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DE1066582B - - Google Patents

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Publication number
DE1066582B
DE1066582B DENDAT1066582D DE1066582DA DE1066582B DE 1066582 B DE1066582 B DE 1066582B DE NDAT1066582 D DENDAT1066582 D DE NDAT1066582D DE 1066582D A DE1066582D A DE 1066582DA DE 1066582 B DE1066582 B DE 1066582B
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DE
Germany
Prior art keywords
acid esters
silicic acid
isocyanates
phosgene
amino groups
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1066582D
Other languages
German (de)
Publication date
Publication of DE1066582B publication Critical patent/DE1066582B/de
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

kl. 12 ο 26/03 kl. 12 ο 26/03

INTERNATIONALE KL.INTERNATIONAL KL.

C 07f; C 08gC 07f; C 08g

ILfnILf n Mt -Ζ-/-· Mt -Ζ - / - ·

F 26941 IVb/12 οF 26941 IVb / 12 ο

ANMELDETAG: 31. O KTOBER 1958REGISTRATION DATE: OCTOBER 31, 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 8. O KTO B E R 1959
NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: OCTOBER 8, 1959

Es ist bekannt, aus primären Aminen durch Umsetzen mit Phosgen Isocyanate herzustellen. Es wurde nunmehr gefunden, daß man leicht und in guter Ausbeute zu einer neuen Klasse von siliciumhaltigen Isocyanaten gelangen kann, wenn man primäre Aminogruppen aufweisende monomere oder polymere Kieselsäureester bzw. Silanoläther, die die Gruppe — O — R — (NHj)1, wobei χ eine ganze Zahl und R einen organischen Rest bedeutet, einmal oder mehrmals im Molekül an Silizium gebunden enthalten, in an sich bekannter Weise mit Phosgen umsetzt.It is known that isocyanates can be produced from primary amines by reaction with phosgene. It has now been found that a new class of silicon-containing isocyanates can be obtained easily and in good yield by using monomeric or polymeric silicic acid esters or silanol ethers containing primary amino groups, which have the group - O - R - (NHj) 1 , where χ an integer and R denotes an organic radical, contained once or several times in the molecule bonded to silicon, reacted with phosgene in a manner known per se.

Die glatte Bildung von Isocyanaten aus diesen Aminogruppen aufweisenden monomeren oder polymeren Kieselsäureestern bzw. Silanoläthern ist überraschend, da bekannt ist, daß Carbonsäurechloride mit Kieselsäureestern unter Aufspaltung der SiO-Bindung und Bildung von Carbonsäureestern reagieren (Journ. org. Chem., 7, S. 528, 1942). Es reagieren z. B. Acetylchlorid und Orthokieselsäure-tetraäthylester in folgender Weise:The smooth formation of isocyanates from these amino groups containing monomeric or polymeric silicic acid esters or silanol ethers is surprising as it is known is that carboxylic acid chlorides with silicic acid esters with splitting of the SiO bond and formation of Carboxylic acid esters react (Journ. Org. Chem., 7, p. 528, 1942). There react z. B. acetyl chloride and orthosilicic acid tetraethyl ester in the following way:

Si(OC2HB)4 + CH3-COCl > ao Si (OC 2 H B ) 4 + CH 3 -COCl > ao

> ClSi(OC2Hg)3 + CH3-COOC^H5 > ClSi (OC 2 Hg) 3 + CH 3 -COOC ^ H 5

Es war nicht vorauszusehen, daß ein derartiger Reaktionsablauf beim Säurechlorid der Kohlensäure, dem Phosgen, nicht stattfindet, sondern daß in glatter Reaktion das Isocyanat gebildet wird. Als Ausgangsmaterial dienende, primäre Aminogruppen aufweisende monomere Kieselsäureester bzw. Silanoläther sind beispielsweise die Verbindungen der folgenden Formeln:It was not foreseeable that such a reaction would take place with the acid chloride of carbonic acid, the Phosgene does not take place, but that the isocyanate is formed in a smooth reaction. As a starting material Serving, primary amino groups containing monomeric silicic acid esters or silanol ethers are, for example Compounds of the following formulas:

Verfahren zur Herstellung von siliciumhaltigen IsocyanatenProcess for the production of silicon-containing isocyanates

Anmelder:Applicant:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-BayerwerkPaint factories Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

Dr. Hans Holtschmidt, Köln-Stammheim, und Dr. Dr. h. c. Dr. e. h. Dr. h. c. Otto Bayer,Dr. Hans Holtschmidt, Cologne-Stammheim, and Dr. Dr. H. c. Dr. e. H. Dr. H. c. Otto Bayer,

