RU2434015C1 - Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes - Google Patents

Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes Download PDF

Info

Publication number
RU2434015C1
RU2434015C1 RU2010107223/04A RU2010107223A RU2434015C1 RU 2434015 C1 RU2434015 C1 RU 2434015C1 RU 2010107223/04 A RU2010107223/04 A RU 2010107223/04A RU 2010107223 A RU2010107223 A RU 2010107223A RU 2434015 C1 RU2434015 C1 RU 2434015C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbodiimide
trimethylsilyl
bis
producing
synthesis
Prior art date
Application number
RU2010107223/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александра Владимировна Гаврилова (RU)
Александра Владимировна Гаврилова
Виктор Дмитриевич Шелудяков (RU)
Виктор Дмитриевич Шелудяков
Алексей Дмитриевич Кирилин (RU)
Алексей Дмитриевич Кирилин
Павел Аркадьевич Стороженко (RU)
Павел Аркадьевич Стороженко
Марина Геннадьевна Шамина (RU)
Марина Геннадьевна Шамина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова"
Priority to RU2010107223/04A priority Critical patent/RU2434015C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2434015C1 publication Critical patent/RU2434015C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to synthesis of organosilicon oligomers with a carbodiimide structure, which are common precursors during production of porous ceramic materials. Disclosed is a method for synthesis of oligoorganosilyl carbodiimides via polycondensation of 2.5-3.0-fold excess N,N'-bis(trimethylsilyl)-carbodiimide with organochlorosilanes in the presence of a catalyst. ^ EFFECT: thorough binding of terminal chlorine atoms into removable products at the pyrolysate devolatilisation step in a vacuum. ^ 1 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области получения кремнефункциональных органических соединений общей формулы (I)The present invention relates to the field of obtaining silicofunctional organic compounds of General formula (I)

Figure 00000001
Figure 00000001

Карбодиимиды (I) являются общепринятыми прекурсорами при получении пористых керамических материалов с жестко определенной группой атомов Si-N-C-N, обеспечивающие управляемый процесс стадийного перехода форполимер - полимер сетчатой структуры - деорганилированный пиролизат

Figure 00000002
- продукты финишной керамизации (кальцинирования) до безоксидной пористой керамики, сохраняющей в структуре композита карбодиимидные
Figure 00000003
и изомерные цианамидные
Figure 00000003
группировки [Riedel, R. Non-oxide silicon-based ceramics from novel silicon polymers / R. Riedel, A. Kienzle, M. Frieb in book Applications of organometallic chemistry in the preparation and processing of advanced materials [Ed. J.F. Harrod, R.M. Line. - France]. Nato asi Series, Ser.E: Appl.Sci. - Vol.297. - Kluwer Acad. PubL, Dordrecht / Boston / London, 1995. - P.155-171].Carbodiimides (I) are generally accepted precursors in the preparation of porous ceramic materials with a well-defined group of Si-NCN atoms, which provide a controlled process of a stepwise transition of the prepolymer - network polymer - deorganized pyrolyzate
Figure 00000002
- products of finishing ceramization (calcination) to an oxide-free porous ceramic that retains carbodiimide in the composite structure
Figure 00000003
and isomeric cyanamide
Figure 00000003
groupings [Riedel, R. Non-oxide silicon-based ceramics from novel silicon polymers / R. Riedel, A. Kienzle, M. Frieb in book Applications of organometallic chemistry in the preparation and processing of advanced materials [Ed. JF Harrod, RM Line. - France]. Nato asi Series, Ser.E: Appl.Sci. - Vol. 297. - Kluwer Acad. PubL, Dordrecht / Boston / London, 1995. - P.155-171].

Качество образующихся смесей карбида, нитрида и карбонитрида определяет и качество изделий на их основе. Для обеспечения высокого уровня технических показателей безоксидных порошков процесс на всех стадиях технологического передела ведут в атмосфере инертного газа и, что не менее важно, стремятся максимально полно исключить из процесса примеси хлора, который может привноситься со стадии неидеального по полноте процесса каталитического пересилилирования исходного N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида диорганодихлорсиланами.The quality of the resulting mixtures of carbide, nitride and carbonitride determines the quality of products based on them. To ensure a high level of technical parameters of oxide-free powders, the process at all stages of the technological redistribution is carried out in an inert gas atmosphere and, no less important, they strive to exclude as much as possible chlorine impurities from the process, which can be introduced from the stage of non-perfect completeness of the catalytic re-alkylation of the initial N, N 'bis (trimethylsilyl) carbodiimide diorganodichlorosilanes.

