PL197591B1 - Sposób wyodrębniania 3-aminopropylotrialkoksysilanów - Google Patents

Abstract

Sposób wyodrębniania 3-aminopropylotrialkoksysilanów wykorzystujący proces amonolizy 3- -chloropropylotrialkoksysilanów ciekłym amoniakiem znamienny tym, że amonalizę prowadzi się z zachowaniem całkowicie bezwodnego środowiska, następnie z mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się benzenem lub alkilobenzenem 3-aminopropylotrialkoksysilan, odfiltrowuje się kryształy chlorku amonu, po czym filtrat poddaje się kolumnowej destylacji trakcyjnej pod obniżonym ciśnieniem w celu usunięcia rozpuszczalnika (26 - 266 hPa) i oddestylowania nieprzereagowanego 3-chloropropylotrialkoksysilanu oraz 3-aminopropylotrialkoksysilanu (1 - 26 hPa), przy czym wymienione operacje prowadzi się z zachowaniem całkowicie bezwodnych warunków.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyodrębniania 3-aminopropylo-trialkoksysilanów, w których jako alkoksyl występują grupy: metoksy, etoksy, propoksy. Związki te otrzymuje się podczas amonolizy 3-chloropropylotrialkoksysilanów ciekłym amoniakiem w temperaturze 6+180°C. przy stosunku molowym NH3 do 3-chloropropylotrialkoksysilanu 20:100:1. w czasie 5:12 godzin. W produkcie poreakcyjnym obok 3-aminopropylotrialkoksysilanu. chlorku amonu i amoniaku może występować 3-chloropropylotrialkoksysilan. bis[3-(trialkoksysilano)propylo]amina. tri[3-(trialkoksysilano)propylo]amina. 3-propenotrialkoksysilan. produkty hydrolizy grupy siloalkoksylowej i kondensacji z udziałem substratu lub aminopropylotrialkoksysilanu.

Znane z opisu patentowego US 2832754 sposób wyodrębniania 3-aminopropylotrialkoksysilanów polega na schłodzeniu mieszaniny poreakcyjnej do temperatury otoczenia. odpuszczeniu nie przereagowanego amoniaku podczas stopniowej redukcji ciśnienia do atmosferycznego. dodaniu etanolu lub eteru etylowego do roztworu poreakcyjnego i odfiltrowaniu osadu chlorku amonu. Etanolowy przesącz destylowano następnie na kolumnie pod zmniejszonym ciśnieniem Znany jest także z patentu US 5616755 inny sposób. w którym do mieszaniny poreakcyjnej dodawano alkoholan metalu alkalicznego w mieszaninie z alkoholem w ilości równej molowo ilości halogenopodobnej poddawanej amonolizie lub ilości jonów chlorowca oznaczonych w mieszaninie poreakcyjnej. Po oddzieleniu osadu chlorku metalu alkalicznego. przesącz poddawano destylacji. W innym sposobie wyodrębniania. według patentu US 5808123. mieszaninę poreakcyjną rozdzielano pod ciśnieniem 0.5 - 3 MPa na fazę organiczną. zawierającą w przewadze aminę pierwszorzędową oraz fazę ciekłego amoniaku z rozpuszczonym chlorkiem amonu. Dla ułatwienia rozdziału do rozdzielacza dodawano n-heksan lub n-heptan. Z fazy organicznej wydzielano aminę metodą destylacji frakcyjnej.

Opisane sposoby wyodrębniania mają stosunkowo niską wydajność. Określana w stosunku do przereagowanego 3-chloropropylotrialkoksysilanu wynosi 50 do 70%mol.

Sposób wyodrębniania 3-aminopropylotrialkoksysilanu według wynalazku wykorzystujący proces amonolizy 3-chloropropylotrialkoksysilanów ciekłym amoniakiem charakteryzuje się tym. że amonolizę prowadzi się z zachowaniem całkowicie bezwodnego środowiska reakcji. Z mieszaniny poreakcyjnej 3-aminopropylotrialkoksysilan ekstrahuje się benzenem lub alkilobenzenem w stosunku wagowym 3:1 w odniesieniu do masy amonolizowanego 3-chloropropylotrialkoksysilanu. Korzystnie jako alkilobenzen stosuje się toluen. o-. m-. p-ksylen. etylobenzen. n-propylobenzen. izopropylobenzen lub mieszaninę tych związków. Po ekstrakcji odfiltrowuje się kryształy chlorku amonu. po czym filtrat poddaje się kolumnowej destylacji frakcyjnej pod ciśnieniem 26 - 266 hPa (20:200 mmHg) w celu usunięcia rozpuszczalnika. a w celu oddestylowania produktu (3-aminopropylotrialkoksysilanu) oraz śladowych ilości nieprzereagowanego 3-chloropropylotrialkoksysilanu pod ciśnieniem 1 - 26 hPa (1:20 mmHg). Wymienione operacje prowadzi się z zachowaniem całkowicie bezwodnych warunków. Osiąga się to stosując osuszony benzen lub alkilobenzen oraz izolując środowisko wyodrębniania od kontaktu z otoczeniem za pomocą argonu o wysokiej czystości.

Sposób wyodrębniania 3-aminopropylotrialkoksysilanu według wynalazku prezentują poniższe przykłady wykonania.

P r z y k ł ad I

Do autoklawu ze stali nierdzewnej o pojemności 1 dm3 ochłodzonego do -50°C i przedmuchiwanego osuszonym argonem wprowadzono 58 g 3-chloropropylotrimetoksysilanu oraz 500 g suchego ciekłego amoniaku z butli stalowej. Po zakręceniu autoklawu umieszczano go w kołysce płaszcza grzejnego o temperaturze 110°C. Reakcję prowadzono 6 godz. od momentu uzyskania w autoklawie temperatury 110°C. Po zakończeniu reakcji autoklaw ochładzano do temperatury -70°C. Autoklaw stopniowo ogrzewał się do temperatury otoczenia. przy tym powoli oddestylowywano nie przereagowany amoniak. Gdy temperatura autoklawu wyrównała się z temperaturą otoczenia. przepuszczano przez autoklaw strumień osuszonego argonu nad powierzchnią mieszaniny poreakcyjnej w czasie 1 godziny w celu odpędzenia resztek amoniaku rozpuszczonego w mieszaninie poreakcyjnej. Następnie. po zmniejszeniu przepływu argonu do poziomu zapewniającego izolację mieszaniny poreakcyjnej od środowiska zewnętrznego. przez zawór dodawano do autoklawu 174 g (200 cm³) benzenu osuszonego na sitach molekularnych 4A. Otrzymany roztwór odwirowano. a przesącz przeniesiono do kolby destylacyjnej i poddano kolumnowej destylacji frakcyjnej. Pod ciśnieniem 266 hPa (200 mmHg) w temperaturze 41°C oddestylowano benzen. Po obniżeniu ciśnienia do około 13 hPa (10 mmHg)

PL 197 591 B1 w temperaturze 60°C odebrano 3-aminopropylotrimetoksysilan. W tym doświadczeniu nie stwierdzono obecności w mieszaninie poreakcyjnej nie przereagowanego 3-chloropropylotrimetoksysilanu.

P r z y k ł a d II

Do autoklawu jak w przykładzie I wprowadzono 71 g 3-chloropropylotrietoksysilanu i 500 g suchego amoniaku, postępując analogicznie jak w w/w przykładzie i stosując takie same warunki reakcji. Wyodrębnianie prowadzono przy użyciu osuszonego toluenu w ilości 213 g (245cm³).

P r z y k ł a d III

Przeprowadzono proces amonolizy 3-chloropropylotrimetoksysilanu jak w przykładzie I. Do ekstrakcji produktów z mieszaniny poreakcyjnej zastosowano osuszony n-propylobenzen w ilości 174 g ⁽200 cm³).

P r z y k ł a d IV

Przeprowadzono proces amonolizy 3-chloropropylotrietoksysilanu jak w przykładzie II. Do ekstrakcji produktów z mieszaniny poreakcyjnej zastosowano osuszoną na sitach molekularnych 4A mieszaninę ksylenów (orto, meta i para) w ilości 213 g (245cm³).

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sppsóó wyydręęniania S-aminoorooplotrialkokkysilanów wykorzzstującc proocs amonolizy 3-chloropropylotrialkoksysilanów ciekłym amoniakiem znamienny tym, że amonalizę prowadzi się z zachowaniem całkowicie bezwodnego środowiska, następnie z mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się benzenem lub alkilobenzenem 3-aminopropylotrialkoksysilan, odfiltrowuje się kryształy chlorku amonu, po czym filtrat poddaje się kolumnowej destylacji trakcyjnej pod obniżonym ciśnieniem w celu usunięcia rozpuszczalnika (26 - 266 hPa) i oddestylowania niepryereagowanego 3-chloropropylotrialkoksysilanu oraz 3-aminopropylotrialkoksysilanu (1 - 26 hPa), przy czym wymienione operacje prowadzi się z zachowaniem całkowicie bezwodnych warunków.
2. 2. ερπί^ wweług azntuę. a, aznmieenn tym, aż bbewy0no arędowisSo aęencji i wyydrębrnania uzyskuje się stosując argon jako czynnik izolujący od kontaktu z otoczeniem.
3. 3. ερπόΙ:? wosH-uu za^rz. 1, znamienny tym, że jako alkiiobenzen sśę aoluen, o-, m-, p-ksylen, etylobenzen, n-propylobenzen, izopropylobenzen lub mieszaninę wymienionych związków.
4. 4. Sppsób wyeług zzi^z. j, zznmienny tym, żż jęopugózczlkik stosóje asę w str)sónóu waagwym względem 3-chloropropylotrialkoksysilanu równym 3:1.