DE102006019016A1 - Process for the preparation of di- and trialkoxysilanes - Google Patents
Process for the preparation of di- and trialkoxysilanes Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006019016A1 DE102006019016A1 DE200610019016 DE102006019016A DE102006019016A1 DE 102006019016 A1 DE102006019016 A1 DE 102006019016A1 DE 200610019016 DE200610019016 DE 200610019016 DE 102006019016 A DE102006019016 A DE 102006019016A DE 102006019016 A1 DE102006019016 A1 DE 102006019016A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alcohol
- sub
- dihalosilane
- molar equivalents
- case
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 7
- -1 cyclic amine Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000005840 aryl radicals Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical group Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6,7,8,9,10-octahydropyrimido[1,2-a]azepine Chemical compound C1CCCCN2CCCN=C21 GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SGUVLZREKBPKCE-UHFFFAOYSA-N 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-non-5-ene Chemical compound C1CCN=C2CCCN21 SGUVLZREKBPKCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N allyl alcohol Chemical compound OCC=C XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PQZTVWVYCLIIJY-UHFFFAOYSA-N diethyl(propyl)amine Chemical compound CCCN(CC)CC PQZTVWVYCLIIJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N isoamylol Chemical compound CC(C)CCO PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XWCCTMBMQUCLSI-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-propylpropan-1-amine Chemical compound CCCN(CC)CCC XWCCTMBMQUCLSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 claims description 2
- TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N prop-2-yn-1-ol Chemical compound OCC#C TVDSBUOJIPERQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QVCUKHQDEZNNOC-UHFFFAOYSA-N 1,2-diazabicyclo[2.2.2]octane Chemical compound C1CC2CCN1NC2 QVCUKHQDEZNNOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 32
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 24
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000002585 base Substances 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 11
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 11
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 8
- UPJJIHSCJCNYLO-UHFFFAOYSA-N dibutoxysilane Chemical compound CCCCO[SiH2]OCCCC UPJJIHSCJCNYLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical class CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XQFGVGNRDPFKFJ-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,5,6,7-hexahydropyrrolo[1,2-b]pyridazine Chemical compound N1CCC=C2CCCN21 XQFGVGNRDPFKFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- YEMJITXWLIHJHJ-UHFFFAOYSA-N di(propan-2-yloxy)silane Chemical compound CC(C)O[SiH2]OC(C)C YEMJITXWLIHJHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- JGABXROLARSPEN-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yloxy)silane Chemical compound CC(C)O[SiH](OC(C)C)OC(C)C JGABXROLARSPEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ILWRPSCZWQJDMK-UHFFFAOYSA-N triethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN(CC)CC ILWRPSCZWQJDMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- GTDSXSPYYDJQSL-UHFFFAOYSA-N Cl[SiH2]Cl.CC1=CC=CC=C1 Chemical compound Cl[SiH2]Cl.CC1=CC=CC=C1 GTDSXSPYYDJQSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003691 SiBr Inorganic materials 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XILIYVSXLSWUAI-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl n'-phenylcarbamimidothioate;dihydrobromide Chemical compound Br.Br.CCN(CC)CCSC(N)=NC1=CC=CC=C1 XILIYVSXLSWUAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQQMIEXEXUQHOQ-UHFFFAOYSA-N C(C)N(CC)CC.C(C)N(CCC)CCC Chemical compound C(C)N(CC)CC.C(C)N(CCC)CCC OQQMIEXEXUQHOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004639 Schlenk technique Methods 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- VJIYRPVGAZXYBD-UHFFFAOYSA-N dibromosilane Chemical compound Br[SiH2]Br VJIYRPVGAZXYBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQGOWXYZDLJBFL-UHFFFAOYSA-N dimethoxysilane Chemical class CO[SiH2]OC YQGOWXYZDLJBFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000006459 hydrosilylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004032 superbase Substances 0.000 description 1
- 150000003510 tertiary aliphatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/025—Silicon compounds without C-silicon linkages
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synthese von Di- und Trialkoxysilanen vom Typ H<SUB>n</SUB>Si(OR)<SUB>4-n</SUB> mit n = 1 oder 2 durch Umsetzen: a.) eines Dihalogensilans des Typs H<SUB>2</SUB>SiX<SUB>2</SUB> mit X = Halogen, b.) eines Alkohols mit der allgemeinen Formel HOR, wobei R ein Alkyl- oder Arylrest ist, der wenn n = 2 mindestens 3 Kohlenstoffatome aufweist, c.) und eines tertiären aliphatischen oder cyclischen Amins, welches wenn n = 2 in 1,75 bis 2,25 Moläquivalenten und wenn n = 1 in über 2,75 Moläquivalenten zugesetzt wird, in einem aprotischen Lösungsmittel. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können vorteilhaft selektiv Di- oder Trialkoxysilane in einem Reaktionsschritt in Reinheiten von > 90% erhalten werden.The present invention relates to a process for the synthesis of di- and trialkoxysilanes of the type H <SUB> n </SUB> Si (OR) <SUB> 4-n </SUB> with n = 1 or 2 by reaction: a.) a dihalosilane of the type H <SUB> 2 </SUB> SiX <SUB> 2 </SUB> with X = halogen, b.) an alcohol with the general formula HOR, where R is an alkyl or aryl radical which, if n = 2 has at least 3 carbon atoms, c.) And a tertiary aliphatic or cyclic amine, which is added if n = 2 in 1.75 to 2.25 molar equivalents and if n = 1 in more than 2.75 molar equivalents, in an aprotic solvent , The process according to the invention can advantageously be used to selectively obtain di- or trialkoxysilanes in purities of> 90% in one reaction step.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synthese von Di- und Trialkoxysilanen vom Typ HnSi(OR)4-n mit n = 1 oder 2. Verwendung finden die Alkoxysilane, vom Typ HnSi(OR)4-n, u. a. bei der Hydrosilylierung z.B. mit Propen und als Precursorverbindung zur Hydrophobierung im Bautenschutz.The present invention relates to a process for the synthesis of di- and trialkoxysilanes of the type H n Si (OR) 4-n where n = 1 or 2. The alkoxysilanes of the H n Si (OR) 4-n type are used , inter alia the hydrosilylation eg with propene and as a precursor compound for hydrophobing in building protection.
