RU2681218C2 - Способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов - Google Patents

Способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов Download PDF

Info

Publication number
RU2681218C2
RU2681218C2 RU2015118038A RU2015118038A RU2681218C2 RU 2681218 C2 RU2681218 C2 RU 2681218C2 RU 2015118038 A RU2015118038 A RU 2015118038A RU 2015118038 A RU2015118038 A RU 2015118038A RU 2681218 C2 RU2681218 C2 RU 2681218C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
general formula
eto
mol
meo
nash
Prior art date
Application number
RU2015118038A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015118038A (ru
RU2015118038A3 (ru
Inventor
Ральф МОЗЕР
Карен РЁБЕН
Штефани МАЙЕР
Original Assignee
Эвоник Дегусса Гмбх
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 Эвоник Дегусса Гмбх filed Critical Эвоник Дегусса Гмбх
Publication of RU2015118038A publication Critical patent/RU2015118038A/ru
Publication of RU2015118038A3 publication Critical patent/RU2015118038A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2681218C2 publication Critical patent/RU2681218C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/10Compounds having one or more C—Si linkages containing nitrogen having a Si-N linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages
    • C07F7/1872Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения карбамидсодержащих меркаптосиланов. Предложен способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы (I), где Rпредставляет собой одинаковые или различные C-Cалкоксигруппы, а R представляет собой одинаковые или различные неразветвленные насыщенные алифатические двухвалентные углеводородные группы с C-C, заключающийся в том, что хлорсилан общей формулы (II) подвергают взаимодействию с NaSH в C-Cспирте. Технический результат – предложенный способ позволяет избежать использования опасных для здоровья органических растворителей и исходных соединений и обеспечивает простую переработку продукта. 10 з.п. ф-лы, 3 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения карбамидсодержащих меркаптосиланов.
Из CAS 1082204-82-7, 1268617-33-9 и 104261-54-3 известны соединения формул
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
.
Из JP 2008-279736 A известны далее карбамидсодержащие силаны для нанесения покрытий.
Из DE 3424534 A1 известны N,N'- и N,N',N'-замещенные карбамидсодержащие силаны формулы
Figure 00000004
.
Такие силаны получают взаимодействием аминосоединения с галогенсиланом и цианатом щелочного металла в апротонном, полярном органическом растворителе, например диметилформамиде (ДМФ) или диметилсульфоксиде (ДМСО).
Из JP 2002-311574 известны далее порошковые покрытия, содержащие силаны формулы
R1-S-R2-NH-C(O)-NH-R3-Si(R4)m(OR5)3-m.
Из WO 99/55754 A1 известны светочувствительные смоляные составы, содержащие алкоксисиланы формулы
[(R1O)3-a(R2)aSi-R3-A-C(O)-B]m-X.
Недостаток известного способа получения силанов состоит в применении опасных для здоровья органических растворителей, например ДМФ или ДМСО, и исходных соединений, например KOCN или NaOCN. Еще один недостаток состоит в сложной и трудоемкой переработке продукта.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ, который в отличие от известных из уровня техники способов позволял бы избежать использования опасных для здоровья органических растворителей и исходных соединений и обеспечивал бы простую переработку продукта.
Объектом изобретения является в соответствии с этим способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I
Figure 00000005
,
где R1 имеют одинаковые или разные значения и представляют собой C110алкоксигруппы, предпочтительно метокси- или этоксигруппу, циклическую C210диалкоксигруппу, фенокигруппу, C410циклоалкоксигруппы, C620арильные группы, предпочтительно фенил, C110алкильную группу, предпочтительно метил или этил, C220алкенильную группу, C720аралкильную группу или галоген, предпочтительно C1, а R имеют одинаковые или разные значения и представляют собой разветвленную либо неразветвленную, насыщенную либо ненасыщенную, алифатическую, ароматическую либо смешанно алифатическую/ароматическую двухвалентную углеводородную группу с С130, предпочтительно с С120, более предпочтительно с C1-C10, особенно предпочтительно с С17, наиболее предпочтительно с C2 и C3, которая необязательно замещена F-, Cl-, Br-, I-, -CN или HS-, отличающийся тем, что галогенсилан общей формулы II
Figure 00000006
,
где R и R1 имеют указанные выше значения, Hal обозначает F, Cl, Br или I, предпочтительно C1, подвергают взаимодействию с NaSH в C28спирте, предпочтительно этаноле.
