ou o metóxido de potássio, em metanol.
Como declarado anteriormente, também é um aspecto particular desta invenção a preparação de um amino-organosilano primário através da reacção catalizada de um ciano-organosilano com hidrogénio sob condições substancialmente anidras na presença de qualquer catalisador adequado, e. g., catalisador de cobalto esponjoso como descrito previamente ou o catalisador de cobalto imobilizado Patente U.S. n°5117024, e na presença do mencionado alcóxido de metal alcalino para inibir ou suprimir a formação de amino-organosilanos secundários. Opcionalmente, esta reacção pode empregar, adicionalmente, uma base substancialmente anidra diferente, tal como o amoniaco anidro, para contribuir para a supressão da formação de aminas secundárias. O produto amino-organosilano primário produzido pode ser recuperado através de qualquer processo, conhecido ou convencional, para separar misturas liquido-sólido e misturas de líquidos, por exemplo, filtração e/ou destilação.
Amino-organosiianos processo presente processo incluem, por exemplo, 3-aminopropiltrimetilsilano, 3-aminopropildimetilmetoxisilano, 3-aminopropilmetildimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropildimetilsilano, 3-aminopropildimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, 3-aminopropildimetiletoxisilano, 3- aminopropilfenilmetilsilano, 3-aminopropilfenilmetoxisilano, 2-aminoetiltrietoxisilano, 4-aminobutiltrimetilsilano, 4- aminobutildimetilsilano e 4-aminobutilmetildimetoxisilano.
Os exemplos seguintes são ilustrativos do processo da presente invenção para obtenção de amino-organosilanos primários. EXEMPLO 1
Colocaram-se 1000 g de cianoetiltrimetoxisilano destilado num autoclave de 2 litros equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um tubo de amostragem para recolha de amostras. Combinou-se uma pasta de 7,1 g de catalisador de cobalto (W.R. Grace, Raney® cobalt, tipo 2724) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi 9
Specialities, Silquest® A-1110 Silane) com 0,6 mL de uma solução a 25% de metóxido de sódio em metanol (Aldrich Chemical Co.) e agitou-se durante 1 hora, antes de se adicionar ao reactor. Após a adição da pasta catalítica, o reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. 0 reactor foi, então, pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio e aquecido até 145 °C, com agitação. Deixou-se proceder a reacção durante cinco horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela 1 seguinte:
TABELA I
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Compostos Pesados não-eluídos (% em peso) 1 73, 7 22, 6 0,41 0,49 2 46, 0 49, 9 0,83 0,5 3 23, 7 72,1 1,48 0,5 4 8,5 85, 5 1,9 0,2 5 1,47 88,8 1,1 5, 9
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária = Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina 10 EXEMPLO 2
Colocaram-se 1000 g de cianoetiltrimetoxisilano destilado num autoclave de 2 litros equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um tubo de amostragem para recolha de amostras. Combinou-se uma pasta de 2,5 g de catalisador de cobalto esponjoso (W.R. Grace, Raney® cobalt, tipo 2724) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi Specialities, Silquest® A-1110 Silane) com 0,5 mL de uma solução 1 M de metóxido de litio em metanol (Aldrich Chemical Co.) e agitou-se durante 1 hora, antes de se adicionar ao reactor. O reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. O reactor foi, então, pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio e aquecido até 145 °C, com agitação. Deixou-se proceder a reacção durante três horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela II seguinte: 11
TABELA II
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Compostos Pesados não-eluídos (% em peso) 0,5 92,0 5,77 0 0 1 77,7 16, 9 3, 44 0 1,5 58, 6 31, 6 6, 98 0 2 33,3 54,8 8,5 0,7 LO CM 7, 9 79, 0 9, 98 0,3 3 1, 9 86, 8 10,17 0
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária = Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina EXEMPLO 3
Colocaram-se 500 g de cianoetiltrimetoxisilano destilado e uma pasta de 1,5 g de catalisador de cobalto esponjoso (W.R. Grace, Raney® cobalt, tipo 2724) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi Specialities, Silquest® A-1110 Silane) num autoclave Parr de 1 litro equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um tubo de amostragem para recolha de amostras. O reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. O reactor foi, então, pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio e aquecido até 160 °C, com agitação. Deixou-se proceder a reacção durante três horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de 12 arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela III seguinte:
TABELA III
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Compostos Pesados não-eluidos (% em peso) LO O 89, 8 5,78 1,2 0 1 72,056 16,25 5, 8 2,9 1,5 56, 1 26,25 9,5 4,5 2 34,4 43, 5 13, 7 5, 6
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária = Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina EXEMPLO 4
Colocaram-se 1106 g de cianoetiltrimetoxisilano e uma pasta de 6,0 g de catalisador de cobalto esponjoso (W.R. Grace, Raney® cobalt, tipo 2724) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi Specialities, Silquest® A-1110 Silane) num autoclave de 2 litros equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um tubo de amostragem para recolha de amostras. O reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. O 13 reactor foi, então, pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio e aquecido até 150 °C, com agitação. Deixou- se proceder a reacção durante três horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela IV seguinte:
TABELA IV
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Composto Pesados não-eluidos (% em peso) LO O 59, 461 31,77 2,38 3,4 1 1,804 82,14 7,38 6, 3 1,5 1,506 82,15 10,5 4,17
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária = Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina EXEMPLO 5
Colocaram-se 1000 g de cianoetiltrimetoxisilano destilado e uma pasta de 3,1 g de catalisador de cobalto esponjoso não activado (W.R. Grace, Raney® cobalt, tipo 2724) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi Specialities, Silquest® A-1110 Silane) num autoclave de 2 litros equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um 14 tubo de amostragem para recolha de amostras, com agitação. 0 reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. Em seguida, adicionaram-se 30,4 g de amoníaco anidro e, depois, a pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio. O reactor foi então aquecido até 154 °C, e a velocidade de agitação foi aumentada até 1000 rpm. Deixou-se proceder a reacção durante três horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela V seguinte:
TABELA V
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Compostos Pesados não-eluídos (% em peso) LO O 88,0 10,5 0,33 0 1 71,0 25, 8 1,6 0 2 32,75 62,0 2,2 1,0 3 6,1 89, 8 1,9 0,5
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária = Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina 15 EXEMPLO 6
Colocaram-se 989 g de cianoetiltrimetoxisilano destilado num autoclave de 2 litros equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um tubo de amostragem para recolha de amostras. Combinou-se uma pasta de 6,5 g de catalisador de cobalto esponjoso (W.R. Grace, Raney® cobalt, tipo 2724) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi Specialities, Silquest® A-1110 Silane) com 0,5 mL de uma solução a 25% de metóxido de sódio em metanol (Aldrich
Chemical Co.) e agitou-se durante uma hora, antes de se adicionar ao reactor. O reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. Em seguida, adicionaram-se 42,3 g de amoníaco anidro e, depois, pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio. O reactor foi então aquecido até 160 °C, e a velocidade de agitação foi aumentada até 1000 rpm. Deixou-se proceder a reacção durante três horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela VI seguinte: 16
TABELA VI
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Compostos pesados não-eluidos (% em peso) LO O 86, 98 18,047 0 0 1 22,3 77 0 0 1,5 2,45 94 1 0
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária =Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina EXEMPLO 7
Colocaram-se 1022 g de cianoetiltrimetoxisilano destilado num autoclave de 2 litros equipado com um agitador magnético, uma serpentina para arrefecimento e um tubo de amostragem para recolha de amostras. Adicionou-se uma pasta de 2 g de catalisador de cobalto esponjoso (Engelhard Corp.,) em 10 mL de 3-aminopropiltrimetoxisilano (Crompton Corp./OSi Specialities, Silquest® A-1110 Silane). O reactor foi selado, purgado com azoto e depois foi pressurizado, duas vezes, com hidrogénio a 1,4 MPa (200 psig) e despressurizado até à pressão atmosférica. Em seguida, adicionaram-se 29,3 g de amoniaco anidro ao reactor selado e, depois, pressurizado a 3,4 MPa (500 psig) com hidrogénio. 0 reactor foi então aquecido até 160 0) u 0 a velocidade de agitação foi aumentada até 1000 rpm. Deixou- •se proceder a reacção durante três horas ou até que o consumo de hidrogénio parecesse ter terminado, antes de arrefecer até à temperatura ambiente, despressurizar e descarregar o conteúdo do 17 reactor. Foram retiradas amostras periodicamente durante a reacção, com o progresso da reacção sendo ilustrado pela tabela VII seguinte:
TABELA VII
Tempo (h) Nitrilo (% em peso) Amina primária (% em peso) Amina secundária (% em peso) Compostos Pesados não-eluidos (% em peso) LO O 9 6,6 2 0 0 1 84,7 10, 6 2,2 0 LO \—1 68,7 21, 95 2,2 0 2 52,431 33, 6 1,1 0 3 7,77 74,2 10,2 0
Nitrilo = cianoetiltrimetoxisilano
Amina primária = 3-aminopropiltrimetoxisilano
Amina secundária = Bis-[3-(trimetoxisilil)propil]amina
Lisboa, 21 de Setembro de 2006 18
Claims (19)
- REIVINDICAÇÕES 1. Processo para preparação de um amino-organosilano primário que compreende a reacção de um ciano-organosilano com hidrogénio sob condições de hidrogenação e na ausência substancial de água, na presença de uma quantidade cataliticamente efectiva de cobalto esponjoso para produzir o amino-organosilano primário.