Es
sind eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von Alkoxysilanen
bekannt, in denen das Silicium direkt mit organischen Resten substituiert
ist. So ist z.B. aus
Aufgrund der reaktiven Silicium-Wasserstoff-Bindung haben Silane des Typs HnSi(OR)4-n ein anderes Reaktionsverhalten als Halogensilane, in denen das Silicium vollständig substituiert ist.Due to the reactive silicon-hydrogen bond silanes of the type H n Si (OR) 4-n have a different reaction behavior than halosilanes, in which the silicon is completely substituted.
Viele der bisher bekannten Verfahren zur Synthese von Alkoxysilanverbindungen nutzen die ungesteuerte Substitution einer Si-Cl-Bindung. Der dabei entstehende Chlorwasserstoff kann mit Silicium-Wasserstoff-Bindungen der Dialkoxysilane vom Typ HnSi(OR)4-n reagieren. Dies führt nachteilig zu ungewollten Nebenreaktionen und vermindert die Ausbeuten sehr stark.Many of the previously known processes for the synthesis of alkoxysilane compounds make use of the uncontrolled substitution of an Si-Cl bond. The resulting hydrogen chloride can react with silicon-hydrogen bonds of the dialkoxysilanes of the type H n Si (OR) 4-n . This leads disadvantageously to unwanted side reactions and reduces the yields very strong.
Bei
einer von Miller et al. Beschriebenen Synthese von Alkoxysilanen
des Typs H2Si(OR)2,
wird ein Halogensilan mit einem Alkoxid umgesetzt, Gleichung (1):
Aufgrund der reaktiven Silicium-Wasserstoff-Bindung ist eine Vielzahl von Reaktionsprodukten zu erwarten. Das gewünschte Dialkoxysilan entsteht nur in geringen Ausbeuten. Das Alkoxidion greift in einer Nebenreaktion auch die Silicium-Wasserstoff-Bindungen an, woraus wasserstoffärmere Alkoxysilane resultieren (W.S. Miller, J.S. Peake, W.H. Nebergall, J. Am. Chem. Soc. 79 (1957) 5604).by virtue of The reactive silicon-hydrogen bond is a variety of Reaction products to be expected. The desired dialkoxysilane is formed only in low yields. The alkoxide ion attacks in a side reaction also the silicon-hydrogen bonds on, from which less hydrogen Alkoxysilanes result (W.S. Miller, J.S. Peake, W. H. Nebergall, J. Am. Chem. Soc. 79 (1957) 5604).
Die katalytische Disproportionierung von Trimethoxysilanen kann ebenfalls zur Synthese von Dimethoxysilanen genutzt werden (Y. Nomoto, E. Suzuki, Y. Ono, Studies in Surface Science and Catalysis 90 (1994) 447).The Catalytic disproportionation of trimethoxysilanes can also be used for the synthesis of dimethoxysilanes (Y. Nomoto, E. Suzuki, Y. Ono, Studies in Surface Science and Catalysis 90 (1994) 447).
Um aus Trichlorsilan die Trialkoxysilane HSi(OR)3 zu erzeugen, ist die Zugabe einer Hilfsbase, z.B. Pyridin, notwendig (E. Popowski, N. Holst, H. Kelling, Z. anorg. allg. Chem. 543 (1986) 219). Pyridin ist als Hilfsbase bei der Erzeugung von Dialkoxysilanen vom Typ H2Si(OR)2 nicht nutzbar, da Dichlorsilan mit Pyridin unerwünschte Nebenprodukte bildet. Dichlorsilan reagiert mit Pyridinbasen, wie von Hensen et al. gezeigt, zu hexakoordinierten Siliciumverbindungen (K. Hensen, T. Stupf, M. Bolte, C. Näther, H. Fleischer, J. Am. Chem. Soc. 120 (1998) 10402).In order to produce the trialkoxysilanes HSi (OR) 3 from trichlorosilane, the addition of an auxiliary base, for example pyridine, is necessary (E. Popowski, N. Holst, H. Kelling, Z. Anorg. Allg. Chem. 543 (1986) 219) , Pyridine can not be used as auxiliary base in the production of dialkoxysilanes of the type H 2 Si (OR) 2 , since dichlorosilane forms undesirable by-products with pyridine. Dichlorosilane reacts with pyridine bases as described by Hensen et al. to hexacoordinated silicon compounds (K. Hensen, T. Stupf, M. Bolte, C. Nether, H. Fleischer, J. Am. Chem. Soc., 120 (1998) 10402).
Die Synthese der Dialkoxysilane aus Dichlorsilan ist bisher nur mit den höheren Alkoholhomologen n-Butanol, n-Pentanol usw. mit Natriumalkoholaten als Basen in wasserhaltigen Lösungsmitteln erfolgreich verlaufen. Die ungesteuerte Reaktion von Dichlorsilan mit Natriumalkoholaten führt lediglich zu Ausbeuten von maximal 35%, bezogen auf das eingesetzte Dichlorsilan (R. Müller, G. Meier, Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie 332 (1964) 281).The Synthesis of dialkoxysilanes from dichlorosilane is so far only with the higher one Alcohol homologues n-butanol, n-pentanol, etc. with sodium alcoholates as bases in aqueous solvents successful. The uncontrolled reaction of dichlorosilane with sodium alcoholates leads only to yields of a maximum of 35%, based on the used Dichlorosilane (R. Müller, G. Meier, journal for Inorganic and General Chemistry 332 (1964) 281).