Карбамидсодержащие меркаптосиланы могут представлять собой смеси карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I.
Получаемый предлагаемым в изобретении способом продукт может содержать олигомеры, которые образуются в результате гидролиза и конденсации алкоксисилановых функциональных групп карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I.
В предпочтительном варианте R может обозначать -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2-, -СН(CH3)-, -CH2CH(СН3)-, -CH(СН3)CH2-, -С(СН3)2-, -СН(С2Н5)-, -CH2CH2CH(СН3)-, -СН(СН3)CH2CH2-, -CH2CH(СН3)CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2- или
Figure 00000007
, соответственно
Figure 00000008
Карбамидсодержащие меркаптосиланы общей формулы I в предпочтительном варианте могут представлять собой (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-SH, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-SH, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-SH, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-SH, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-SH, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-SH, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-SH, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-SH, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-SH, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-SH, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-SH или (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-SH.
Особенно предпочтительно соединение формулы (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH.
Галогенсиланы общей формулы II в предпочтительном варианте могут представлять собой (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Cl, MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Cl, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Cl, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Br, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Br, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Br, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Br, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Br, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Br, (EtO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Br, (EtO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Br, (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Br, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2-Br, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Br, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Br, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Br, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2-Br, (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Br, (MeO)3Si-CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Br, (MeO)3Si-CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Br или (MeO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2CH2-Br.
Карбамидсодержащий меркаптосилан общей формулы I можно получать предлагаемым в изобретении способом с выходом более 50%, предпочтительно более 60%, особенно предпочтительно более 70%, наиболее предпочтительно более 80%.
Растворимый в ДМСО-d6 или CDCl3 компонент в полученном предлагаемым в изобретении способом продукте определяют путем добавления внутреннего стандарта, такого, например, как трифенилфосфиноксид (ТФФО), в ДМСО-d6 или в CDCl3 и путем анализа известным 1H-ЯМР-методом.
Для взаимодействия можно использовать дополнительные растворители, например неорганические или органические растворители.
Взаимодействие можно проводить без дополнительного органического растворителя.
В сравнении с применяемыми галогенсиланами общей формулы II количество воды может составлять менее 10 мас. %, предпочтительно менее 5 мас. %, особенно предпочтительно менее 2 мас. %, наиболее предпочтительно менее 1 мас. %.
Реакцию можно проводить в условиях, исключающих доступ воздуха.
Реакцию можно проводить в атмосфере защитного газа, например аргона или азота, предпочтительно в атмосфере азота.
Предлагаемый в изобретении способ можно осуществлять при нормальном давлении, повышенном давлении или пониженном давлении. В предпочтительном варианте предлагаемый в изобретении способ можно осуществлять при нормальном давлении.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа при повышенном давлении оно может составлять от 1,1 до 100 бар, предпочтительно от 1,5 до 50 бар, особенно предпочтительно от 2 до 20 бар, наиболее предпочтительно от 2 до 10 бар.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа при пониженном давлении оно может составлять от 1 до 1000 мбар, предпочтительно от 1 до 500 мбар, особенно предпочтительно от 1 до 250 мбар, наиболее предпочтительно от 5 до 100 мбар.
Предлагаемый в изобретении способ можно осуществлять при температуре в пределах от 0 до +150°C, предпочтительно от +20 до +130°C, особенно предпочтительно от +50 до +100°C.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа можно дозировать галогенсилан общей формулы II к NaSH.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа можно дозировать NaSH к галогенсилану общей формулы II.
