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DE1793280B2 - Verfahren zur Herstellung von gamma-Aminopropylalkylalkoxysilanen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von gamma-Aminopropylalkylalkoxysilanen

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Publication number
DE1793280B2
DE1793280B2 DE19681793280 DE1793280A DE1793280B2 DE 1793280 B2 DE1793280 B2 DE 1793280B2 DE 19681793280 DE19681793280 DE 19681793280 DE 1793280 A DE1793280 A DE 1793280A DE 1793280 B2 DE1793280 B2 DE 1793280B2
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DE
Germany
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allylamine
alkoxysilanes
preparation
hydrogen
reaction
Prior art date
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Withdrawn
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DE19681793280
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DE1793280A1 (de
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Sigrid Dr. X 8010 Dresden Reichel
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VEB CHEMIEWERK NUENCHRITZ X 8401 NUENCHRITZ
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VEB CHEMIEWERK NUENCHRITZ X 8401 NUENCHRITZ
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Publication date
Application filed by VEB CHEMIEWERK NUENCHRITZ X 8401 NUENCHRITZ filed Critical VEB CHEMIEWERK NUENCHRITZ X 8401 NUENCHRITZ
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/50Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/503Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms without bond between a carbon atom and a metal or a boron, silicon, selenium or tellurium atom
    • D06M13/507Organic silicon compounds without carbon-silicon bond
    • 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