Der
bei der Reaktion von Chlorsilanen mit Alkoholen frei werdende Chlorwasserstoff
kann ebenfalls die Silicium-Wasserstoff-Bindungen angreifen, wodurch
sich das Produktspektrum verbreitert, Gleichung (2):
Eine
weitere in der Literatur beschriebene Syntheseroute zu Dialkoxysilanen
besteht in der Hydrierung von Alkoxychlorosilanen mit Metallhydriden
(Gleichung (3), O. J. Klejnot, Inorg. Chem. 2 (1963) 825). Dieses Verfahren
ist relativ umständlich
und teuer:
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein vereinfachtes und selektives Verfahren zur Herstellung von Alkoxysilanen des Typs HnSi(OR)4-n mit n = 1 oder 2 anzugeben.The object of the present invention is to provide a simplified and selective process for the preparation of alkoxysilanes of the type H n Si (OR) 4-n with n = 1 or 2.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen des Typs HnSi(OR)4-n mit n = 1 oder 2, durch Umsetzen:
- a.) eines Dihalogensilans des Typs H2SiX2 mit X = Halogen,
- b.) eines Alkohols mit der allgemeinen Formel HOR, wobei R ein Alkyl- oder Arylrest ist, der wenn n = 2 mindestens 3 Kohlenstoffatome aufweist,
- c.) und eines tertiären alliphatischen oder cyclischen Amins, welches wenn n = 2 in 1,75 bis 2,25 Moläquivalenten und wenn n = 1 in über 2,75 Moläquivalenten, zugesetzt wird,
- a.) of a dihalosilane of the type H 2 SiX 2 with X = halogen,
- b.) an alcohol having the general formula HOR, wherein R is an alkyl or aryl radical which, when n = 2 has at least 3 carbon atoms,
- c.) and a tertiary aliphatic or cyclic amine which, when n = 2, is added in 1.75 to 2.25 molar equivalents and when n = 1 in excess of 2.75 molar equivalents,
Unter Zugabe von stickstoffhaltigen Basen kann vorteilhaft die Alkoholyse des Dihalogensilans mit Alkoholen kontrolliert und beeinflusst werden.Under Addition of nitrogenous bases can advantageously alcoholysis of the dihalosilane be controlled and influenced with alcohols.
Durch die erfindungsgemäße Synthese von Alkoxysilanen des Typs HnSi(OR)4-n aus einem Dihalogensilan und Alkoholen unter Steuerung der Umsetzung mit Hilfsbasen können vorteilhaft selektiv Di- oder Trialkoxysilane in einem Reaktionsschritt erhalten werden. Der nach dem Stand der Technik häufig notwendige Hydrierungssschritt entfällt.The inventive synthesis of alkoxysilanes of the type H n Si (OR) 4-n from a dihalosilane and alcohols under the control of the reaction with auxiliary bases advantageously di- or Trialkoxysilane can be obtained in one reaction step. The frequently required according to the prior art hydrogenation step is eliminated.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können vorteilhaft Reinheiten von Dialkoxysilanen von > 90% erzielt werden.With the method according to the invention can advantageous purities of dialkoxysilanes of> 90% can be achieved.
Die zur Alkoxysilansynthese aus Halogensilanen und Alkohol eingesetzten Hilfsbasen fangen den entstehenden Chlorwasserstoff ab und bewirken dadurch eine Gleichgewichtsverschiebung in Richtung Alkoxysilanbildung. Das aus der der Hilfsbase und Chlorwasserstoff als Nebenprodukt gebildete Organylammoniumchlorid lässt sich vorteilhaft leicht aus der Lösung als Feststoff abtrennen.The used for Alkoxysilansynthese from halosilanes and alcohol Auxiliary bases capture the resulting hydrogen chloride and cause thereby an equilibrium shift towards alkoxysilane formation. The from the auxiliary base and hydrogen chloride as a byproduct formed organylammonium chloride can be advantageously easily out of the solution remove as a solid.
Das Verfahren wird bevorzugt bei einer Temperatur von –80 bis +40°C, vorzugsweise –70 bis +10°C, besonders bevorzugt –20°C bis +5°C durchgeführt. Da die Reaktion exotherm ist, wird die Reaktionsmischung auf die entsprechende Temperatur gekühlt, vorzugsweise mit einem Eisbad oder einer Alkohol/Trockeneis-Mischung.The Process is preferred at a temperature of -80 to + 40 ° C, preferably -70 to + 10 ° C, especially preferably carried out at -20 ° C to + 5 ° C. There the reaction is exothermic, the reaction mixture is to the appropriate Temperature cooled, preferably with an ice bath or an alcohol / dry ice mixture.
Trotz der niedrigen Temperaturen läuft die Reaktionen sehr rasch, innerhalb von 15 bis 60. Minuten vollständig ab.In spite of the low temperatures are running reactions very quickly, within 15 to 60 minutes.