Галогенсилан общей формулы II можно перед его взаимодействием с NaSH получать из гидрохлоридной соли амина общей формулы III
Figure 00000009
и изоцианатсилана общей формулы IV
Figure 00000010
добавлением основания, предпочтительно NaOEt, при этом Hal, R и R1 имеют указанные выше значения.
Основание можно при этом добавлять до тех пор, пока величина pH не установится на значение в пределах 7 до 14.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа гидрохлоридные соли аминов общей формулы III и изоцианатсиланы общей формулы IV можно использовать в молярном соотношении между ними от 1:0,80 до 1:1,20, предпочтительно от 1:0,85 до 1:1,15, особенно предпочтительно от 1:0,90 до 1:1,10.
Гидрохлоридные соли аминов общей формулы III в предпочтительном варианте могут представлять собой HCl⋅H2N-CH2-Cl, HCl⋅H2N-CH2-CH2-Cl, HCl⋅H2N-CH2-CH2-CH2-Cl, HCl⋅H2N-CH2-Br, HCl⋅H2N-CH2-CH2-Br или HCl⋅H2N-CH2-CH2-CH2-Br.
Изоцианатсиланы общей формулы IV в предпочтительном варианте могут представлять собой (EtO)3Si-CH2-NCO, (EtO)3Si-CH2-CH2-NCO, (EtO)3Si-CH2-CH2-CH2-NCO, (MeO)3Si-CH2-NCO, (MeO)3Si-CH2-CH2-NCO или (MeO)3Si-CH2-CH2-CH2-NCO.
Галогенсилан общей формулы II перед его взаимодействием с NaSH можно получать из галогенированного изоцианатного соединения общей формулы V
Figure 00000011
и аминосилана общей формулы VI
Figure 00000012
,
где Hal, R и R1 имеют указанные выше значения.
Взаимодействие можно проводить в растворителе, предпочтительно C28спирте, особенно предпочтительно этаноле.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа галогенированные изоцианатные соединения общей формулы V и аминосиланы общей формулы VI можно использовать в молярном соотношении между ними от 1:0,80 до 1:1,20, предпочтительно от 1:0,85 до 1:1,15, особенно предпочтительно от 1:0,90 до 1:1,10.
Галогенированные изоцианатные соединения общей формулы V в предпочтительном варианте могут представлять собой OCN-CH2-Cl, OCN-CH2-CH2-Cl, OCN-CH2-CH2-CH2-Cl, OCN-CH2-Br, OCN-CH2-CH2-Br или OCN-CH2-CH2-CH2-Br.
Аминосиланы общей формулы VI в предпочтительном варианте могут представлять собой (EtO)3Si-CH2-NH2, (EtO)3Si-CH2-CH2-NH2, (EtO)3Si-CH2-CH2-CH2-NH2, (MeO)3Si-CH2-NH2, (MeO)3Si-CH2-CH2-NH2 или (MeO)3Si-CH2-CH2-CH2-NH2.
Остаточное содержание галогенсилана общей формулы II в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, может составлять менее 25 мол. %, предпочтительно менее 10 мол. %, особенно предпочтительно менее 5 мол. %, наиболее предпочтительно менее 3 мол. %.
Выраженное в мол. % относительное содержание галогенсиланов общей формулы II в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, определяют с использованием 1H-ЯМР-метода путем интегрирования сигналов от H-атомов группы -CH2CH 2-Cl в галогенсиланах общей формулы II по отношению к Н-атомам группы Si-CH 2- в карбамидсодержащих меркаптосиланах общей формулы I.
В целях определения такого относительного содержания для вещества формулы II (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl используют, например, интеграл сигналов от Н-атомов группы -CH2CH 2-Cl (δ=3,17 м.д.).
Остаточное содержание гидрохлоридной соли амина общей формулы III в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, может составлять менее 10 мол. %, предпочтительно менее 5 мол. %, особенно предпочтительно менее 1 мол. %, наиболее предпочтительно менее 0,1 мол. %.