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Description

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von y-Aminopropylalkoxysilanen bekannt. Man gewinnt sie durch Reduktion von /9-Cyanäthylalkoxysilanen oder durch Aminierung von /S-Chlorpropylalkoxysilanen mit Ammoniak. In beiden Fällen ist das Arbeiten unter Druck, z. B. im Autoklav, unerläßlich. J. S. S a a m und J. L. S ρ e i e r (J. Org. Chem., 24 [1959], 119) addierten Triäthoxysilan an Trimethylallylsilazan und spalteten anschließend mit Alkohol y-Aminopropyltriäthoxysilan ab. Dieses Verfahren ist infolge seiner vielen Verfahrensstufen für technische Anwendungen zu aufwendig.
Namjetkin und Mitarbeiter (Dokl. Akad.Nauk UdSSR, 140 [1961], 384; C. A. 56 [1962], 493 f) addierten Triäthoxysilan mit lOo/oiger Ausbeute bei Verwendung von H8PtCIg als Katalysator, an Allylamin. Würde diese Reaktion bei höheren Temperaturen durchgeführt werden, wären infolge des niedrigen Siedepunktes des Allylamine (Kp. 53,2° C) ebenfalls Autoklaven notwendig. Daneben war bei höheren Temperaturen die allgemein, besonders für Aminoalkoxysilane bekannte Hitzekondensation zu erwarten, die die Ausbeute an gewünschtem Anlagerungsprodukt erheblich vermindern würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war d>" Entwicklung eines einfachen, möglichst einstufige· "erfahrens für die Herstellung von y-Aminopropyliu^oxysilanen und von y-Aminopropylalkyloxysilanen, das in einfachen Apparaturen durchführbar ist, die Anwendung von Autoklaven vermeidet und die Verwendung leicht zugänglicher Ausgangsprodukte ermöglicht.
Es wurde nun ein Verfahren gefunden, nach dem ohne Anwendung von Autoklaven und in einer Reaktionsstufe die Herstellung von y-Aminopropylalkoxysilanen und von y-Aminopropylalkylalkoxysüanen mit sehr guten Ausbeuten möglich ist. Überraschenderweise kann in Gegenwart von üblichen bekannten Additions-Katalysatoren Allylamin direkt an Hydrogenalkoxy- bzw. an Hydrogenalkylalkoxysilanen mit Ausbeuten bis über 85% angelagert werden.
Man erhitzt ein Reaktionsgemisch von Hydrogensilan und Allylamin, das Allylamin und Si-H-Bindungen der Hydrogensüane in etwa äquimolarem Verhältnis aufweist, unter Rückfluß, wobei die Temperatur im Reaktionsgemisch nur langsam ansteigt. Das Reaktionsgemisch muß jedoch so lange erhitzt werden, bis die Temperatur auf über 1100C angestiegen ist. Sie wird gegen Ende der Reaktion konstant. Dazu benötigt man 30 bis 40 Stunden. Bei dieser Reaktionsführung tritt überraschenderweise weder die zu erwartende Hitzekondensation noch Zersetzung der Aminoalkoxysilane ein, so daß Ausbeuten bis über 85 % erhalten werden.
Als Hydrogenalkoxysilane können Hydrogentrialkoxysilane und Alkylhydrogenalkoxysilane, insbesondere Methylhydrogendialkoxysilane eingesetzt werden.
R und R'
HSiRn(ORVn + CH2 = CHCH8NH4 Alkyl, η = 0 bis 3.
Katalysator
H2N(CHi)3SiRn(ORV*
Als Katalysatoren kommen die in der siliciumorganischen Chemie üblichen Additionskatalysatoren zur Anwendung, bevorzugt, wegen seiner einfachen Handhabung, Hexachloroplatinsäure in Isopropanol. Es eignen sich aber auch Katalysatorengemische, z. B. nach US-PS 2 971 970.
Die Reaktionszeit kann wesentlich verkürzt werden, wenn in Gegenwart von höher als die Additionskomponenten siedenden Lösungsmitteln gearbeitet wird. Auch in diesem Falle tritt überraschenderweise weder Hitzekondensation noch Zersetzung ein.
Das Verfahren unter Verwendung eines Lösungsmittels kann in der Weise durchgeführt werden, daß man die bei der Herstellung von Hydrogenalkoxysilanen gleichzeitig mit anfallenden Peralkoxysilane nicht abtrennt, sondern sie gleich als Lösungsmittel verwendet. Dadurch entfällt gegenüber bisherigen Verfahren die destülative Reinigung der Hydrogenalkoxy-Die Hydrogenalkoxysilane fallen bei der Alkoholyse von Halogensilanen bzw. bei der direkten Synthese aus Silicium und Alkoholen stets im Gemisch mit Tetraalkoxysilanen an. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet also auf einfache Weise die Herstellung der wertvollen y-Aminopropylalkoxy- bzw. der y-Aminopropylalkylalkoxysilane aus einfachen, leicht zugänglichen und in großem Umfang zur Verfügung stehenden Ausgangsprodukten, während sie bisher nur mit mehrstufigeren Verfahren zu erhalten waren.
Die Peralkoxysilane lassen sich nach erfolgter · Addition leicht im Vakuum als Vorlauf entfernen. Der verbleibende Rückstand kann sofort als Haftvermittler für glasfaserverstärkte Kunststoffe verwendet werden, wenn man die wäßrigen Lösungen von den nur in geringen Mengen ausfallenden Hydrolyseprodukten abfiltriert.
y-Aminopropyltrialkoxysilane und -methyldialkoxysilane finden bei der Oberflächenveredlung von Texti-
lien, Leder, Keramik und Glas, zum Korrosionsschutz Reaktionstemperatur innerhalb von 32 Stunden auf von Metallen, als Primer und Kleber sowie zur Modi- 1800C. Der nach Abnahme des Vorlaufes verbleibende fizierung von Kunststoffen Verwendung. Rückstand von 752 g (85% der Theorie) ergab nach
„ . . Destillation reines y-Aminopropyltriäthoxysilan (nf
Beιsρ ι e 1 1 5 i4218; df 097S; Kp ^ g0 bis S5oq
57 g (1 ΜοΓ) Allylamin wurden mit 18 g Triäthoxy-
silan auf 500C erwärmt und 0,8 ml O.lmolare Lösung B e ι s ρ ι e I 3
von H2PtCl1, in Isopropanol zugegeben. Die Additions- Bei der Umsetzung von 86 g (0,7 Mol) Trimethoxy-
reaktion setzte ein und innerhalb von 20 Minuten silan mit 40 g (0,7 Mol) Allylamin in Gegenwart von
tropfte man 160 g (insgesamt 1 Mol) 96°/oiges Tri- io 0,7 ml 0,1 m Hexachloroplatinsäure wurden nach
äthoxysilan zu. Die Temperatur stieg dabei auf 700C 36stündigem Sieden unter Rückfluß 116°C erreicht,
an. Anschließend wurde 56 Stunden unter Rückfluß Bei 2 Torr wurde bis 600C ein Vorlauf abgenommen,
erhitzt, bis die Temperatur im Reaktionsgemisch bei wonach 75 g (60% der Theorie) y-Aminopropyltri-
1250C konstant blieb. Das Gemisch wurde bei 6 Torr methoxysilan verblieben. Nach Destillation im Vaku-
destilliert. Nach Abnahme des Vorlaufes bis 700C ver- 15 um: Kp.j. 85°C; nf 1,4251; df 1,057.
blieben 201g (86,5% der Theorie) rohes y-Amino- . .
propyltriäthoxysilan, das bei der Reindestillation 172 g B11 s ρ 1 e 1 4
(79 % der Theorie) reines y-Aminopropyltriäthoxy- 147 g (1,1 Mol) Methyldiäthoxysilan wurden mit
silan ergab (nf 1,4220; df 0,979; Kp.„ 80 bis 85°C). 57 g (1 Mol) Allylamin und 0,8 ml 0,1 m H8PtCIe er-
ao hitzt Nach 40 Stunden Kochen waren 146° C im
Beispiel 2 Reaktionsgemisch erreicht. Bei 5 Torr wurde bis 650C
ein Vorlauf abgenommen, wobei 102 g (54% der
In gleicher Weise wie im Beispiel 1 wurden 228 g Theorie) y-Aminopropylmethyldiäthoxysilan verblie-
(4 Mol) Allylamin mit 959 g eines Gemisches aus 75% ben, das nach nochmaliger Destillation im Vakuum
Triäthoxysilan (4,4MoI) und 25% Tetraäthoxysilan 25 folgende Kennwerte hatte: Kp.6 70 bis 8O0C; nf
und 3,2 ml 0,1 m H8PtCl8 umgesetzt Hierbei stieg die 1,4304; df 0,964.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von y-Aminopropyl(alkyl)alkoxysilanen durch Addition von Alkylhydrogen-alkoxysilanen und Hydrogen-alkoxysilanen an Allylamin in Gegenwart von Additionskatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangsstoffe in etwa äquimolarem Verhältnis von Allylamin zu Si-H-Bindüngen solange unter Rückfluß erhitzt, bis die Temperatur des Reaktionsgemisches einen über HO0C liegenden konstanten Wert erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart höher als die Ausgangsstoffe siedender Lösungsmittel gearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Herstellung der Hydrogenalkoxysilane anfallende Gemisch mit so Peralkoxysilanen eingesetzt wird.
DE19681793280 1968-07-30 1968-08-26 Verfahren zur Herstellung von gamma-Aminopropylalkylalkoxysilanen Withdrawn DE1793280B2 (de)

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