Als Dihalogensilan kommen vorzugsweise Dichlorsilan H2SiCl2 und weniger bevorzugt auch Dibromsilan H2SiBr2 zum Einsatz. Dichlorsilan wird in großen Mengen für die Halbleiterindustrie hergestellt und ist daher vorteilhaft ein preiswertes Ausgangsprodukt. Es werden vorzugsweise 20 mmol H2SiCl2 auf 5 ml bis 100 ml Lösungsmittel, bevorzugt 15 ml bis 25 ml Lösungsmittel eingesetzt.As dihalosilane preferably dichlorosilane H 2 SiCl 2 and less preferably also dibromosilane H 2 SiBr 2 are used. Dichlorosilane is produced in large quantities for the semiconductor industry and is therefore advantageously an inexpensive starting material. It is preferable to use 20 mmol of H 2 SiCl 2 per 5 ml to 100 ml of solvent, preferably 15 ml to 25 ml of solvent.
Als Lösungsmittel für die Reaktion kommen bevorzugt aprotische Lösungsmittel, wie Toluol, n-Hexan, Cyclohexan, n-Pentan, n-Heptan, Petrolether, Tetrahydrofuran, Essigsäureethylester, Dioxan, Glyme und Mischungen dieser Lösungsmittel zum Einsatz. Um Nebenreaktionen zu vermeiden ist das Lösungsmittel möglichst wasserfrei und hat bevorzugt einen maximalen Wassergehalt von unter 0,1%, besonders bevorzugt von maximal 0,01%.When solvent for the Reaction preferably aprotic solvents such as toluene, n-hexane, cyclohexane, n-pentane, n-heptane, petroleum ether, tetrahydrofuran, ethyl acetate, Dioxane, glyme and mixtures of these solvents are used. Around To avoid side reactions, the solvent is possible anhydrous and preferably has a maximum water content of below 0.1%, more preferably of at most 0.01%.
Die Variation des molaren Verhältnisses von Hilfsbasenstickstoffatome zu Silicium-Halogen-Bindung des Dihalogensilans ermöglicht vorteilhaft die Steuerung der Reaktion in Richtung der Bildung von Di- bzw. Trialkoxysilanen.The Variation of the molar ratio from auxiliary nitrogen atoms to silicon-halogen bond of the dihalosilane allows advantageous to control the reaction in the direction of the formation of Di- or trialkoxysilanes.
Für die selektive Synthese von Dialkoxysilanen des Typs H2Si(OR)2 (n = 2) wird das Dihalogensilan mit 1,75 bis 2,25 Moläquivalenten eines Amins umgesetzt. Ein Moläquivalent bedeutet dabei 1 Mol Hilfsbasenstickstoffatome pro Mol Dihalogensilan.For the selective synthesis of dialkoxysilanes of the type H 2 Si (OR) 2 (n = 2), the dihalosilane is reacted with 1.75 to 2.25 molar equivalents of an amine. One molar equivalent means 1 mole of auxiliary nitrogen atoms per mole of dihalosilane.
Für die selektive Synthese von Trialkoxysilanen des Typs HSi(OR)3 (n = 1) wird das Dihalogensilan mit 2,75 bis 10, bevorzugt 3 bis 5, besonders bevorzugt 3,5 bis 4,5 Moläquivalenten eines Amins (Mol Hilfsbasenstickstoffatome pro Mol Dihalogensilan) umgesetzt.For the selective synthesis of trialkoxysilanes of the HSi (OR) 3 (n = 1) type, the dihalosilane is admixed with from 2.75 to 10, preferably from 3 to 5, particularly preferably from 3.5 to 4.5, molar equivalents of an amine (mole of auxiliary nitrogen atoms per mole Dihalosilane) reacted.
Eine weitere Möglichkeit die Entstehung von Di- und Trialkoxysilanen zu steuern ist die Variation des molaren Verhältnisses von Alkohol zu Silicium-Halogen-Bindung des Dihalogensilans Für die selektive Synthese von Dialkoxysilanen des Typs H2Si(OR)2 (n = 2) wird das Dihalogensilan mit 1,75 bis 2,25 Moläquivalenten (bezogen auf das Dihalogensilan) eines Alkohols mit der allgemeinen Formel HOR, wobei R ein Alkyl- oder Arylrest ist mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen ist umgesetzt.Another possibility for controlling the formation of di- and trialkoxysilanes is the variation of the molar ratio of alcohol to silicon-halogen bond of the dihalosilane. For the selective synthesis of dialkoxysilanes of the type H 2 Si (OR) 2 (n = 2), the Dihalosilane having 1.75 to 2.25 molar equivalents (based on the dihalosilane) of an alcohol having the general formula HOR, wherein R is an alkyl or aryl radical having at least 3 carbon atoms is reacted.
Für die selektive Synthese von Trialkoxysilanen des Typs HSi(OR)3 (n = 1) wird das Dihalogensilan mit mindestens 2,8 bevorzugt 2,9 bis 10, besonders bevorzugt 3 bis 5 Moläquivalenten (bezogen auf das Dihalogensilan) des Alkohols umgesetzt.For the selective synthesis of trialkoxysilanes of the HSi (OR) 3 (n = 1) type, the dihalosilane is reacted with at least 2.8, preferably from 2.9 to 10, particularly preferably from 3 to 5 molar equivalents (based on the dihalosilane) of the alcohol.
Für die Dialkoxysilansynthese werden bevorzugt 40 mmol Alkohol, für die Trialkoxysilan 60 mmol Alkohol auf 5 ml bis 100 ml Lösungsmittel, bevorzugt 15 ml bis 25 ml Lösungsmittel eingesetzt.For dialkoxysilane synthesis are preferably 40 mmol of alcohol, for the trialkoxysilane 60 mmol Alcohol to 5 ml to 100 ml of solvent, preferably 15 ml to 25 ml of solvent used.