Выраженное в мол. % относительное содержание гидрохлоридных солей амина общей формулы III в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, определяют с использованием 13C-ЯМР-метода путем интегрирования сигналов от C-атомов группы -CH2-NH2⋅HCl в гидрохлоридных солях амина общей формулы III по отношению к С-атомам группы Si-CH2- в карбамидсодержащих меркаптосиланах общей формулы I.
В целях определения такого относительного содержания для вещества формулы III HCl⋅H2N-CH2-CH2-Cl используют, например, интеграл сигналов от С-атомов группы HCl⋅H2N-CH2-CH2-Cl (δ=41,25 м.д.) или группы HCl⋅H2N-CH2-CH2-Cl (δ=40,79 м.д.).
Остаточное содержание изоцианатсиланов общей формулы IV в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, может составлять менее 10 мол. %, предпочтительно менее 5 мол. %, особенно предпочтительно менее 1 мол. %, наиболее предпочтительно менее 0,1 мол. %.
Выраженное в мол. % относительное содержание изоцианатсиланов общей формулы IV в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, в интервале значений более 1 мол. % определяют с использованием 13C-ЯМР-метода путем интегрирования сигналов от С-атомов группы -NCO в изоцианатсиланах общей формулы IV по отношению к С-атомам группы Si-CH2-в карбамидсодержащих меркаптосиланах общей формулы I.
В целях определения такого относительного содержания в интервале значений более 1 мол. % для вещества формулы IV (EtO)3Si-CH2-CH2-CH2-NCO используют, например, интеграл сигналов от С-атомов группы -NCO (δ=122,22 м.д.).
Выраженное в мол. % относительное содержание изоцианатсиланов общей формулы IV в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, в интервале значений менее 1 мол. % определяют известным методом количественной инфракрасной спектроскопии с фурье-преобразованием. Для калибровки при анализе этим методом используют калибровочные растворы пригодной для этого концентрации (например, в C2Cl4). Для проведения измерений навеску пробы массой около 1 г помещают в 25-миллилитровую склянку с закатанным краем и добавляют 25 г C2Cl4. Пробу в течение 1-2 ч встряхивают в машине для встряхивания. Затем нижнюю жидкую фазу осторожно дозируют в 20-миллиметровую кювету для инфракрасной спектроскопии и анализируют инфракрасной спектроскопией с фурье-преобразованием (4000-1200 см-1, разрешение 2 см-1). В тех же условиях для вычитания регистрируют спектр растворителя.
В целях определения такого относительного содержания в интервале значений менее 1 мол. % для вещества формулы IV (EtO)3Si-CH2-CH2-CH2-NCO используют, например, длину волны валентного колебания группы -NCO при 2270 см-1.
Остаточное содержание галогенированных изоцианатных соединений общей формулы V в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, может составлять менее 25 мол. %, предпочтительно менее 10 мол. %, особенно предпочтительно менее 5 мол. %, наиболее предпочтительно менее 3 мол. %.
Выраженное в мол. % относительное содержание галогенированных изоцианатных соединений общей формулы V в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, определяют с использованием 13C-ЯМР-метода путем интегрирования сигналов от С-атомов группы OCN-CH2- в галогенированных изоцианатных соединениях общей формулы V по отношению к С-атомам группы Si-CH2- в карбамидсодержащих меркаптосиланах общей формулы I.
В целях определения такого относительного содержания для вещества формулы V OCN-CH2-CH2-Cl используют, например, интеграл сигналов от С-атомов группы OCN-CH2- (δ=124,33 м.д.).
Остаточное содержание аминосиланов общей формулы VI в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, может составлять менее 10 мол. %, предпочтительно менее 5 мол. %, особенно предпочтительно менее 1 мол. %, наиболее предпочтительно менее 0,1 мол. %.
