EP1520870B1

Process for manufacturing organic silicon compounds

Abstract

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EP1520870B1, drawing sheet 1
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Expired 4 October 2023, 3 years ago.

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14 claims: 14 independent, 0 dependent

  1. 1
    Process for the preparation of polyorganosiloxanes and polyorganosilanes of high purity by an addition reaction of siloxanes and/or silanes which contain at least one H-Si group with compounds having olefinic double bonds in the presence of a platinum catalyst and optionally further additional components, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a platinum(0) complex catalyst which was dissolved in a solvent before addition to the reaction medium and to whose solution an effective amount of at least one unsaturated hydrocarbon having 2 to 6 C atoms was added. Procédé de préparation de polyorganosiloxanes et de polyorganosilanes de pureté élevée par addition de siloxanes et/ou de silanes, qui contiennent au moins un groupement H-Si, sur des composés avec des doubles liaisons oléfiniques en présence d'un catalyseur de platine et le cas échéant d'autres composants supplémentaires, caractérisé en ce qu'on réalise la transformation en présence d'un catalyseur complexe de platine (0) qui est dissous avant l'addition dans le mélange réactionnel dans un solvant et dont la solution est mélangée avec une quantité active d'au moins d'un hydrocarbure insaturé comprenant 2 à 6 atomes de carbone. Verfahren zur Herstellung von Polyorganosiloxanen und Polyorganosilanen hoher Reinheit durch Anlagerung von Siloxanen und/oder Silanen, die mindestens eine H-Si-Gruppe enthalten, an Verbindungen mit olefinischen Doppelbindungen in Gegenwart eines Platinkatalysators und gegebenenfalls weiteren Zusatzkomponenten, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in Gegenwart eines Platin(0)-Komplexkatalysators durchführt, der vor der Zugabe in das Reaktionsmedium in einem Lösemittel gelöst und dessen Lösung mit einer wirksamen Menge mindestens eines ungesättigten Kohlenwasserstoffes mit 2 bis 6 C-Atomen versetzt wurde.
  2. 2
    Process according to Claim 1, characterized in that unsaturated hydrocarbons used are low molecular weight Si-free olefins having 2 to 6 carbon atoms which are free of electron-attracting substituents. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme hydrocarbures insaturés des oléfines de bas poids moléculaire, exemptes de Si, comprenant 2 à 6 atomes de carbone, qui sont exemptes de substituants attracteurs d'électrons. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als ungesättigte Kohlenwasserstoffe niedermolekulare Sifreie Olefine mit 2 bis 6 C-Atomen, welche frei von elektronenziehenden Substituenten sind, einsetzt.
  3. 3
    Process according to at least one of Claims 1 and 2, characterized in that unsaturated hydrocarbons used are ethene, propene, butenes, pentenes, hexenes or cyclohexene. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme hydrocarbures insaturés l'éthylène, le propylène, le butylène, le pentène, l'hexène, le cyclohexène. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als ungesättigte Kohlenwasserstoffe Ethen, Propen, Butene, Pentene, Hexene, Cyclohexen einsetzt.
  4. 4
    Process according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that catalysts used are platinum(0) complexes of siloxanes, silanes, organopolysiloxanes and organosilanes with unsaturated hydrocarbon radicals. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme catalyseurs des complexes de platine (0) et de siloxanes, de silanes, d'organopolysiloxanes et d'organosilanes avec des radicaux hydrocarbonés insaturés. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren Platin (0) -komplexe von Siloxanen, Silanen, Organopolysiloxanen und Organosilanen mit ungesättigten Kohlenwasserstoffresten verwendet werden.
  5. 5
    Process according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that catalysts used are platinum(0) complex compounds of the formula [H2C=CH-Si(CH3)2-O-Si (CH3)2-CH=CH2]3Pt2. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme catalyseurs des composés complexes de platine (0) de formule [H2C=CH-Si (CH3)2-O-Si (CH3)2-CH=CH2]3Pt2. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren Platin(0)-komplexe Verbindungen der Formel [H2C=CH-Si (CH3) 2-O-Si (CH3) 2-CH=CH2]3 Pt2 eingesetzt werden.
  6. 6
    Process according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that the Pt (O) complex catalyst is used in solution in an aromatic hydrocarbon, the Pt (O) content of the solution being from 0.1 to 10% by weight. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise le catalyseur complexe de Pt (0) sous forme dissoute dans un hydrocarbure aromatique, la teneur en Pt(0) de la solution étant de 0,1 à 10% en poids. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den Pt(O) -Komplexkatalysator gelöst in einem aromatischen Kohlenwasserstoff einsetzt, wobei der Pt(O)-Gehalt der Lösung 0,1 bis 10 Gew.-% beträgt.
  7. 7
    Process according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that the low molecular weight hydrocarbon is used in an amount sufficient for saturating the solution. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise un hydrocarbure de bas poids moléculaire en une quantité suffisante pour la saturation de la solution. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man den niedermolekularen Kohlenwasserstoff in einer zur Sättigung der Lösung ausreichenden Menge einsetzt.
  8. 8
    Process according to at least one of Claims 1 to 7, characterized in that at least one of the hydrocarbons is added to the solution of the catalyst at temperatures which are preferably in the range from about 0°C to about 30°C. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on mélange la solution du catalyseur à des températures, qui se situent de préférence dans la plage d'environ 0°C à environ 30°C, avec au moins un des hydrocarbures. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lösung des Katalysators bei Temperaturen, die vorzugsweise im Bereich von ca. 0 °C bis ca. 30 °C liegen, mit mindestens einem der Kohlenwasserstoffe versetzt.
  9. 9
    Process according to at least one of Claims 1 to 8, characterized in that from 10-2 to 10-8 mol, preferably from 10-3 to 10-6 mol, of the catalysts is used in each case per mole of SiH groups in the silane or siloxane. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise 10-2 à 10-8 mole, de préférence 10-3 à 10-6 mole des catalyseurs à chaque fois par rapport à une mole de groupements SiH dans le silane ou le siloxane. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man 10-2 bis 10-8 Mol, vorzugsweise 10-3 bis 10-6 Mol der Katalysatoren auf jeweils 1 Mol SiH-Gruppen im Silan oder Siloxan einsetzt.
  10. 10
    Process according to at least one of Claims 1 to 9, characterized in that the hydrosilylation is carried out at temperatures in the range from about 20 to about 150°C. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on réalise l'hydrosilylation à des températures dans la plage d'environ 20 à environ 150°C. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydrosilylierung bei Temperaturen im Bereich von ca. 20 bis ca. 150 °C durchführt.
  11. 11
    Process according to at least one of Claims 1 to 10, characterized in that- monomeric silanes, such as, for example, R3SiH;R2SiH2;RSiH3;- cyclic silanes, such as, for example, (RHSiO}4;(RHSiO}3;- linear or branched oligomeric or polymeric siloxanes, such as R3SiO- (R2SiO-)a (RSi (H) O-) bSiR3 in which a is ≥ 0 and b is ≥ 1;HR2SiO-(R2SiO-}c(RSi(H)O-)dSiR2H, in which c and d are ≥ 0;compounds of the general formula in which e is ≥ 0,f is ≥ 1 andg is ≥ 1,R are identical or different groups which do not hinder the addition reaction, such as alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms;substituted alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, such as the 3-chloropropyl, 1-chloromethyl or 3-cyanopropyl group;aryl groups, such as the phenyl group;aralkyl groups, such as the benzyl group;alkoxy or alkoxyalkyl groups, such as the ethoxy or ethoxypropyl group, are concomitantly used as compounds carrying H-Si groups. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on utilise conjointement comme composés portant des groupements SiH - des silanes monomères, tels que par exemple R3SiH ;R2SiH2 ;RSiH3 ;- des silanes cycliques, tels que par exemple (RHSiO)4, (RHSiO)3,- des siloxanes oligomères ou polymères linéaires ou ramifiés, tels que R3SiO-(R2SiO-)a(RSi(H)O-)bSiR3 où a ≥ 0 et b ≥ 1 ;HR2SiO- (R2SiO-)c(RSi(H)O-)dSiR2H, c et d étant ≥ 0 ;- des composés de formule générale dans laquelle e ≥ 0,f ≥ 1 etg ≥ 1, les radicaux R représentent des groupements identiques ou différents qui n'empêchent pas la réaction d'addition, tels que les groupements alkyle comprenant 1 à 8 atomes de carbone, les groupements alkyle substitués comprenant 1 à 8 atomes de carbone, tels que le groupement 3-chloropropyle, 1-chlorométhyle, 3-cyanopropyle ;les groupements aryle, tels que le groupement phényle ;les groupements aralkyle, tels que le groupement benzyle ;les groupements alcoxy ou alcoxyalkyle, tels que le groupement éthoxy ou éthoxypropyle. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als H-Si-Gruppen tragende Verbindungen - monomere Silane, wie z.B. R3SiH;R2SiH2;RSiH3;- cyclische Silane, wie z.B. (RHSiO}4;(RHSiO}3;- lineare oder verzweigte oligomere oder polymere Siloxane wie R3SiO- (R2SiO-) a (RSi (H) O-) bSiR3 wobei a ≥ 0 und b ≥ 1 ist;HR2SiO-(R2SiO-}c(RSi(H)O-)dSiR2H, wobei c und d ≥ O sind;Verbindungen der allgemeinen Formel worin e = ≥ 0,f = ≥ 1 undg = ≥ 1 ist,R gleich oder verschieden Gruppen sind, die die Anlagerungsreaktion nicht behindern, wie Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen;substituierte Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie die 3-Chlorpropyl-, 1-Chlormethyl-, 3-Cyanopropylgruppe;Arylgruppen, wie die Phenylgruppe;Aralkylgruppen, wie die Benzylgruppe;Alkoxy- oder Alkoxyalkylgruppen, wie die Ethoxy- oder Ethoxypropylgruppe, mitverwendet.
  12. 12
    Process according to at least one of Claims 1 to 11, characterized in that compounds of the formulae         CH2=CH-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-CH2-CH(R') O-)y (SO)z-R"         CH2=CH-O- (CH2-CH2O-)x-CH2-CH (R') O-)y-R"         CH2=CH-CH2-RIV         CH2=CH- (O)x'-RIV in which x = 0 to 100,x' = 0 or 1,y = 0 to 100,z = 0 to 100,R' is an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms andR" is a hydrogen radical or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;the group -C (O) -R"' in which R"' = alkyl radical;the group -CH2-O-R';an alkylaryl group, such as the benzyl group;the group -C(O)NH-R',RIV is an optionally substituted hydrocarbon radical having 7 to 47, preferably 13 to 37, carbon atoms, andSO is the radical C6H5-CH(-)-CH2-O-, are concomitantly used as compounds having olefinic double bonds. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on utilise conjointement comme composés avec des doubles liaisons oléfiniques des composés de formules         CH2=CH-CH2-O- (CH2-CH2O-)x-CH2-CH(R') O-)y(SO)z-R"         CH2=CH-O- (CH2-CH2O-)x-CH2-CH(R')O-)y-R"         CH2=CH-CH2-RIV         CH2=CH-(O)x'-RIV dans lesquelles x = 0 à 100,x' = 0 ou 1,y = 0 à 100,z = 0 à 100,R' représente un groupement alkyle le cas échéant substitué, comprenant 1 à 4 atomes de carbone etR" représente un radical hydrogène ou un groupement alkyle comprenant 1 à 4 atomes de carbone ;le groupement -C(O)-R''' avec R''' = un radical alkyle ;le groupement -CH2-O-R' ;un groupement alkylaryle, tel que le groupement benzyle ;le groupement -C(O)NH-R',RIV représente un radical hydrocarboné le cas échéant substitué comprenant 7 à 47, de préférence 13 à 37 atomes de carbone,SO représente le radical C6H5-CH(-)-CH2-O-. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man als Verbindungen mit olefinischen Doppelbindungen Verbindungen der Formeln         CH2=CH-CH2-O-(CH2-CH2O-)x-CH2-CH(R')O-)y (SO) z-R"         CH2=CH-O- (CH2-CH2O-) x-CH2-CH (R') O-) y-R"         CH2=CH-CH2-RIV         CH2=CH- (O)x'-RIV worin x = 0 bis 100,x' = 0 oder 1,y = 0 bis 100,z = 0 bis 100,R' e ine gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist undR" einen Wasserstoffrest oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen;die Gruppe -C(O)-R'" mit R'" = Alkylrest;die Gruppe -CH2-O-R';eine Alkylarylgruppe, wie die Benzylgruppe;die Gruppe -C(O)NH-R' bedeutet,RIV ein gegebenenfalls substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 47, vorzugsweise 13 bis 37 C-Atomen,SO der Rest C6H5-CH(-)-CH2-O- bedeutet, mitverwendet.
  13. 13
    Process for the activation of platinum(0) complex catalysts, characterized in that an effective amount of at least one unsaturated hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms is added to solutions of these catalysts. Procédé pour l'activation de catalyseurs complexes de platine (0), caractérisé en ce que des solutions de ces catalyseurs sont mélangées avec une quantité active d'au moins un hydrocarbure insaturé comprenant 1 à 6 atomes de carbone. Verfahren zur Aktivierung von Platin(0)-Komplexkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass Lösungen dieser Katalysatoren mit einer wirksamen Menge mindestens eines ungesättigten Kohlenwasserstoffes mit 1 bis 6 C-Atomen versetzt werden.
  14. 14
    Activated platinum(0) complex catalyst prepared by the process according to Claim 13. Aktivierte Platin(0)-Komplexkatalysatoren, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 13. Catalyseurs complexes activés de platine (0), préparés selon le procédé de la revendication 13.
Independent claims14