Leverkusen-Bayerwerk, sind als Erfinder genannt wordenLeverkusen-Bayerwerk have been named as the inventor

(CH,)aSi/— O —(CH,) a Si / - O -

(CHg)3Si-O-(CHg) 3 Si-O-

nhnh

-NH,-NH,

NHNH

Si ίοSi ίο

(1) CH2 = CH — Si(OCH2 — CH2NH2)3 (1) CH 2 = CH - Si (OCH 2 - CH 2 NH 2 ) 3

CH,CH,

Si(OCH2 — CH2 — NH2J2
CH3
Si (OCH 2 - CH 2 - NH 2 J 2
CH 3

(CHg)3-Si-OCH2-CH2NH2
CHa /
(CHg) 3 -Si-OCH 2 -CH 2 NH 2
CH a /

(2)(2)

(3)(3)

CH, — C — O.CH, - C - O.

CH, — C — OCH, - C - O

CH.CH.

; Si (O -CH2- CH2NH2)2 (10); Si (O -CH 2 - CH 2 NH 2 ) 2 (10)

CH,CH,

CH,- C — Si— \0 — CH,- CH,- CH- NH9 CH, - C - Si - \ 0 - CH, - CH, - CH - NH 9

CH,CH,

CHo-Si/ —O —CHo-Si / —O -

NH,NH,

(4)(4)

(5)(5)

CH,CH,

NH.NH.

Als polymere Kieselsäureester bzw. Silanoläther (Organopolysiloxane), welche primäre aromatisch- oder ali-As polymeric silicic acid esters or silanol ethers (organopolysiloxanes), which primary aromatic or ali-

909 637/420909 637/420

phatisch-gebundene Aminogruppen besitzen, seien beispielsweise Verbindungen des folgenden Typs genannt:Have phatic-bonded amino groups are, for example Connections of the following type called:

OR'OR '

H2NRO- Si-H 2 NRO- Si

OR'OR '

- O — Si -- O - Si -

OR'OR '

R'R '

H2NR-O-Si
R'
H 2 NR-O-Si
R '

OR'OR '

_0 — Si — OR — NH. Die nach dem vorliegenden Verfahren erhältlichen Isocyanate sind wertvolle Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Kunststoffen, z. B. nach dem Isocyanatpolyadditionsverfahren. _0 - Si - OR - NH. Those obtainable by the present process Isocyanates are valuable starting materials for the production of plastics, e.g. B. by the isocyanate polyaddition process.

OR'OR '

R'R '

O — Si R' O - Si R '

OR'
R'
OR '
R '

0-Si-ORNH2 R'0-Si-ORNH 2 R '

272 g (1Z2
o-kresylester
272 g ( 1 line 2
o-cresyl ester

Beispiel 1
Mol) Ortho-kieselsäure-tetrakis-p-amino-
example 1
Mole) orthosilicic acid-tetrakis-p-amino-

Si/OSi / O

R bedeutet einen organischen aromatischen oder aliphatischen Rest, χ eine ganze Zahl entsprechend der Molekulargröße der Polymeren. Es ist ohne weiteres möglich, auch hochpolymere Kieselsäureester oder Organopolysiloxane, z. B. solche mit einem Molekulargewicht von 50 000 und mehr, dem erfindungsgemäßen Verfahren zu unterwerfen, sofern man nur für ausreichende Löslichkeit in einem Lösungsmittel bei der Phosgenierung sorgt.R denotes an organic aromatic or aliphatic radical, χ an integer corresponding to the molecular size of the polymer. It is easily possible to also use high-polymer silicic acid esters or organopolysiloxanes, e.g. B. those with a molecular weight of 50,000 and more to be subjected to the process according to the invention, provided that sufficient solubility in a solvent is ensured during the phosgenation.

Aminogruppen aufweisende monomere oder polymere Kieselsäureester bzw. Silanoläther sind z. B. durch Umesterung der entsprechenden Kieselsäureester und Alkoxysilanole bei erhöhten Temperaturen mit primären Aminoalkoholen und -phenolen, z. B. mit ß-Aminoäthylalkohol, (5-Aminobutylalkohol, y-Aminobutylalkohol, m-Aminophenol oder 4-Aminocyclohexanol, leicht und in guten Ausbeuten zugänglich.Monomeric or polymeric silicic acid esters or silanol ethers containing amino groups are z. B. by transesterification of the corresponding silicic acid esters and alkoxysilanols at elevated temperatures with primary Amino alcohols and phenols, e.g. B. with ß-aminoethyl alcohol, (5-aminobutyl alcohol, y-aminobutyl alcohol, m-aminophenol or 4-aminocyclohexanol, light and accessible in good yields.