Выраженное в мол. % относительное содержание аминосиланов общей формулы VI в продукте, полученном предлагаемым в изобретении способом, определяют с использованием 13С-ЯМР-метода путем интегрирования сигналов от С-атомов группы -CH2-NH2 в аминосиланах общей формулы VI по отношению к С-атомам группы Si-CH2- в карбамидсодержащих меркаптосиланах общей формулы I.
В целях определения такого относительного содержания для вещества формулы VI (EtO)3Si-CH2-CH2-CH2-NH2 используют, например, интеграл сигналов от С-атомов группы -CH2-NH2 (δ=45,15 м.д.).
Реакционную смесь можно фильтровать, после чего можно отгонять спирт и сушить продукт. Сушку можно проводить при температуре в пределах от 20 до 100°C, а также при необходимости под пониженным давлением в пределах от 1 до 500 мбар.
В одном из вариантов предлагаемый в изобретении способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I
Figure 00000013
может отличаться тем, что гидрохлоридную соль амина общей формулы III
Figure 00000014
и изоцианатсилан общей формулы IV
Figure 00000015
подвергают взаимодействию между собой путем добавления основания в C28спирте, предпочтительно этаноле, и затем добавляют NaSH, реакционную смесь фильтруют, отгоняют спирт и продукт сушат, при этом Hal, R и R1 имеют указанные выше значения.
Во втором варианте предлагаемый в изобретении способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I
Figure 00000016
,
может отличаться тем, что галогенированное изоцианатное соединение общей формулы V
Figure 00000017
и аминосилан общей формулы VI
Figure 00000018
подвергают взаимодействию между собой в C2-C8 спирте, предпочтительно этаноле, и затем добавляют NaSH, реакционную смесь фильтруют, отгоняют спирт и продукт сушат, при этом Hal, R и R1 имеют указанные выше значения.
Карбамидсодержащие меркаптосиланы общей формулы I можно использовать в качестве усилителей (промоторов) адгезии между неорганическими материалами, например стеклянными шариками, стеклянной крошкой, стеклянными поверхностями, стекловолокнами или оксидными наполнителями, предпочтительно кремниевыми кислотами, такими как осажденные кремниевые кислоты или пирогенные кремниевые кислоты, и органическими полимерами, например термореактопластами, термопластами или эластомерами, соответственно в качестве сшивающих агентов и модификаторов оксидных поверхностей.
Карбамидсодержащие меркаптосиланы общей формулы I можно далее использовать в качестве аппретов в наполненных резиновых смесях, например в резиновых смесях для изготовления протекторов шин, резинотехнических изделий или обувных подошв.
Преимущество предлагаемого в изобретении способа состоит в возможности получения карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I без использования опасных для здоровья органических растворителей и исходных соединений.
Еще одно преимущество предлагаемого в изобретении способа состоит в возможности отказаться от сложной и трудоемкой очистки, соответственно переработки получаемых продуктов.
Пример 1: Получение (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH из (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl и NaSH
К раствору NaSH в этаноле [приготовленному путем введения H2S (15,21 г, 0,45 моля, 1,07 экв.) в раствор этанолята натрия (полученного из Na (10,55 г, 0,46 моля, 1,10 экв.) в EtOH (300 мл))] при 52°C дозируют (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-Cl (138,90 г, 0,42 моля, 1,00 экв.) в этаноле (300 мл) и нагревают до 78°C. После протекания реакции в течение 5 ч затем охлаждают до комнатной температуры и суспензию фильтруют. От фильтрата на роторном испарителе удаляют растворитель и фильтрат сушат в вакууме. Таким путем в качестве продукта получают (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH (134,96 г, 97,9% от теории) в виде белого твердого вещества.
1H-ЯМР (δ в м.д., 500 МГц, CDCl3): 0,64 (2Н, t), 1,23 (9Н, t), 1,36 (1Н, шир.), 1,61 (2Н, m), 2,67 (2Н, t), 3,17 (2Н, m), 3,37 (2Н, m), 3,81 (6Н, q), 4,74 (1Н, шир.), 4,94 (1Н, шир.).