Известен способ получения олигоорганокарбодиимидосиланов путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с органохлорсиланами в присутствии катализатора [Riedel, R. The first crystalline solids in the ternary Si-C-N system / R. Riedel, A. Greiner, G. Mieche // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 1997. - V.36. - №6. - P.603-606].A known method of producing oligoorganocarbodiimidosilanes by polycondensation of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide with organochlorosilanes in the presence of a catalyst [Riedel, R. The first crystalline solids in the ternary Si-CN system / R. Riedel, A. Greiner, G. Mieche / / Angew. Chem. Int. Ed. Engl. - 1997. - V.36. - No. 6. - P.603-606].

Figure 00000004
Figure 00000004

Недостатком этого метода является: длительность и необходимость удаления концевых атомов хлора.The disadvantage of this method is: the duration and the need to remove terminal chlorine atoms.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полиорганосилилкарбодиимидов путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с кремнийорганическими соединениями - органохлорсиланами - в присутствии катализатора и органосилазанов.The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing polyorganosilylcarbodiimides by polycondensation of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide with organosilicon compounds - organochlorosilanes - in the presence of a catalyst and organosilazanes.

Figure 00000005
Figure 00000005

[Колесникова, А.Б. Синтез и модификация полисилилкарбодиимидов / А.Б. Колесникова, М.Ю. Митрофанов, Е.А. Грузинова, A.M. Музафаров // Высокомолекулярные соединения. - Серия А. - 2007. - Т.49. - №9. - С.1628-1634].[Kolesnikova, A.B. Synthesis and modification of polysilylcarbodiimides / A.B. Kolesnikova, M.Yu. Mitrofanov, E.A. Gruzinova, A.M. Muzafarov // High-molecular compounds. - Series A. - 2007. - T. 49. - No. 9. - S.1628-1634].

Недостатком данного метода является длительность процесса и необходимость удаления концевых атомов хлора органосилазанами.The disadvantage of this method is the length of the process and the need to remove terminal chlorine atoms by organosilazanes.

Техническим результатом настоящего изобретения является сокращение стадий синтеза и исключение образования концевых атомов хлора в конечном олигоорганокарбодиимидосилане.The technical result of the present invention is the reduction of the stages of synthesis and the elimination of the formation of terminal chlorine atoms in the final oligoorganocarbodiimidosilane.

Технический результат достигается путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с органохлорсиланами при нагревании в присутствии катализатора до прекращения выделения низкомолекулярных продуктов и последующим вакуумированием. Процесс проводят с 2,5-3,0-кратным избытком N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида.The technical result is achieved by polycondensation of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide with organochlorosilanes when heated in the presence of a catalyst until the release of low molecular weight products is stopped and then evacuated. The process is carried out with a 2.5-3.0-fold excess of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide.

Figure 00000006
Figure 00000006

Пример 1Example 1

В колбу, снабженную термометром, головкой полной конденсации и непрерывной подачей азота, загрузили 57,2 г (0,31 моля) N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида и 15,5 г (0,12 моля) диметилдихлорисилана. Реакционную массу нагревали до прекращения выделения триметилхлорсилана, вакуумировали для полного удаления низкокипящих продуктов и выделяли олигодиметилсилилкарбодиимид. ИК-спектр (ν, см-1): 2140-2180 (C=N). Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 0,21 (с, 32Н, SiCH3). Найдено, %: С 41.13; Н 5.21; N 23.82; Cl 0. M 544. C19H32N10S16. Вычислено, %: С 40.10; Н 5.70; N 24.62. M 596.57.2 g (0.31 mol) of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide and 15.5 g (0.12 mol) of dimethyldichlorosilane were charged into a flask equipped with a thermometer, a complete condensation head and a continuous supply of nitrogen. The reaction mass was heated until the release of trimethylchlorosilane was stopped, evacuated to completely remove low boiling products, and oligodimethylsilylcarbodiimide was isolated. IR spectrum (ν, cm -1 ): 2140-2180 (C = N). 1 H NMR spectrum, δ, ppm: 0.21 (s, 32H, SiCH 3 ). Found,%: C 41.13; H 5.21; N, 23.82; Cl 0. M 544. C 19 H 32 N 10 S 16 . Calculated,%: C 40.10; H 5.70; N, 24.62. M 596.

