DE1131681B

DE1131681B - Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen organischen Siliciumverbindungen

Info

Publication number: DE1131681B
Application number: DEW25867A
Authority: DE
Inventors: Arnold B Finestone
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1958-07-29
Filing date: 1959-06-23
Publication date: 1962-06-20
Also published as: US3133108A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND RL. 12p 5

INTERNAT. KL. C 07 d

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1131 681

W25867IVd/12p

ANMELDETAG: 23. JUNI 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 20. JUNI 1962

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen organischen Siliciumverbindungen.

Diese werden erfindungsgemäß erhalten, wenn man 1 Mol einer Organosiliciumverbindung der allgemeinen Formel

R₇₁- Si — (OR¹)»

in der R und R' Alkylreste, z. B. Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl- oder Isobutylreste, oder Arylreste, z. B. Phenyl-, Methylphenyl- oder Chlorphenylreste, bedeuten, η eine ganze Zahl von 0 bis 3 und m eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und die Summe von η und m = 4 ist, mit 1 oder 2 Mol eines Alkanolamine der allgemeinen Formel

/ OH

N-J CH₂-C-R'

I H /

in der R" ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest bedeutet, erhitzt.

In der folgenden Tabelle sind verschiedene verfahrensgemäß zu verwendende Organosiliciumverbindungen angeführt.

Verfahren zur Herstellung

von stickstoffhaltigen organischen

Siliciumverbindungen

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 29. Juli 1958 (Nr. 751632)

Arnold B. Finestone, West Newton, Mass. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Organosiliciumverbindungen der allgemeinen Formel R„ —Si —

η = 0 »i = 4	« = 1 »i = 3	» = 2 m = 2	n = 3 m = l
Methylorthosilikat Äthylorthosilikat Propylorthosilikat 2-Äthylbutylorthosilikat	Methyltriäthoxysilan Äthyltriäthoxysilan Propyltriäthoxysilan Äthyltrimethoxysilan Phenyltriäthoxysilan	Dimethyldimethoxysilan Dimethyldiäthoxysilan Diäthyldiäthoxysilan Methylphenyldiäthoxysilan Diphenyldiäthoxysilan Methyläthyldiäthoxysilan Diäthyldiphenoxysilan	Triäthyläthoxysilan Trimethyläthoxysilan Triäthylphenoxysilan Trimethylmethoxysilan

Je nach dem Molverhältnis der verwendeten Reaktionskomponenten werden verschiedene Verbindungen erhalten.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die gewünschte Menge der Reaktionsteilnehmer in einem Reaktionsgefäß vermischt und unter Rückfluß erhitzt. Das Kochen unter Rückfluß wird fortgesetzt, bis eine bestimmte Menge des einwertigen Alkohols, eines Reaktionsproduktes, entfernt ist. Die stickstoffhaltige organische Siliciumverbindung kann je nach den verwendeten Reaktionskomponenten kristallin oder flüssig sein. Die festen, kristallinen Verbindungen werden gegebenenfalls gereinigt, z. B. durch Umkristallisation aus einem Lösungsmittel.

209 610/391

Claims

Bei dem Einsatz der Reaktionskomponenten im Molverhältnis 1: 1 erwies es sich als wünschenswert, dem Gemisch der Reaktionskomponenten wenigstens 5 Gewichtsprozent — bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionskomponenten — eines inerten Lösungsmittels zuzusetzen, welches mit dem sich bei der Reaktion bildenden einwertigen Alkohol ein azeotropes Gemisch bildet, wodurch eine hinreichende Entfernung des einwertigen Alkohols gesichert ist. Hierfür geeignet sind z. B. Benzol, Toluol und Xylol. Gegebenenfalls in dem Reaktionsgefäß zurückbleibende azeotrop wirkende Lösungsmittel werden durch Erwärmen im Vakuum entfernt.

Um eine streng koordinative Bindung zwischen dem Stickstoffatom und dem Siliciumatom bei der Reaktion im Molverhältnis 1: 1 zu erhalten, ist es wünschenswert, das Kochen der Reaktionskomponenten unter Rückfluß so lange fortzusetzen, bis der gesamte entstandene einwertige Alkohol entfernt ist.