13С-ЯМР (δ в м.д., 125 МГц, CDCl3): 7,8 (1С), 18,3 (3C), 23,8 (1С), 25,6 (1С), 43,0 (1С), 43,5 (1С), 58,4 (3C), 158,9 (1С).
Пример 2: Получение (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH из (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH2, OCN-CH2CH2-C1 и NaSH
В этанол (3,0 л) в 4-литровой трехгорлой колбе с мешалкой KPG, внутренним термометром, капельной воронкой и обратным холодильником добавляют 3-аминопропилтриэтоксисилан (154,95 г, 0,70 моля, 1,00 экв.) и охлаждают до -78°C. Далее в течение 2,5 ч при температуре в пределах от -78 до -69°C по каплям добавляют 2-хлорэтилизоцианат (73,86 г, 0,70 моля, 1,00 экв.) и затем нагревают до 50°C. После этого в течение 50 мин добавляют раствор NaSH [приготовленный аналогично примеру 1 из 21%-ного раствора NaOEt в EtOH (244,98 г, 0,76 моля, 1,09 экв.) и H2S (25,06 г, 0,74 моля, 1,05 экв.)] и смесь нагревают до 78°C. После протекания реакции в течение 5 ч затем охлаждают до комнатной температуры и суспензию фильтруют. От фильтрата на роторном испарителе удаляют растворитель и фильтрат сушат в вакууме. Таким путем в качестве продукта получают (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH (208,07 г, 90,8% от теории) в виде белого твердого вещества.
1H-ЯМР (8 в м.д., 500 МГц, CDCl3): 0,64 (2Н, t), 1,22 (9Н, t), 1,36 (1H, шир.), 1,61 (2Н, m), 2,67 (2Н, t), 3,16 (2Н, m), 3,37 (2Н, m), 3,81 (6Н, q), 4,65 (1Н, шир.), 4,84 (1Н, шир.).
Пример 3: Получение (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH из (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NCO, HCl⋅H2N-CH2CH2-Cl и NaSH
В этанол (3,0 л) в 4-литровой трехгорлой колбе с мешалкой KPG, внутренним термометром, капельной воронкой и обратным холодильником добавляют гидрохлорид 2-хлорэтиламина (73,86 г, 0,70 моля, 1,00 экв.), охлаждают до -78°C и добавляют этанолят натрия (226,83 г, 0,70 моля, 1,00 экв., 21%-ный в этаноле). Далее в течение 3 ч при температуре в пределах от -78 до -70°C по каплям добавляют 3-изоцианатопропил(триэтоксисилан) (173,15 г, 0,70 моля, 1,00 экв.) и затем нагревают до 50°C. После этого в течение 50 мин добавляют раствор NaSH [приготовленный аналогично примеру 1 из 21%-ного раствора NaOEt в EtOH (244,98 г, 0,76 моля, 1,09 экв.) и H2S (25,06 г, 0,74 моля, 1,05 экв.)] и смесь нагревают до 78°C. После протекания реакции в течение 5 ч затем охлаждают до комнатной температуры и суспензию фильтруют. От фильтрата на роторном испарителе удаляют растворитель и фильтрат сушат в вакууме. Таким путем в качестве продукта получают (EtO)3Si-CH2CH2CH2-NH-CO-NH-CH2CH2-SH (220,34 г, 96,9% от теории) в виде слегка желтоватого масла.

Claims (37)

1. Способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов общей формулы I
Figure 00000019
где R1 имеют одинаковые или разные значения и представляют собой C1-C10алкоксигруппы, a R имеют одинаковые или разные значения и представляют собой неразветвленную, насыщенную, алифатическую двухвалентную углеводородную группу с C1-C30, отличающийся тем, что галогенсилан общей формулы II
Figure 00000020
где Hal обозначает F, Cl, Br или I, подвергают взаимодействию с NaSH в C2-C8спирте.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве спирта используют этанол.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают карбамидсодержащие меркаптосиланы общей формулы I, представляющие собой
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000034
или
Figure 00000035
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие проводят без дополнительного органического растворителя.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие проводят при температуре в пределах от 0 до +150°C.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что галогенсилан общей формулы II перед взаимодействием с NaSH получают из гидрохлоридной соли амина общей формулы III
Figure 00000036
и изоцианатсилана общей формулы IV
Figure 00000037
путем добавления основания.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве основания используют NaOEt.