Als Alkohol werden vorzugsweise primäre oder sekundäre alliphatische oder aromatische Alkohole mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatomen eingesetzt, wobei für die Synthese von Dialkoxysilanen Alkohole von mindestens 3 Kohlenstoffatomen gewählt werden. Bevorzugte Alkohole sind Isopropanol, n-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, n-Pentanol, iso-Pentanol, Phenol, Benzylalkohol, 1-Propin-3-ol und Allylalkohol, sowie im Falle, dass n = 1 auch Methanol oder Ethanol.When Alcohol is preferably primary or secondary aliphatic or aromatic alcohols having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms used, wherein for the synthesis of dialkoxysilanes, alcohols of at least 3 carbon atoms chosen become. Preferred alcohols are isopropanol, n-propanol, n-butanol, iso-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, phenol, benzyl alcohol, 1-propyn-3-ol and Allylalkohol, as well as in the case that n = 1 and methanol or ethanol.
Der Alkohol wird vorzugsweise langsam zu dem im Lösungsmittel gelösten Dihalogensilan getropft, bevorzugt über einen Zeitraum von 5 bis 15 min.Of the Alcohol is preferably slowly added to the dihalosilane dissolved in the solvent dripped, preferably over a period of 5 to 15 min.
Erfindungsgemäß eingesetzte Hilfsbasen sind tertiäre alliphatische Amine und cyclische Amine. Vorteilhaft werden Hilfsbasen, die keine höher koordinierten Verbindungen bilden und nicht zu sperrig sind um Elimierungsreaktione am Alkohol zu vermeiden. Bevorzugte Basen für die Di- und Trialkoxysilan-Synthese sind Triethylamin (Et3N), Trimethylamin (Me3N), Ethyldipropylamin (Et(n-Pr)2N) und Diethylpropylamin (Et2(n-Pr)N) und 1,4-Diaza-bicyclo[2.2.2]octan (N(C2H4)3N) und für die Trialkoxysilansynthese auch Pyridin, verschieden substituierte Pyridine, Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU).Auxiliary bases used according to the invention are tertiary aliphatic amines and cyclic amines. Advantageous are auxiliary bases which do not form more highly coordinated compounds and are not too bulky to avoid elimination reactions on the alcohol. Preferred bases for the di- and trialkoxysilane synthesis are triethylamine (Et 3 N), trimethylamine (Me 3 N), ethyldipropylamine (Et (n-Pr) 2 N) and diethylpropylamine (Et 2 (n-Pr) N) and 1 , 4-diaza-bicyclo [2.2.2] octane (N (C 2 H 4 ) 3 N) and for the Trialkoxysilansynthese also pyridine, various substituted pyridines, diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN) and 1 , 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU).
Für die Dialkoxysilansynthese werden bevorzugt 40 mmol Hilfsbase für die Trialkoxysilan 60 mmol Hilfsbase auf 5 ml bis 100 ml Lösungsmittel, bevorzugt 15 ml bis 25 ml Lösungsmittel eingesetzt.For dialkoxysilane synthesis are preferably 40 mmol auxiliary base for the trialkoxysilane 60 mmol auxiliary base to 5 ml to 100 ml of solvent, preferably 15 ml to 25 ml of solvent used.
Der
Einfluss von unterschiedlichen stickstoffhaltigen organischen Basen
auf die Alkoholyse wurde untersucht. Dabei wurde gefunden, dass
auch unter Ausnutzung der Basizitätsabstufung der Amine vorteilhaft die
Entstehung von Di- und Trialkoxysilanen gesteuert werden:
Die
Ergebnisse zeigen, dass Basen mit einem pKB-Wert über 2,5
bevorzugt mit einem pKB im Bereich 3 bis
6, die selektive Synthese von Dialkoxysilanen steuern. Die pKB-Werte sind Vergleichswerte, da in wässriger
Lösung
ermittelt. Für
die Synthese von Trialkoxysilanen kommen auch stärker basische Verbindungen
zum Einsatz.The influence of different nitrogen-containing organic bases on alcoholysis was investigated. It was found that the formation of di- and trialkoxysilanes can also be advantageously controlled by taking advantage of the basicity grading of the amines:
The results show that bases with a pK B value above 2.5, preferably with a pK B in the range 3 to 6, control the selective synthesis of dialkoxysilanes. The pK B values are comparative values, as determined in aqueous solution. For the synthesis of trialkoxysilanes also more basic compounds are used.
Für die Synthese
von Dialkoxysilanen werden somit bevorzugt die schwächer basischen
Verbindungen aus der Triethylamin (Et3N,
pKB 3,24), Trimethylamin (Me3N,
pKB 4,26), Ethyldipropylamin (Et(n-Pr)2N) und Diethylpropylamin (Et2(n-Pr)N)
enthaltenden Gruppe und 1,4-Diaza-bicyclo(2.2.2]octan (N(C2H4)3N)
eingesetzt. Der Zusatz im stöchiometrischen
Verhältnis
zum Halogenanteil (das heißt
circa zwei Mol Hilfsbasenstickstoffatome pro Mol Dihalogensilan)
ermöglicht
vorteilhaft die selektive Synthese der gewünschten Dialkoxysilane nach
Gleichung (4):
R'3N = Et3N, Et(n-Pr)N,
N(C2H4)3N,
Me3N
Et(n-Pr)2N
und Et2(n-Pr)N sind in Gleichung (4) zu
Et(n-Pr)N zusammengefasst.The less basic compounds from the ethyldipropylamine triethylamine (Et (n-Pr) 2 N are used for the synthesis of dialkoxysilanes thus preferably (Et 3 N, 3.24 pK B), trimethylamine (Me 3 N, 4.26 pK B), ) and diethylpropylamine (Et 2 (n-Pr) N) and 1,4-diaza-bicyclo [2.2.2] octane (N (C 2 H 4 ) 3 N) The addition in stoichiometric ratio to the halogen fraction ( that is, about two mol of auxiliary nitrogen atoms per mole of dihalosilane) advantageously allows the selective synthesis of the desired dialkoxysilanes according to equation (4):
R ' 3 N = Et 3 N, Et (n-Pr) N, N (C 2 H 4 ) 3 N, Me 3 N
Et (n-Pr) 2 N and Et 2 (n-Pr) N are summarized in Equation (4) to Et (n-Pr) N.