Die Phosgenierung der primäre Aminogruppen aufweisenden monomeren oder polymeren Kieselsäureester bzw. Silanoläther erfolgt in an sich bekannter Weise nach den üblichen technischen Methoden der Phosgenierung, z. B. durch eine Kaltphasen-Heißphasen-Phosgenierung, oder aber auch nach dem Hydrochloridverfahren, wobei das entsprechende Aminohydrochlorid phosgeniert wird. Sie kann kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt werden, wobei man sich vorzugsweise eines inerten Lösungsmittels bedient, wie Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol oder Nitrobenzol. Besonders bei höhermolekularen Ausgangsmaterialien ist ein Arbeiten im Lösungsmittel wünschenswert. Zur Erzielung einer guten Ausbeute ist es — namentlich bei den aliphatischen Kieselsäureestern — zweckmäßig, die Temperatur bei der Phosgenierung nicht zu hoch zu wählen. Aus diesem Grunde ist üblicherweise die Kaltphasen-Heißphasen-Phosgenierung dem Hydrochloridverfahren vorzuziehen, da in ersterem Fall das Gemisch aus Carbaminsäurechlorid und Aminhydrochlorid in einer derartig feinen Suspension anfällt, daß die Heißphasen-Phosgenierung schon bei Temperaturen zwischen 60 und 90° C in kurzer Zeit beendet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von Isocyanaten mit einer, zwei, drei und mehr NCO-Gruppen je nach gewählter Ausgangsverbindung. Die erhaltenen Isocyanate können z. B. durch Destillation oder Umkristallisation gereinigt werden. Viele undestillierbare Isocyanate fallen schon in einer derart reinen Form an, daß sich eine besondere Reinigung erübrigt. Ein kurzes Erwärmen des Reaktionsgutes im Vakuum unterhalb des Siedepunktes bzw. ein Ausblasen mit einem indifferenten Gas bei erhöhter Temperatur zur Zerstörung etwa noch vorhandener Carbaminsäurechloride oder zur Entfernung von überschüssigem Phosgen reicht völlig aus.The phosgenation of the monomeric or polymeric silicic acid esters having primary amino groups or silanol ether is carried out in a manner known per se using the customary technical methods of phosgenation, z. B. by a cold phase-hot phase phosgenation, or by the hydrochloride process, the corresponding amino hydrochloride being phosgenated. It can be continuous or discontinuous are carried out, preferably using an inert solvent, such as Chlorobenzene, o-dichlorobenzene or nitrobenzene. Particularly In the case of higher molecular weight starting materials, it is desirable to work in the solvent. To achieve For a good yield, it is advisable, especially in the case of the aliphatic silicic acid esters, to adjust the temperature not to be chosen too high in the phosgenation. For this reason, the cold phase-hot phase phosgenation is usually used To be preferred to the hydrochloride process, since in the former case the mixture of carbamic acid chloride and amine hydrochloride is obtained in such a fine suspension that the hot phase phosgenation is completed in a short time at temperatures between 60 and 90 ° C. The inventive Process allows the production of isocyanates with one, two, three and more NCO groups depending on selected output connection. The isocyanates obtained can, for. B. by distillation or recrystallization getting cleaned. Many undistillable isocyanates are obtained in such a pure form that that a special cleaning is unnecessary. Briefly heating the reaction mixture in a vacuum below the boiling point or blowing out with an inert gas at an elevated temperature for destruction Any carbamic acid chlorides still present or to remove excess phosgene is sufficient completely off.

(hergestellt durch Umesterung von Kieselsäure-tetraäthylester mit p-Amino-o-kresol) werden in 3 1 trockenem Chlorbenzol gelöst. Anschließend wird bis zur Sättigung Salzsäure eingeleitet. Es fällt ein heller kristalliner Niederschlag aus, der das Hydrochlorid des entsprechenden Tetramins darstellt. In die Suspension des Hydrochlorids wird nun bei 110° C Phosgen eingeleitet. Nach östündigem Einleiten von Phosgen ist die Gesamtmenge in Lösung gegangen. Es wird 2 Stunden mit Stickstoff geblasen, um das überschüssige Phosgen zu vertreiben. Anschließend wird über trockene Aktivkohle geklärt und das Chlorbenzol im Vakuum abdestilliert. Es bleibt als bräunliches Öl das Isocyanat der Formel(produced by transesterification of tetraethyl silicate with p-amino-o-cresol) are dissolved in 3 liters of dry chlorobenzene. Subsequently, until saturation Hydrochloric acid initiated. It turns out a light crystalline precipitate, which is the hydrochloride of the corresponding Represents tetramine. Phosgene is then passed into the suspension of the hydrochloride at 110.degree. To After introducing phosgene for the last hour, the total amount has gone into solution. It is 2 hours with nitrogen blown to drive off the excess phosgene. Then it is clarified over dry activated charcoal and the chlorobenzene is distilled off in vacuo. The isocyanate of the formula remains as a brownish oil