- 2. Processo da reivindicação 1 em que o ciano-organosilano possui a fórmula geral rS Si r2 cn e o produto amino-organosilano primário possui a fórmula RS Si R2 CH2NH2 em que, cada grupo R1 é independentemente seleccionado do grupo consistindo de radicais alquilo e alcoxilo desde 1 a cerca de 10 átomos de carbonos, e R2 é um radical hidrocarboneto divalente desde 1 a cerca de 20 átomos de carbono.
- 3. Processo da reivindicação 2, em que, cada radical R1 é independentemente seleccionado do grupo consistindo em metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, terc-butilo, iso-butilo, pentilo, dodecilo, metoxilo, etoxilo, propoxilo, isopropoxilo, butoxilo, fenilo e fenoxilo e o radical R2 é independentemente seleccionado do grupo consistindo em metileno, etileno, 1,2-propileno, 1,3- 1 4 . propileno, 2-metil-l,3-propileno, 3-metil-l,3-propileno, 3,3-dimetil-l,3-propileno, etilideno ou isopropilideno, ciclo-hexileno, ciclo-heptileno, fenileno, tolileno, xilileno ou naftileno e o radical divalente -C6H4-R3- em que, R3 é metileno, etileno ou propileno. em que o ciano-organosilano é grupo consistindo em 2-cianoetildimetilmetoxisilano, 2-cianoetiltrimetoxisilano, 2-cianoetildimetoxilsilano, 2-cianoetildimetiletoxisilano, 2-cianoetilfenilmetoxisilano, 3-cianopropiltrimetilsilano, e Processo da reivindicação 1 seleccionado do 2-cianoetiltrimetilsilano, 2-cianoetilmetildimetoxisilano, 2-cianoetildimetilsilano, 2-cianoetiltrietoxisilano, 2- cianoetilfenimetilsilano, 3- cianometiltrietoxisilano, 3-cianopropilmetildimetilsilano 3-cianopropilmetildimetoxisilano.
- 5. Processo da reivindicação 1, em que a reacção é conduzida na presença de um excesso molar de hidrogénio num excesso de pressão desde cerca de 1,4 MPa a cerca de 14,5 MPa (200 psig a 2100 psig) e a uma temperatura desde cerca de 50 °C a 250 °C.
- 6. Processo da reivindicação 1, em que é empregue desde cerca de 0,05 a cerca de 20 por cento em peso de catalisador de cobalto esponjoso, com base no peso do ciano-organosilano.
- 7. Processo da reivindicação 1, em que é empregue desde cerca de 0,5 a cerca de 1 por cento em peso de catalisador de cobalto esponjoso, com base no peso do ciano-organosilano. 2
- 8. Processo da reivindicação 1, em que o catalisador de cobalto esponjoso é adicionado sob a forma de pasta numa quantidade formadora de pasta do produto amino-organosilano desej ado.
- 9. Processo da reivindicação 1, conduzido na presença de um solvente para o ciano-organosilano.
- 10. Processo da reivindicação 9, em que o solvente é um solvente polar.
- 11. Processo da reivindicação 2, conduzido na presença de um solvente para o ciano-organosilano.
- 12. Processo da reivindicação 11, em que, pelo menos um grupo R1 do ciano-organosilano é um grupo alcoxilo.
- 13. Processo da reivindicação 12, em que o solvente para o ciano-organosilano é um alcanol correspondendo ao grupo alcoxilo R1 do ciano-organosilano.
- 14. Processo da reivindicação 1, conduzido na presença de uma base anidra.
- 15. Processo da reivindicação 14, em que a base anidra é um alcóxido de metal alcalino.
- 16. Processo da reivindicação 15, em que o alcóxido de metal alcalino é seleccionado do grupo consistindo em metóxido de litio, etóxido de litio, metóxido de sódio, etóxido de sódio, metóxido de potássio e etóxido de potássio. 3
- 17. Processo da reivindicação 1,5 em que o alcóxido de metal alcalino é proporcionado como uma sua solução num solvente.
- 18. Processo da reivindicação 15, em que o alcóxido de metal alcalino é proporcionado como uma sua solução no alcanol correspondendo ao do alcóxido.
- 19. Processo da reivindicação 2, conduzido na presença de um alcóxido de metal alcalino, em que, pelo menos, um grupo R1 do ciano-organosilano é um grupo alcoxilo e a unidade alcóxido do alcóxido de metal alcalino corresponde ao grupo alcoxilo R1.
- 20. Processo da reivindicação 19, em que o alcóxido de metal alcalino é proporcionado como uma sua solução no alcanol correspondendo ao do alcóxido. Lisboa, 21 de Setembro de 2006 4
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