8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что основание добавляют до установления величины pH на значение в пределах от 7 до 14.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что галогенсилан общей формулы II перед взаимодействием с NaSH получают из галогенированных изоцианатных соединений общей формулы V
Figure 00000038
и аминосилана общей формулы VI
Figure 00000039
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционную смесь фильтруют и отгоняют спирт.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что продукт сушат.
RU2015118038A 2014-05-15 2015-05-14 Способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов RU2681218C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014209221.3A DE102014209221A1 (de) 2014-05-15 2014-05-15 Verfahren zur Herstellung von harnstoffhaltigen Mercaptosilanen
DE102014209221.3 2014-05-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015118038A RU2015118038A (ru) 2016-12-10
RU2015118038A3 RU2015118038A3 (ru) 2018-10-09
RU2681218C2 true RU2681218C2 (ru) 2019-03-05

Family

ID=52780454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015118038A RU2681218C2 (ru) 2014-05-15 2015-05-14 Способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9440998B2 (ru)
EP (1) EP2944641B1 (ru)
JP (1) JP6614797B2 (ru)
KR (1) KR102353521B1 (ru)
CN (1) CN105884814B (ru)
BR (1) BR102015010648B1 (ru)
DE (1) DE102014209221A1 (ru)
PL (1) PL2944641T3 (ru)
RU (1) RU2681218C2 (ru)
UA (1) UA121096C2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016211368A1 (de) * 2016-06-24 2017-12-28 Continental Reifen Deutschland Gmbh Schwefelvernetzbare Kautschukmischung und Fahrzeugreifen
CN106914146B (zh) * 2017-03-14 2019-05-28 常州大学 一种巯基化改性tries分离膜及其制备方法和用途
DE102017207715A1 (de) 2017-05-08 2018-11-08 Evonik Degussa Gmbh Benzthiazolhaltige Silane, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
EP3594283B1 (de) * 2018-07-13 2021-04-07 Continental Reifen Deutschland GmbH Schwefelvernetzbare kautschukmischung, vulkanisat und fahrzeugreifen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999055754A1 (en) * 1998-04-24 1999-11-04 Ck Witco Corporation Powder coatings or adhesives employing silanes or silane treated fillers
JP2002201312A (ja) * 2000-10-30 2002-07-19 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム改質剤及びそれを含むゴム組成物
JP2002311574A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Asahi Kasei Corp 感光性樹脂組成物
RU2391291C2 (ru) * 2005-03-07 2010-06-10 Эвоник Дегусса Гмбх Способ получения органосиланов

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2509483A (en) 1946-08-20 1950-05-30 Phillips Petroleum Co Production of thiolesters
FR1527206A (fr) 1967-04-21 1968-05-31 Aquitaine Petrole Production de thioesters d'alcényles
DE2360471A1 (de) 1973-12-05 1975-06-12 Dynamit Nobel Ag Verfahren zur herstellung von polysulfidbruecken enthaltenden alkylalkoxisilanen
JPS59144792A (ja) * 1984-01-12 1984-08-18 Tokuyama Soda Co Ltd 3−(β−クロロエチルウレイド)プロピルトリエトキシシラン
DE3424534A1 (de) 1984-07-04 1986-01-09 Degussa Ag, 6000 Frankfurt N,n'- und n,n',n'-substituierte silylharnstoffe und verfahren zu deren herstellung
JP3091993B2 (ja) * 1995-04-21 2000-09-25 信越化学工業株式会社 メルカプトプロピルシラン化合物の製造方法
US6452034B2 (en) 2000-01-04 2002-09-17 Crompton Corporation Low-sulfur polysulfide silanes and process for preparation
US6441213B1 (en) 2000-05-18 2002-08-27 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Adhesion promoters containing silane, carbamate or urea, and donor or acceptor functionality
US6803406B2 (en) * 2002-03-29 2004-10-12 National Starch And Chemical Investmnet Holding Corporation Electron donors, electron acceptors and adhesion promoters containing disulfide
DE10351735B3 (de) * 2003-11-06 2004-12-09 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von (Mercaptoorganyl)-alkoxysilanen
ZA200601910B (en) * 2005-03-07 2006-11-29 Degussa Process for the preparation of organosilances
DE102005052233A1 (de) * 2005-03-07 2006-09-21 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von Organosilanen
DK1717240T3 (da) * 2005-04-29 2011-01-24 Sika Technology Ag Organoalkoxysilaner til anvendelse i fugtighedshærdende sammensætninger
US7504456B2 (en) * 2006-02-21 2009-03-17 Momentive Performance Materials Inc. Rubber composition containing organofunctional silane
JP2008279736A (ja) 2007-05-14 2008-11-20 Fujifilm Corp 親水性部材及びその製造方法
EP2570419A4 (en) * 2010-05-14 2013-12-25 Kri Inc MODIFIED METAL OXIDE SOIL
FR2984326B1 (fr) 2011-12-16 2014-01-10 Michelin Soc Tech Agent de couplage mercaptosilane bloque
DE102014209255A1 (de) * 2014-05-15 2015-11-19 Continental Reifen Deutschland Gmbh Schwefelvernetzbare Kautschukmischung und Fahrzeugreifen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999055754A1 (en) * 1998-04-24 1999-11-04 Ck Witco Corporation Powder coatings or adhesives employing silanes or silane treated fillers
JP2002201312A (ja) * 2000-10-30 2002-07-19 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム改質剤及びそれを含むゴム組成物
JP2002311574A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Asahi Kasei Corp 感光性樹脂組成物
RU2391291C2 (ru) * 2005-03-07 2010-06-10 Эвоник Дегусса Гмбх Способ получения органосиланов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015118038A (ru) 2016-12-10
US20150329572A1 (en) 2015-11-19
BR102015010648A8 (pt) 2020-03-31
UA121096C2 (uk) 2020-04-10
KR102353521B1 (ko) 2022-01-20
US9440998B2 (en) 2016-09-13
RU2015118038A3 (ru) 2018-10-09
DE102014209221A1 (de) 2015-11-19
JP6614797B2 (ja) 2019-12-04
CN105884814A (zh) 2016-08-24
EP2944641B1 (de) 2017-01-04
BR102015010648B1 (pt) 2020-10-20
PL2944641T3 (pl) 2017-07-31
BR102015010648A2 (pt) 2015-12-15
JP2015218169A (ja) 2015-12-07
CN105884814B (zh) 2019-05-28
EP2944641A1 (de) 2015-11-18
KR20150131985A (ko) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2677482C2 (ru) Карбамидсодержащие силаны, способ их получения и их применение
RU2678320C2 (ru) Карбамидсодержащие силаны, способ их получения и их применение
RU2681218C2 (ru) Способ получения карбамидсодержащих меркаптосиланов
KR101588914B1 (ko) 아미노-관능성 유기실란의 제조 동안 생성된 염을 함유하는 잔류물을 처리하는 방법
RU2679800C2 (ru) Способ получения карбамидсодержащих силанов
JP5996091B2 (ja) アミノアルキルアルコキシシランとアクリル酸無水物との反応による(メタ)アクリルアミド官能性シランの製造法
RU2678701C2 (ru) Карбамидсодержащие меркаптосиланы, способ их получения и их применение
RU2785778C1 (ru) Смеси силанов и способ приготовления таких смесей силанов

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
PD4A Correction of name of patent owner