NCO^NCO ^

Ausbeute: 85% der Theorie.Yield: 85% of theory.

Analyse für C32H24O8N4S. MG 620,6.Analysis for C 32 H 24 O 8 N 4 S. MW 620.6.

Berechnet ... C 61,8 %, H 3,89 %, N 9,0 %, Si 4,5 %; gefunden ... C 61,2 %, H 4,03 °/0, N 8,5 %, Si 4,7 °/0.Calculated ... C 61.8%, H 3.89%, N 9.0%, Si 4.5%; Found ... C 61.2%, H 4.03 ° / 0 , N 8.5%, Si 4.7 ° / 0 .

Beispiel 2Example 2

264 g (1 Mol) der Verbindung
CH3
Si/o
264 grams (1 mole) of the compound
CH 3
Si / o

CH9 CH 9

(hergestellt durch Umesterung von m-Aminophenol mit Dimethyl-dibutoxysilan) werden bei 0° C in eine Lösung von 700 g Phosgen in 3 1 Chlorbenzol eingetropft. Anschließend wird nach 12stündigem Stehen über Nacht unter langsamem Hochheizen und bei einer maximalen Temperatur von 110° C 6 Stunden phosgeniert, bis alles in Lösung gegangen ist. Es bleibt in einer Ausbeute von 84% der Theorie das Isocyanat der Formel(produced by transesterification of m-aminophenol with dimethyl-dibutoxysilane) are converted into a solution at 0 ° C added dropwise of 700 g of phosgene in 3 l of chlorobenzene. Then after 12 hours of standing overnight Phosgenated with slow heating and at a maximum temperature of 110 ° C for 6 hours until everything has gone into solution. The isocyanate of the formula remains in a yield of 84% of theory

(CH3)2-Si(CH 3 ) 2 -Si

Kp. 0i05 150 bis 155° C. Bp . 0i05 150 to 155 ° C.

Beispiel 3Example 3

360 g (0,5 Mol) eines Dimethyl-polysiloxans vom Durchschnittsmolekulargewicht 720 und der allgemeinen Formel360 g (0.5 mol) of a dimethyl polysiloxane with an average molecular weight of 720 and the general formula

NH.NH.

O-O-

CH,CH,

CH,CH,

- Si — O- Si - O

CH,CH,

.-NH,.-NH,

welches durch Umesterung von Dibutoxy-dimethylpolysiloxan mit m-Amino-o-kresol erhalten wurde, werden durch kräftiges Rühren 4 Stunden bei 120° C phosgeniert und anschließend in üblicher Weise aufgearbeitet. Es bleibt ein dünnviskoses Öl zurück.which was obtained by transesterification of dibutoxy-dimethylpolysiloxane with m-amino-o-cresol phosgenated by vigorous stirring for 4 hours at 120 ° C. and then worked up in the usual way. It a thinly viscous oil remains.

NCO-Zahl: berechnet 9<»/0, gefunden 9,5%.NCO number: calculated 9 <»/ 0 , found 9.5%.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von süiciumhaltigen Isocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß man primäre Aminogruppen aufweisende monomere oderProcess for the preparation of süiciumhaltigen isocyanates, characterized in that one primary amino groups containing monomers or ίο polymere Kieselsäureester bzw. Silanoläther, die die Gruppe — O — R —(N H2) x, wobei χ eine ganze Zahl und R einen organischen Rest bedeutet, einmal oder mehrmals im Molekül an Silicium gebunden enthalten, in an sich bekannter Weise mit Phosgen umsetzt.ίο polymeric silicic acid esters or silanol ethers which contain the group - O - R - (NH 2 ) x , where χ is an integer and R is an organic radical, bonded to silicon once or several times in the molecule, in a manner known per se with phosgene implements.
DENDAT1066582D Pending DE1066582B (en)

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DE1066582B true DE1066582B (en) 1959-10-08

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