Пример 2Example 2

В колбу, снабженную термометром, головкой полной конденсации и непрерывной подачей азота, загрузили 44,5 г (0,24 моля) N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида и 18,3 г (0,096 моля) метилфенилдихлорсилана. Реакционную массу нагревали до прекращения выделения триметилхлорсилана, вакуумировали для полного удаления низкокипящих продуктов и выделяли олигометилфенилсилилкарбодиимид. ИК-спектр (ν, см-1): 2140-2180 (C=N). Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0,21 (с, 30Н, SiCH3). Найдено, %: С 56.94; Н 5.71; N 16.82; Cl 0. M 803. C39H40N10S16. Вычислено, %: С 56.62; Н 6.09; N 16.93. М 827.3.A flask equipped with a thermometer, a complete condensation head and a continuous supply of nitrogen was charged with 44.5 g (0.24 mol) of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide and 18.3 g (0.096 mol) of methyl phenyl dichlorosilane. The reaction mass was heated until the release of trimethylchlorosilane was stopped, evacuated to completely remove low boiling products, and oligomethylphenylsilylcarbodiimide was isolated. IR spectrum (ν, cm -1 ): 2140-2180 (C = N). 1 H NMR spectrum, δ, ppm: 0.21 (s, 30H, SiCH 3 ). Found,%: C 56.94; H 5.71; N, 16.82; Cl 0. M 803. C 39 H 40 N 10 S 16 . Calculated,%: C 56.62; H 6.09; N, 16.93. M 827.3.

Аналогично были проведены остальные опыты (3-5), где в качестве исходных реагентов использовались метилдихлорсилан, метилвинилдихлорсилан, дифенилдихлорсилан (см. таблицу).The rest of the experiments were carried out similarly (3-5), where methyldichlorosilane, methylvinyl dichlorosilane, diphenyldichlorosilane were used as starting reagents (see table).

Физико-химические свойстваPhysicochemical properties № ппNo pp ИсходныйSource ИК-спектр,IR spectrum Mnвычисл. Mn Compute Брутто-Gross- Mnнайден. Mn found. органохлорсиланorganochlorosilane (ν, см-1)(ν, cm -1 ) формулаformula 1one Me2SiCl2 Me 2 SiCl 2 2140-21802140-2180 596596 C19H32N10Si6 C 19 H 32 N 10 Si 6 544544 22 MePhSiC2 MePhSiC 2 2140-21802140-2180 827.3827.3 C39H50N10Si6 C 39 H 50 N 10 Si 6 803803 33 MeHSiCl2 MeHSiCl 2 2140-21802140-2180 523523 C15H34N10Si6 C 15 H 34 N 10 Si 6 516516 4four MeVinSiCl2 MeVinSiCl 2 2140-21802140-2180 627.1627.1 C23H42N10Si6 C 23 H 42 N 10 Si 6 618618 55 Ph2SiCl2 Ph 2 SiCl 2 2140-21802140-2180 444.6444.6 C26H20N4Si2 C 26 H 20 N 4 Si 2 465465

Данное изобретение найдет применение при получении безхлорных олигоорганокарбодиимидосиланов, которые, в свою очередь, применяются при получении изоляционных покрытий и компонентов высокотемпературных изделий, а также используются при создании наноструктурных композиционных и керамических материалов.This invention will find application in the preparation of chlorine-free organo-carbocarbodiimidosilanes, which, in turn, are used in the manufacture of insulating coatings and components of high-temperature products, and are also used to create nanostructured composite and ceramic materials.