Wurden zur Durchführung des Verfahrens 2 Mol eines Alkanolamins auf 1 Mol einer Organosiliciumverbindung verwendet, so muß die Reaktion nur so lange weitergeführt werden, bis wenigstens 2 Mol des entstandenen Alkohols entfernt sind. Bei der Verwendung einiger Reaktionskomponenten bilden sich mehr als 2 Mol des einwertigen Alkohols. Hier kann die Reaktion weitergeführt werden, bis diese vollständig entfernt sind.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele erläutert. 3"

. Beispiel 1

In einen Dreihalskolben, der mit Thermometer, Rührer, Rückflußkühler und Abscheider nach Dean Stark versehen ist, wobei der Dean-Stark-Aufsatz zur Entfernung des azeotrop siedenden Gemisches aus dem Kolben dient, gibt man 74,5 g (0,5 Mol) Triäthanolamin 120 g (0,5 Mol) Phenyltriäthoxysilan und 500 ml Benzol. "

Die Reaktionskomponenten werden vermischt und langsam zum Kochen unter Rückfluß erhitzt. Das Kochen unter Rückfluß wird so lange fortgesetzt, bis das gesamte entstandene Äthanol durch azeotrope Destillation entfernt ist. Das in dem Kolben verbleibende Reaktionsprodukt wird in heißem Benzol gelöst und hieraus umkristallisiert. Ausbeute 71 %· Das umkristallisierte Phenyltriäthanolaminsilan ist eine kristalline Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 203,6 bis 204,2⁰C. Sie enthält Stickstoff koordinativ an Silicium gebunden und entspricht der Strukturformel

Kochen unter Rückfluß wird so lange fortgesetzt, bis das gesamte entstandene Äthanol durch azeotrope Destillation entfernt ist. Das in dem Kolben verbleibende Reaktionsprodukt wird in warmem Benzol gelöst und umkristallisiert. Ausbeute 85%- Das umkristallisierte Methyltriäthanolaminsilan schmilzt bei 139,5 bis 142° C. Diese Verbindung wird durch Sublimation bei 60°C und 0,8 mm noch weitergereinigt. Sie entspricht der Strukturformel

.0-CH₂-CH_2x CH₃-Si^-O-CH₂-CH₂-N ^NO —CH₂-CH₂'

Beispiel 3

Unter Benutzung der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur werden 149 g (1 Mol) Triäthanolamin, 208 g (1 Mol) Äthylorthosilikat und 400 ml Benzol umgesetzt.

Das erhaltene Äthoxytriäthanolaminsilan ist eine weiße kristalline Masse mit einem Schmelzpunkt von 35 bis 37⁰C. Ausbeute 85%. Die Verbindung entspricht der Strukturformel

CHa CH₂

0-CH₂-CH_2x -0-Si-O-CH₂-CH₂-N O-CH₂-CH₂

Beispiel 4

Unter Benutzung der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur werden 298 g (2 Mol) Triäthanolamin und 208 g (1 Mol) Äthylorthosilikat umgesetzt.

Die Reaktionskomponenten werden vermischt und langsam zum Kochen unter Rückfluß erhitzt. Das Kochen wird so lange fortgesetzt, bis 4 Mol Äthanol abdestilliert sind. Das im Kolben zurückbleibende Reaktionsprodukt ist flüssig im Vakuum oder Hochvakuum destillierbar und entspricht der Strukturformel

CH₂-CH₂-OH

CH₂ /O"

O — C Μ.2 — C/ Ü2 CH₉—CH₉-N

-O'

CH₂-CH₂-N CH₂

CH₂

CH₉

i^

0 — CH2 — CH₂

55 CH₂-CH₂-OH

Beispiel 2

Unter Benutzung der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur werden 149 g (1 Mol) Triäthanolamin und g (1 Mol) Methyltriäthoxysilan in Gegenwart von ml Benzol zur Reaktion gebracht.

Die Reaktionskomponenten werden vermischt und langsam zum Kochen unter Rückfluß erhitzt. Das Die gemäß der Erfindung hergestellten stickstoffhaltigen organischen Siliciumverbindungen werden als Härtungskatalysatoren für Epoxydharze und als Zwischenprodukte für die Herstellung verschiedener Verbindungen verwendet.

⁶S PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen organischen Siliciumverbindungen, dadurch ge-

kennzeichnet, daß man 1 Mol einer Organo- amins der allgemeinen Formel

siliciumverbindung der allgemeinen Formel

R_n- Si — (OR')«

₅ N-I CH₅,-C — R"

in der R und R' Alkyl- oder Arylreste bedeuten,

η eine ganze Zahl von 0 bis 3 und m eine ganze \ -H /3

Zahl von 1 bis 4 darstellt und die Summe von in der R" ein Wasserstoifatom oder einen Methyl-

n und m = 4 ist, mit 1 oder 2 Mol eines Alkanol- rest bedeutet, erhitzt.