Die erzeugten Dialkoxysilane sind vorteilhaft über einen längeren Zeitraum in Lösung stabil. Die Synthese der wasserstoffreichen Dialkoxysilane H2Si(OR)2 kann, bei Einsatz von Alkoholen mit einer Kettenlänge von mindestens C3, selektiv, mit Ausbeuten von über 95%, bezogen auf das eingesetzte Dichlorsilan, durchgeführt werden. Beim Einsatz der kurzkettigen Alkohole Methanol und Ethanol entstand jeweils ein Produktgemisch aus Di- und Trialkoxysilan und Nebenprodukten.The dialkoxysilanes produced are advantageously stable over a longer period of time in solution. The synthesis of the hydrogen-rich dialkoxysilanes H 2 Si (OR) 2 , when using alcohols having a chain length of at least C 3 , selectively, with yields of over 95%, based on the dichlorosilane used, are performed. When using the short-chain alcohols methanol and ethanol, a product mixture of di- and trialkoxysilane and by-products was formed in each case.
Bei der Trialkoxysilansynthese vergrößert sich der Kreis der bevorzugten Basen um die stärker basischen Amine, wie die „cyclischen Superbasen" Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU). DBN hat eine relative Basizität bezogen auf Acetonitril von 0,063, DBU von 0,214.at the trialkoxysilane synthesis increases the circle of preferred bases to the more basic amines, such as the "cyclic Superbases "diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN) and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). DBN has one relative basicity based on acetonitrile of 0.063, DBU of 0.214.
Der
Einsatz von über
1,5, bevorzugt mindestens um die 2 Moläquivalenten Hilfsbase pro Silicium-Chlorbindung
im Dichlorsilan (das heißt
circa vier Mol Hilfsbasenstickstoffatome pro Mol Dihalogensilan), ermöglicht vorteilhaft
die selektive Synthese der gewünschten
Trialkoxysilane nach Gleichung (5):
Der benötigte Überschuss an Hilfsbase bewirkt vorteilhaft die für die Trialkoxysilansynthese notwendige Spaltung einer Silicium-Wasserstoff-Bindung. Erst bei einem Verhältnis von über 1,5 Äquivalenten Hilfsbase pro Silicium-Chlorbindung im Dichlorsilan das heißt circa drei Mol Hilfsbasenstickstoffatome pro Mol Dihalogensilan) wird eine Si-H-Bindung durch eine Alkoxygruppe substituiert. Beim Einsatz von 2 Moläquivalenten Hilfsbase pro Silicium-Chlorbindung im Dichlorsilan (das heißt circa vier Mol Hilfsbasenstickstoffatome pro Mol Dihalogensilan) entsteht nahezu ausschließlich Trialkoxysilan.Of the needed surplus to auxiliary base causes advantageous for the Trialkoxysilansynthese necessary cleavage of a silicon-hydrogen bond. Only at; only when a relationship from above 1.5 equivalents Auxiliary base per silicon-chlorine bond in dichlorosilane ie circa three molar auxiliary nitrogen atoms per mole of dihalosilane) an Si-H bond is substituted by an alkoxy group. When used of 2 molar equivalents of auxiliary base per silicon-chlorine bond in dichlorosilane (ie circa four molar auxiliary nitrogen atoms per mole of dihalosilane) is formed almost exclusively Trialkoxysilane.
Auch im Falle der Wahl von Methanol bzw. Ethanol als Alkohol, bildete sich als Hauptprodukt das jeweilige Trialkoxysilan.Also in the case of the choice of methanol or ethanol as alcohol formed the main product is the respective trialkoxysilane.
Die erzeugten Trialkoxysilane sind vorteilhaft über einen längeren Zeitraum in Lösung stabilThe produced trialkoxysilanes are advantageously stable over a longer period in solution
Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele näher erläutert: Alle Reaktionen wurden unter Schutzgas mit der Schlenktechnik durchgeführt.The Invention will be explained in more detail by exemplary embodiments: All Reactions were carried out under protective gas with the Schlenk technique.
Es wurden kommerziell erhältliche Ausgangsstoffe verwendet und diese nach entsprechenden Laborvorschriften getrocknet.It were commercially available Starting materials used and these according to laboratory regulations dried.
Ausführungsbeispiel
1: Herstellung von Di-iso-propoxysilan:
In
einem Schlenkgefäß (100 ml)
mit Magnetrührstab
werden 4,23 ml (20 mmol) einer 40%igen Dichlorsilan-Toluol-Lösung unter
Isopropanol/Trockeneis-Kühlung
in einem Kolben zusammen mit 40 ml Toluol vorgelegt. Zu dieser Lösung werden
4,04 g (40 mmol) Triethylamin gegeben. Mittels einer Spritze werden
anschließend
2,4 g (40 mmol) Isopropanol sehr langsam zugetropft (ca. 10 min).
