PL224224B1 - Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową - Google Patents

Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową

Info

Publication number
PL224224B1
PL224224B1 PL406565A PL40656513A PL224224B1 PL 224224 B1 PL224224 B1 PL 224224B1 PL 406565 A PL406565 A PL 406565A PL 40656513 A PL40656513 A PL 40656513A PL 224224 B1 PL224224 B1 PL 224224B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reaction
carried out
silylation reaction
isomerization
silylation
Prior art date
Application number
PL406565A
Other languages
English (en)
Other versions
PL406565A1 (pl
Inventor
Magdalena Urbala
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority to PL406565A priority Critical patent/PL224224B1/pl
Publication of PL406565A1 publication Critical patent/PL406565A1/pl
Publication of PL224224B1 publication Critical patent/PL224224B1/pl

Links

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową, które mogą być wykorzystane jako monomery reaktywne w procesie fotopolimeryzacji.
Wielofunkcyjne etery 1-propenylowe są obecnie najbardziej reaktywnymi monomerami w procesie fotopolimeryzacji kationowej, które znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach np. mikroelektronice, optoelektronice, a przede wszystkim przy szybkim nanoszeniu cienkich filmów (powłok, lakierów, klejów, atramentów, pigmentów, farb drukarskich). Monomery zawierające grupę siloksanową poprawiają adhezję powłok ochronnych do różnego rodzaju materiałów, takich jak szkło, metale, drewno, tworzywa sztuczne, włókna optyczne, papier i inne. Związki te mogą także pełnić rolę fotoreaktywnych rozcieńczalników żywic epoksydowych, jednocześnie przyczyniając się do poprawy podstawowych właściwości użytkowych otrzymywanych powłok polimerowych sieciowanych promieniowaniem UV. Co więcej, obecność w cząsteczce dwóch grup funkcyjnych (1-propenoksylowej i siloksanowej) stwarza możliwość otrzymywania innych funkcjonalizowanych związków organicznych.
Wiele wielofunkcyjnych monomerów zawierających terminalne grupy O-(1-propenylowe) można łatwo i dogodnie otrzymać na drodze katalitycznej izomeryzacji odpowiadających im układów allilowych (2-propenylowych) przez katalizatory heterogeniczne na przykład zeolity, metale na nośnikach, tlenki metali, enzymy oraz katalizatory homogeniczne na przykład kwasy, zasady organiczne i rozpuszczalne w środowisku reakcji kompleksy metali przejściowych. Rozpuszczalne w środowisku reakcji kompleksy metali przejściowych (Rh, Ru, Co, Pd, Fe, Ni, Pt i Cr) są szczególnie dogodnymi, aktywnymi i selektywnymi pre-katalizatorami izomeryzacji wielofunkcyjnych eterów allilowych. Najefektywniejszymi katalizatorami tej reakcji są rozpuszczalne w środowisku reakcji kompleksy rutenu, a szczególnie fosfinowe kompleksy rutenu(II). Zastosowanie kompleksów rutenu sprawia, że ta metoda syntezy jest bardzo atrakcyjna z punktu widzenia technologicznego, głównie ze względu na to, że spełnia ona większość ostrych wymogów stawianym nowoczesnym technologiom chemicznym, praktycznie 100% wydajność atomowa, łagodne warunki syntezy, łatwe wydzielanie produktów reakcji z mieszaniny poreakcyjnej, możliwość recyklingu katalizatora rutenowego. Najczęściej stosowanym i wymienianym w opisach patentowych i literaturze prekursorem katalizatora jest handlowo dostępny [RuCl2(PPh3)3] lub najaktywniejszy w izomeryzacji eterów allilowych [RuClH(CO)(PPh3)3]. Jednakże należy podkreślić, że kompleksy rutenu są stosunkowo drogimi katalizatorami, ze względu wysoką cenę rutenu na rynku (choć z drugiej strony, ruten jest ciągle najtańszym metalem przejściowym wśród metali VIII grupy). Zatem, aby proces izomeryzacji był opłacalny ekonomicznie, reakcje należy prowadzić z maksymalną realną efektywnością katalizatora rutenowego.