Claims (1)

Способ получения олигоорганосилилкарбодиимидов путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)-карбодиимида с органохлорсиланами при нагревании в присутствии катализатора до прекращения выделения низкомолекулярных продуктов и последующим вакуумированием, отличающийся тем, что процесс проводят с 2,5-3,0 кратным избытком N,N'-бис(триметилсилил)-арбодиимида. A method of producing oligoorganosilylcarbodiimides by polycondensation of N, N'-bis (trimethylsilyl) -carbodiimide with organochlorosilanes by heating in the presence of a catalyst until the evolution of low molecular weight products ceases and then evacuating, characterized in that the process is carried out with a 2.5-3.0 fold excess of N, N'-bis (trimethylsilyl) carbodiimide.
RU2010107223/04A 2010-02-27 2010-02-27 Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes RU2434015C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107223/04A RU2434015C1 (en) 2010-02-27 2010-02-27 Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107223/04A RU2434015C1 (en) 2010-02-27 2010-02-27 Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2434015C1 true RU2434015C1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45316681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010107223/04A RU2434015C1 (en) 2010-02-27 2010-02-27 Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434015C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Колесникова А.Б. и др. Синтез и модификация полисилилкарбодиимидов. Высокомолекулярные соединения. Серия А, 2007, т.49, №9, с.1628-1634. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0202170B1 (en) Polysilazane composition cross-linkable by hydrosilylation in the presence of a metal or metallic-compound catalyst
JPH037221B2 (en)
RU2291878C1 (en) Polycyclic poly- and copolyorganocyclocarbosiloxanes as preceramic templates for silicon-carbide-oxide ceramics
EP0235486B1 (en) Process for a two-step preparation of reticulated organopolysilazanes which possess enhanced thermal properties, in particular for use as a precursor for ceramics
EP0209472B1 (en) Process for the heat treatment of a polysilazane having sinh, si-h and unsaturated groups
EP0327773B1 (en) Polysiloxazanes, process for producing same and their use as precursors for ceramics and ceramic materials
EP0208630B1 (en) Process for treating a polysilazane having at least two =/- sih groups with a cationic catalyst
FR2577933A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF ORGANOPOLYSILAZANES AND ORGANOPOLY (DISILYL) SILAZANES WITH IMPROVED THERMAL STRENGTH AND USE THEREOF, ESPECIALLY AS A CERAMIC PRECURSOR
FR2611208A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF POLYORGANOSILAZANES AND CERAMIC MATERIALS BY DERIVING
JPH0363576B2 (en)
JPH01188531A (en) Polysilazane, its production, silicon nitride-containing ceramics material capable of produced therefrom and production thereof
JP2011516676A (en) Method for salt-free polymerization of silicon-boron-carbon-nitrogen ceramic and precursor compound, RnHal3-nSi-X-BRmHal2-m
JP2012506890A (en) Method for producing alkylchlorosilane by rearrangement reaction
RU2434015C1 (en) Method of producing oligoorganocarbodiimido silanes
FR2581386A1 (en) PROCESS FOR TREATING POLYORGANOSILAZANES AND / OR POLYORGANO (DISILYL) SILAZANES BY TREATING POLYORGANOSILAZANS BY A CATALYTIC SYSTEM COMPRISING A ION MINERAL SALT AND A COMPLEXING COMPOUND
US6093840A (en) Silylalkylboranes, oligo or polyborocarbosilazanes and silicon carbonitride ceramics
US5250648A (en) Preparation of organic silizane polymers and ceramic materials therefrom
JP2718617B2 (en) Method for producing polyorganosilane
FR2633301A1 (en) POLYSILAZANES, PROCESS FOR PREPARING THEM, THEIR USE AS PRECURSORS OF CERAMICS AND CERAMIC DISHES
CN111925386B (en) Preparation method of novel silicon carbide ceramic precursor
JPH05148366A (en) Preparation of silazane polymer and preparation of ceramic material from silazane polymer
Trommer et al. Disproportionation of chlorodisilanes containing vinyl, diethylamino or phenyl substituents
RU2125579C1 (en) Polycarbosilanes containing metallic clusters and process for preparing thereof
JP2005220261A (en) Boron-containing organosilazane polymer and method for producing the same and ceramic obtained therefrom
JP6800461B2 (en) Manufacturing method of silicon oxycarbide

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160228