Bei der Zugabe des Alkohols entsteht sofort ein weißer Niederschlag
von Triethylammoniumchlorid. Nach Beendigung der Hydrochloridbildung
wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt, der
entstandene Feststoff (Ausbeute > 95%) mit
Hilfe einer Fritte abgetrennt und die Reaktionslösung mittels NMR (nuclear magnetic
resonance)-Spektroskopie (DPX 400 Avance der Firma Bruker, Rheinstetten,
Deutschland, nach der Methode DEPT 135) untersucht, dabei wird ausschließlich Di-iso-propoxysilan
(1) in der Lösung
gefunden: NMR-Daten:
Die NMR-Daten zeigen, dass das gewünschte Produkt Di-iso-propoxysilan (1) rein vorliegt.The NMR data show that the desired Product Di-iso-propoxysilane (1) is pure.
Ausführungsbeispiel
2: Herstellung von Di-n-butoxysilan:
In
einem Schlenkgefäß (100 m1)
mit Magnetrührstab
werden 4,23 ml (20 mmol) einer 40%igen Dichlorsilan-Toluol-Lösung unter
Isopropanol/Trockeneis-Kühlung
in einem Kolben zusammen mit 40 ml Toluol vorgelegt. Zu dieser Lösung werden
4,04 g (40 mmol) Triethylamin gegeben. Mittels einer Spritze werden
anschließend
2,96 g (40 mmol) n-Butanol
sehr langsam zugetropft. Bei der Zugabe des Alkohols entsteht sofort ein
weißer
Niederschlag von Triethylammoniumchlorid. Nach Beendigung der Hydrochloridbildung
wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt, der
entstandene Feststoff (Ausbeute > 95%)
mit Hilfe einer Fritte abgetrennt und die Reaktionslösung mittels
NMR-Spektroskopie, wie in Ausführungsbeispiel 1
beschrieben, untersucht. Dabei wird ausschließlich Di-n-butoxysilan (2)
in der Lösung
gefunden: NMR-Daten:
Die NMR-Daten zeigen, dass das gewünschte Produkt Di-n-butoxysilan (2) rein vorliegt.The NMR data show that the desired Product di-n-butoxysilane (2) is pure.
Ausführungsbeispiel
3: Herstellung von Trimethoxysilan:
In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 4,23 ml (20 mmol) einer 40%igen Dichlorsilan-Toluol-Lösung unter Isopropanol/Trockeneis-Kühlung zusammen mit 40 ml Toluol vorgelegt. Zu dieser Lösung werden 8,08 g (80 mmol) Triethylamin gegeben. Mittels einer Spritze werden anschließend 1,92 g (60 mmol) Methanol sehr langsam zugetropft. Dabei kommt es sofort zur Bildung eines weißen Niederschlages vom entstehenden Triethylammoniumchlorid. Nach Beendigung der Hydrochloridbildung wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt und der entstandene Feststoff durch eine Filtration mit einer Schlenkfritte abgetrennt.In a Schlenk vessel (100 ml) with magnetic stir bar 4.23 ml (20 mmol) of a 40% dichlorosilane-toluene solution under Isopropanol / dry ice cooling submitted together with 40 ml of toluene. To this solution are added 8.08 g (80 mmol) Triethylamine given. By means of a syringe then 1.92 g (60 mmol) of methanol was added dropwise very slowly. It comes immediately to form a white one Precipitation of the resulting triethylammonium chloride. After completion hydrochloride formation, the reaction mixture is slowly brought to room temperature heated and the resulting solid by filtration with a Schlenk frit separated.
Der
Feststoff (Ausbeute > 90%)
wird anschließend
mit 30 ml Toluol gewaschen, im Vakuum getrocknet und das Pulver
diffraktometrisch untersucht. Dabei wird nur das Triethylaminhydrochlorid
gefunden. Die Reaktionslösung
wird NMR-spektroskopisch charakterisiert. Ausschließlich Trimethoxysilan
(3) lässt
sich nachweisen: NMR-Daten:
Die Analysenergebnisse belegen die Reinheit des erzeugten Trimethoxysilans (3).The Analytical results confirm the purity of the trimethoxysilane produced (3).
Ausführungsbeispiel
4: Herstellung von Tri-iso-propoxysilan:
In einem Schlenkgefäß (100 ml) mit Magnetrührstab werden 4,23 ml (20 mmol) einer 40%igen Dichlorsilan-Toluol-Lösung unter Isopropanol/Trockeneis-Kühlung zusammen mit 40 ml Toluol vorgelegt. Zu dieser Lösung werden 8,08 g (80 mmol) Triethylamin gegeben. Mittels einer Spritze werden anschließend 3,6 g (60 mmol) iso-Propanol sehr langsam zugetropft (10 min), dabei kommt es sofort zur Bildung eines weißen Niederschlages vom entstehenden Triethylammoniumchlorid. Nach Beendigung der Hydrochloridausfällung wird das Reaktionsgemisch langsam auf Raumtemperatur erwärmt und der entstandene Feststoff durch eine Filtration mit einer Schlenkfritte abgetrennt.In a Schlenk vessel (100 ml) with magnetic stir bar 4.23 ml (20 mmol) of a 40% dichlorosilane-toluene solution under Isopropanol / dry ice cooling submitted together with 40 ml of toluene. To this solution are added 8.08 g (80 mmol) Triethylamine given. By means of a syringe then 3.6 g (60 mmol) of isopropanol was added dropwise very slowly (10 min) it comes immediately to the formation of a white precipitate from the resulting Triethylammonium. After completion of the hydrochloride precipitation, the Reaction mixture slowly warmed to room temperature and the resulting solid separated by filtration with a Schlenk frit.