Znana jest z publikacji S. Krompiec, N. Kuźnik, M. Urbala, J. Rzepa, Isomerization of alkyl allyl and allyl silyl ethers catalyzed by Ruthenium complexes, /J. Mol. Catal. A: Chem/. 248, 198 (2006) metoda syntezy różnych eterów 1-propenylowych, w tym również eterów funkcjonalizowanych grupą trimetylosililową lub dimetylosiloksanową, polegająca na reakcji izomeryzacji odpowiednich eterów allilowo-sililowych katalizowanej przez rozpuszczalny kompleks rutenu (II) tj. [RuClH(CO)(PPh3)3]. Metodą tą otrzymano m.in. (Z,E)-trimetylo-4-[(1-propenyloksy)butoksy]silan i (Z,E)-trimetylo-2-[(1-propenyloksy)-etoksy]silan, gdy reakcje prowadzono w atmosferze argonu, bez rozpuszczalnika, w temperaturze 80°C, przy stężeniu katalizatora 0,05 lub 0,5% mol. i czasie 2 lub 3 godziny, odpowiednio. Mimo uzyskania ilościowej wydajności produktów reakcji, metoda ta jest mało efektywna ze względu na stosunkowo wysokie stężenie katalizatora. Jednakże, w reakcji izomeryzacji eteru (2-alliloksyetylowo)-trimetylosililowego inne niż wyżej cytowany, znane i handlowo dostępne rozpuszczalne kompleksy rutenu np. [RuH2(CO)(PPh3)3] [RuH2(PPh3)4], [RuCl2(CO)2(PPh3)2] [RuCl2(PPh3)3], [RuCl2(PPh3)4], {[RuCl2(1,5-COD)]x} są mało aktywne lub zupełnie nieaktywne, nawet, gdy reakcje prowadzi się w podwyższonej temperaturze (120-140°C) przy stosunkowo wysokim stężeniu kompleksu (0,1-0,5% mol.). Z kolei, gdy substratem allilowym był eter (4-alliloksybutylowo)-trimetylosililowy uzyskanie wysokiej lub nawet ilościowej wydajności odpowiednich eterów 1-propenylowych jest możliwe, jednakże niezbędne jest zastosowanie wysokiej temperatury 120°C i wysokiego stężenia kompleksu rutenu jednocześnie.
Znane sposoby otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową polegały na tym, że w pierwszym etapie alliloksyalkohole poddawano reakcji sililowania, a następnie otrzymane etery allilowo-sililowe poddawano izomeryzacji w obecności rozpuszczalnych kompleksów rutenu.
PL 224 224 B1
Sposób według wynalazku polega na odwróceniu kolejności etapów syntezy eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową przy wykorzystaniu dotychczas znanych metodyk otrzymywania reagentów pośrednich, to jest 1-propenyloksyalkoholi, na przykład metod polegających na bezrozpuszczalnikowej izomeryzacji wielu różnych alliloksyalkoholi katalizowanej przez kompleksy rutenu lub układy katalityczne kompleks rutenu/zasada opisanych w polskich patentach PL 210041, PL 211541 oraz z publikacji M. Urbala, N. Kuźnik, S. Krompiec, J. Rzepa, Highly Selective Isomerization of Allyloxyalcohols to Cyclic Acetals or 1-Propenyloxyalcohols, /Synlett./ 7, 1203 (2004) i M. Urbala, S. Krompiec, M. Penkala, W. Danikiewicz, M. Grela, Solvent-free Ru-catalyzed isomerization of allyloxyalcohols: methods for highly selective synthesis of 1-propenyloxyalcohols, /Applied Catal. A: General/ 451, 101-111 (2013).
Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową wykorzystujący rekcje izomeryzacji i sililowania, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie prowadzi się reakcję izomeryzacji alliloksyalkoholi katalizowaną przez rozpuszczalne kompleksy rutenu, zaś w drugim etapie otrzymane 1-propenyloksyalkohole poddaje się reakcji sililowania stosując jako czynnik sillilujący heksametylodisilazan, przy czym reakcję sililowania prowadzi się poddając mieszaninę reakcyjną działaniu ultradźwięków o częstotliwości z zakresu 16 kHz-2 MHz lub podwyższonej temperatury. Reakcję sililowania z zastosowaniem ultradźwięków prowadzi się w niskiej lub umiarkowanej temperaturze w zakresie 20-55°C. Reakcję sililowania w konwencjonalnych warunkach prowadzi się w podwyższonej temperaturze w zakresie 60-120°C. Korzystnie przed reakcją sililowania reagenty 1-propenyloksyalkohole i heksametylodisilazan odtlenia się przez nasycenie argonem.
Korzystnie reakcję sililowania prowadzi się w warunkach beztlenowych, w atmosferze argonu, przy niewielkim nadmiarze czynnika sililującego, przy czym stosunek molowy heksametylodisilazanu do alliloksyalkoholu wynosi 0,75-1 : 1.
Zaletą sposobu wynalazku jest to, że umożliwia uzyskanie wysokiej wydajności i selektywności szeregu produktów eterów 1-propenylowo-sililowych z możliwe najwyższą efektywnością katalityczną użytego kompleksu rutenu oraz znacząco zwiększa uniwersalność metody syntezy z punktu widzenia zastosowania zarówno kompleksów rutenu, jak i substratów allilowych. W obu etapach reakcji można wykorzystać znane z literatury metodyki izomeryzacji alliloksyalkoholi dobierając rodzaj katalizatora rutenowego oraz warunki prowadzenia procesu izomeryzacji w zależności od rodzaju wyjściowego substratu allilowego. Badania wykazały, że niezabezpieczona grupa hydroksylowa alliloksyalkoholi może aktywować kompleks rutenu, dzięki czemu możliwe jest efektywne prowadzenie reakcji przy bardzo niskim stężeniu pre-katalizatora.
Sposób syntezy eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Do szklanego reaktora o pojemności 15 cm3 zawierającego mieszadło magnetyczne wprowadzono 0,3 mola (33 g) 2-alliloksyetanolu oraz 0.01% mol. (28,6 mg) kompleksu rutenu [RuHCl(CO)(PPh3)3], po czym z reaktora usuwano powietrze za pomocą strumienia argonu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano w temperaturze 80°C na łaźni olejowej przez 1 h. Po ochłodzeniu mieszaninę poreakcyjną poddawano analizie ilościowej za pomocą kapilarnej chromatografii gazowej oraz NMR. W tym doświadczeniu stopień konwersji substratu allilowego i wydajność eteru 1-propenylowego wynosiły 100%, natomiast stosunek stereoizomerów Z/E wynosił 66/44. Produkt reakcji (Z,E)-2-(1-propenyloksy)etanol, oczyszczony metodą destylacji znad katalizatora pod zmniejszonym ciśnieniem (wydajność 97,5%) był przekazany do kolejnego etapu syntezy. Proces sililowania przeprowadzano 3 w szklanym reaktorze o pojemności 100 cm3 zaopatrzonym w chłodnicę zwrotną z układem odprowadzającym gazowy amoniak wprowadzono 0,2 mola (20,4 g) 2-(1-propenyloksy)-etanolu oraz 0,15 mola (25,3 g) heksametylodisilazanu, odtlenionych wcześniej strumieniem argonu, po czym z reaktora usuwano powietrze za pomocą strumienia argonu. Reaktor umieszczono w łaźni wodnej zaopatrzonej 3 w generator ultradźwięków, generujący ultradźwięki o częstotliwości 40 kHz i mocy 200 W/cm3. Reakcję prowadzono w temperaturze otoczenia 55°C w czasie 3 h. Po ochłodzeniu, mieszaninę poreakcyjną poddawano analizie za pomocą kapilarnej chromatografii gazowej. W tym doświadczeniu stopień konwersji substratu 1-propenylowego wynosiły 100%. Produkt reakcji (Z,E)-trimetylo-2-[(1-propenyloksy)etoksy]silan o znanej charakterystyce spektroskopowej był oczyszczony metodą destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem (wydajność 96%, czystość (GC) 99%).
PL 224 224 B1
P r z y k ł a d II
Przeprowadzono proces jak w przykładzie I, przy czym jako substrat allilowy zastosowano 4-alliloksybutan-1-ol, a reakcję izomeryzacji katalizowano za pomocą układu katalitycznego [RuCl2(PPh3)3]/Bu3N (stężenie kompleksu [Ru] wynosiło 0,01% mol, a stosunek molowy BU3N : [Ru] = 20). Reakcję prowadzono w temperaturze 120°C przez 1 h w atmosferze argonu. Otrzymano odpowiedni (Z,E)-4-(1-propenyloksybutanol) (stosunek stereoizomerów Z/E = 61/39) z ilościową wydajnością, który po oczyszczeniu metodą destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem poddano reakcji sililowania, jak w przykładzie I. Otrzymano (Z,E)-trimetylo-4-[(1-propenyloksy)butoksy]silan o znanej charakterystyce spektroskopowej z wydajnością 96%. Produkt wydzielono z mieszaniny poreakcyjnej metodą destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem (wydajność 94%, czystość (GC) 99,5%).
P r z y k ł a d III
Przeprowadzono proces jak w przykładzie I, przy czym jako substrat allilowy zastosowano 2-alliloksyetoksyetanol, a reakcję izomeryzacji prowadzono przez 2 h do całkowitego przereagowania substratu. Po oddestylowaniu, produkt (Z,E)-2-[1-propenyloksy)etoksy]etanol poddano sililowaniu, jak w przykładzie I. W tym doświadczeniu stopień konwersji substratu 1-propenylowego wynosił 68%. Produkt reakcji trimetylo-(Z,E)-2-[2-(1-propenyloksy)etoksy]etoksysilan był oczyszczony metodą destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem (wydajność 64%, czystość (GC) 99%).
P r z y k ł a d IV
Przeprowadzono proces jak w przykładzie I, przy czym reakcję sililowania prowadzono w warunkach konwencjonalnych w temperaturze 60°C z zastosowaniem mieszadła magnetycznego. Wydajność produktu reakcji wynosiła 92%.
P r z y k ł a d V
Przeprowadzono proces jak w przykładzie I, przy czym reakcję sililowania prowadzono w warunkach tlenowych, tj. nie stosowano odtleniania reagentów i samą reakcję prowadzono w atmosferze powietrza. Wydajność produktu reakcji wynosiła 96%.
P r z y k ł a d VI
Przeprowadzono proces jak w przykładzie IV, przy czym nie stosowano odtleniania reagentów i samą reakcję prowadzono w atmosferze powietrza. Wydajność produktu reakcji wynosiła 87%.

Claims (6)

1. Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową wykorzystujący reakcję izomeryzacji i sililowania, znamienny tym, że w pierwszym etapie prowadzi się reakcję izomeryzacji alliloksyalkoholi katalizowaną przez rozpuszczalne kompleksy rutenu, zaś w drugim etapie otrzymane 1-propenyloksyalkohole poddaje się reakcji sililowania stosując jako czynnik sillilujący heksametylodisilazan, przy czym reakcję prowadzi się poddając mieszaninę reakcyjną działaniu ultradźwięków o częstotliwości z zakresu 16 kHz-2 MHz lub podwyższonej temperatury.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję sililowania z zastosowaniem ultradźwięków prowadzi się w niskiej lub umiarkowanej temperaturze w zakresie 20-55°C.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję sililowania prowadzi się w podwyższonej temperaturze w zakresie 60-120°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed reakcją sililowania reagenty odtlenia się przez nasycenie argonem.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję sililowania prowadzi się w warunkach beztlenowych, w atmosferze argonu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję sililowania prowadzi się przy niewielkim nadmiarze czynnika sililującego, przy czym stosunek molowy heksametylodisilazanu do alliloksyalkoholu wynosi 0,75-1 : 1.
PL406565A 2013-12-18 2013-12-18 Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową PL224224B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406565A PL224224B1 (pl) 2013-12-18 2013-12-18 Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406565A PL224224B1 (pl) 2013-12-18 2013-12-18 Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL406565A1 PL406565A1 (pl) 2015-06-22
PL224224B1 true PL224224B1 (pl) 2016-11-30

Family

ID=53396779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL406565A PL224224B1 (pl) 2013-12-18 2013-12-18 Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL224224B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL406565A1 (pl) 2015-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007023757A1 (de) Anlage und Verfahen zur kontinuierlichen industriellen Herstellung von Organosilanen
Raffa et al. First examples of gold nanoparticles catalyzed silane alcoholysis and silylative pinacol coupling of carbonyl compounds
Selmani et al. Anti-Markovnikov Hydrogermylation of Alkenes via Lewis Acid Catalysis
Igawa et al. Ozone oxidation of silylalkene: mechanistic study and application for the synthesis of silacarboxylic acid derivatives
Ohta et al. Rhodium-catalyzed reduction of esters to alcohols using diphenylsilane
Sun et al. Highly selective asymmetry transfer hydrogenation of prochiral acetophenone catalyzed by palladium–chitosan on silica
JPH11315083A (ja) 3―グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシランの製法
Tatsumi et al. Zinc-catalyzed synthesis of acylsilanes using carboxylic acids and a silylborane in the presence of pivalic anhydride
WO2011131607A1 (en) ISOMERIZATION OF β-KETO-ALLENES
CN108570069A (zh) 用于制备三[3-(烷氧基甲硅烷基)丙基]异氰脲酸酯的方法
Kanazawa et al. Conjugate Reduction of α, β-Unsaturated Aldehydes with Rhodium (bisoxazolinylphenyl) Catalysts
PL224224B1 (pl) Sposób otrzymywania eterów 1-propenylowych zawierających grupę siloksanową
PL236164B1 (pl) Sposób syntezy eterów 1-propenylowych
Mori et al. [Rh (OH)(cod)] 2 (cod= 1, 5-Cyclooctadiene): A highly efficient catalyst for 1, 4-hydrosilylation of α, β-unsaturated carbonyl compounds
Marciniec et al. Stereoselective synthesis of amides possessing a vinylsilicon functionality via a ruthenium catalyzed silylative coupling reaction
Anada et al. Dirhodium (II) tetrakis (perfluorobutyrate)-catalyzed 1, 4-hydrosilylation of α, β-unsaturated carbonyl compounds
Bochatay et al. 4-Amino-1-allenylsilanes from 4-Aminopropargylic Acetates through a Silylzincation/Elimination Sequence
Yamashita et al. Palladium-or Platinum-Catalyzed Novel Double Silylation of. ALPHA.-Diketones or a Benzoylformate with Hexamethyldisilane Affording 1, 2-Bis (siloxy) ethenes or a Double Silylated Tartrate Derivative.
Gooßen et al. Catalytic reductive etherification of ketones with alcohols at ambient hydrogen pressure: a practical, waste-minimized synthesis of dialkyl ethers
Pawluć et al. Highly efficient and regioselective synthesis of 1, 1-bis (alkoxydimethylsilyl) ethenes
Hreczycho et al. An efficient synthesis of unsymmetrical 1, 1-bis (silyl) ethenes
Jägel et al. An efficient synthesis of the C1-C9 segment of dictyostatin
CN110605145A (zh) 一种氢甲酯化反应催化剂及制备异壬酸的方法
Suwattananuruk et al. Dehydrosilylation of Alcohols Using Gold Nanoparticles Deposited on Citric Acid Modified Fibrillated Cellulose
JP4470886B2 (ja) 環状有機ケイ素化合物の製造方法