Der
Feststoff (Ausbeute > 90%)
wird anschließend
mit 30 ml Toluol gewaschen, im Vakuum getrocknet und mittels Pulverdiffraktometrie
untersucht. Die Reaktionslösung wird
NMR-spektroskopisch, wie in Ausführungsbeispiel
1 beschrieben, charakterisiert. Ausschließlich Tri-iso-propoxysilan
(4) lässt
sich nachweisen: NMR-Daten:
Die NMR-Daten zeigen, dass das gewünschte Produkt Tri-iso-propoxysilan (4) in sehr hoher Reinheit erhalten wurde.The NMR data show that the desired Product tri-iso-propoxysilane (4) obtained in very high purity has been.
Claims (6)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200610019016 DE102006019016A1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Process for the preparation of di- and trialkoxysilanes |
| DE112007000952T DE112007000952A5 (en) | 2006-04-19 | 2007-04-19 | Process for the preparation of hydrogen-rich silanes, as well as new chemical compounds |
| PCT/DE2007/000724 WO2007118474A2 (en) | 2006-04-19 | 2007-04-19 | Method for the production of hydrogen-rich silanes, and novel chemical compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200610019016 DE102006019016A1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Process for the preparation of di- and trialkoxysilanes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102006019016A1 true DE102006019016A1 (en) | 2007-10-25 |
Family
ID=38536832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200610019016 Withdrawn DE102006019016A1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Process for the preparation of di- and trialkoxysilanes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102006019016A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE913769C (en) * | 1951-06-06 | 1954-06-21 | Basf Ag | Process for the production of orthosilicic acid esters |
| DE2012683A1 (en) * | 1969-03-17 | 1971-01-14 | Rhone Poulenc S A , Paris | Process for the purification of mixtures of organochlorosilanes |
| DE2144748A1 (en) * | 1970-09-08 | 1972-03-09 | Union Carbide Corp., New York, N.Y. (V.StA.) | Process for the preparation of silane esters |
| DE19755597A1 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-17 | Huels Chemische Werke Ag | Process for the preparation of alkoxysilanes |
-
2006
- 2006-04-19 DE DE200610019016 patent/DE102006019016A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE913769C (en) * | 1951-06-06 | 1954-06-21 | Basf Ag | Process for the production of orthosilicic acid esters |
| DE2012683A1 (en) * | 1969-03-17 | 1971-01-14 | Rhone Poulenc S A , Paris | Process for the purification of mixtures of organochlorosilanes |
| DE2144748A1 (en) * | 1970-09-08 | 1972-03-09 | Union Carbide Corp., New York, N.Y. (V.StA.) | Process for the preparation of silane esters |
| DE19755597A1 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-17 | Huels Chemische Werke Ag | Process for the preparation of alkoxysilanes |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Silicon Compounds, Organic, Vol. A 24, 1993, VCH Weinheim, S. 31-33 * |
| W. Noll: Chemie und Technologie der Silicone, 2. Aufl., 1968, S. 71 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4072701A (en) | Process for the production of sulfur containing organosilicon compounds | |
| EP1480989B1 (en) | Preparation of sulfur-containing organosilicon compounds using a buffered phase transfer catalysis process | |
| EP0895996A2 (en) | Process for preparing highly pure organosilicon disulfanes | |
| EP1331238A2 (en) | Mixture of chain-forming and cyclic siloxane oligomers, their preparation and their use | |
| EP1700861B1 (en) | Process for preparing organosilanes | |
| TWI659037B (en) | Urea-containing decane and preparation method and use thereof | |
| EP3164407B1 (en) | Method for producing siloxanes from alkali salts of silanols | |
| DE112014005811B4 (en) | Cyclic silane neutral complex, manufacturing method therefor, and method for manufacturing cyclic hydrogenated silane or cyclic organic silane | |
| DE3888991T2 (en) | Aminohydrocarbon-substituted ketoximosilanes. | |
| DE3851243T2 (en) | Process for the preparation of trialkoxysilanes. | |
| WO2007118474A2 (en) | Method for the production of hydrogen-rich silanes, and novel chemical compounds | |
| DE3606262A1 (en) | SILYLCARBAMATE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| EP1172367B1 (en) | Process for preparing organosilylalkyl-polysulfanes | |
| EP1317463B1 (en) | High temperature-stabile silicon boron carbide nitride ceramics comprised of silylalkyl borazines, method for the production thereof, and their use | |
| EP2944641B1 (en) | Process for preparing urea-containing mercaptosilanes | |
| JP5219812B2 (en) | Preparation method of organoalkoxysilane using organic acid or cyanic acid and haloalkoxysilane | |
| WO2025077974A2 (en) | Method for producing halogenoalkoxy(organo)silanes and -siloxanes and pseudohalogenoalkoxy(organo)silanes and -siloxanes | |
| DE102006019016A1 (en) | Process for the preparation of di- and trialkoxysilanes | |
| EP2828270A1 (en) | Method for producing aminoalkylalkoxysilanes | |
| DE60209085T2 (en) | Process for the preparation of sulfide chain-containing organosilicon compounds | |
| EP1316557B1 (en) | Process for the preparation of in 3-position functionalised propylsilanes | |
| EP0937732B1 (en) | Process for reducing the sulfane-chain length of bis(organosilyl)polysulfanes | |
| WO2016162021A1 (en) | Silyl compounds comprising an ion and a cation, method for the production thereof and use thereof | |
| DE102010028170B4 (en) | Process for preparing metallated hydridosilane compounds | |
| DE19603242A1 (en) | Functional carbosilane dendrimers, organic-inorganic carbosilane hybrid materials, in each case a process for their preparation, a process for the preparation of paints from the functional carbosilane dendrimers and their use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |