Procedimiento para el tratamiento acuoso de un organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos.

Procedimiento para el tratamiento de un organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos

, en el que al organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos

- se le añade opcionalmente al menos un disolvente orgánico no polar,

- se le añade una lejía acuosa,

- se le deja reaccionar,

- a continuación, se separa la fase acuosa de la fase orgánica,

- a partir de la fase orgánica se separa disolvente eventualmente presente y

- se obtiene la fase orgánica remanente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/054282.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: ALBERT, PHILIPP, DR., JUST, ECKHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS... > Compuestos que contienen elementos de los grupos... > C07F7/20 (Purificación; Separación)

PDF original: ES-2524313_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el tratamiento acuoso de un organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para un tratamiento acuoso de un organosilano amino- funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos tal como se obtiene, por ejemplo, en la preparación de un organosilano amino-funcional mediante reacción de un organosilano halógeno- funcional con amoníaco en exceso o una amina orgánica.

Los aminosilanos tienen un espectro de aplicación múltiple. Por ejemplo, se utilizan para el acabado de fibras de vidrio o en la industria de la fundición como coadyuvantes de tratamiento, asimismo sirven como inductores de la adherencia para resinas estables al almacenamiento.

Es conocido desde hace tiempo preparar organosilanos amino-funcionales, en particular a partir de organosilano cloro-funcionales y amoníaco o aminas orgánicas, en este caso se han de separar el cloruro de amonio formado o el hidrocloruro de amina orgánico formado (documentos DE-PS 1 23 462, DE-PS 27 49 316, DE-PS 27 53 124, EP 72 17 A2, EP 741 137 A2, EP 849 271 A2, EP 1 295 889 A2).

En los documentos EP 1 262 484 A2, EP 1 29 162 A2 y DE 11 4 563 A1 se procede de manera que se deja que el procedimiento de preparación discurra a lo largo de diversas etapas de presión, con lo que, entre otros, se pueden reducir las consecuencias de la problemática de apelmazamientos de sales.

Procedimientos para la preparación de organosilanos amino-funcionales mediante reacción de correspondientes silanos halógeno-organo-funcionales con amoníaco o una amina tienen en común que compuestos de tipo sal que precipitan en este caso, en particular haluros de amonio y/o hidrocloruros de amina orgánicos sólo se pueden separar de la manera más completa posible del producto deseado bajo una gran complejidad, y los productos presentan, a pesar de ello, un contenido en haluro indeseado. Además de ello, se intenta también, a continuación del procedimiento de preparación, reducir de nuevo el contenido residual en haluro en el organosilano amino- funcional mediante tratamientos posteriores adicionales complejos, por ejemplo mediante titulación del producto con una disolución alcohólica de alcoholato de metal alcalino, documento EP 72 17.

Por lo tanto, la presente invención tenía por misión habilitar una posibilidad para el tratamiento de organosilanos amino-funcionales con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos.

El problema planteado se resuelve, de acuerdo con la invención, de manera correspondiente a los datos de las reivindicaciones.

Sorprendentemente, se encontró que haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, en particular hidrocloruros, se pueden separar de aminosilanos bajo la adición de una disolución acuosa fuertemente alcalina, sin hidrolizar con ello el aminoalcoxisilano.

Además de ello, mediante este procedimiento relativamente sencillo se pueden alcanzar contenidos de haluro en el producto menores que 1 ppm en peso.

El presente procedimiento se puede aplicar ventajosamente, por lo general, a todos los organosilanos amino- funcionales. En particular, con ello se pudo posibilitar ventajosamente un tratamiento acuoso, relativamente sencillo y al mismo tiempo rentable de producto bruto a partir de una síntesis de aminosilano.

Así, de manera sorprendente, se encontró que un organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, cuya preparación se basa en la reacción de un organoalcoxisilano halógeno-funcional con amoníaco en exceso o amina orgánica, preferiblemente bajo presión así como en fase líquida, y subsiguiente separación así como tratamiento del producto bruto y de la sal resultante, se puede elaborar de manera sencilla y rentable debido a que al organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos (denominado aquí y en lo que sigue producto bruto o mezcla de productos)

- se le añade opcionalmente al menos un disolvente orgánico no polar,

- se le añade una lejía acuosa,

- se le deja reaccionar, preferiblemente durante un tiempo definido,

- a continuación, se separa la fase acuosa de la fase orgánica,

- a partir de la fase orgánica se separa o separan el o los disolventes presentes y

- se obtiene la fase orgánica remanente.

Además de ello, un organosilano amino-funcional obtenido según el procedimiento de acuerdo con la invención presenta ventajosamente un contenido en cloruro hldrollzable menor que 1 ppm en peso hasta el limite de detección de 6 ppm en peso. Ejemplos de cloruro hidrolizable son, entre otros, hidrocloruros de amina orgánicos, cloruros de amonio, clorosilanos, etc. La determinación de cloruro hldrollzable puede tener lugar, por ejemplo, por potenciografía con nitrato de plata.

De acuerdo con la invención se pueden elaborar, en particular, organosilanos amino-funcionales de la fórmula general (I) pero también los de la fórmula general (II) y/o (III), o sus respectivos productos brutos o bien correspondientes mezclas de productos de organosilanos de las fórmulas (I), (II) y/o (III) tal como pueden resultar, entre otros, en la preparación:

organosilanos amino-funcionales no puenteados, es decir, aminas monosililadas pueden representarse por la fórmula general (I)

R2N[(CH2)2NH]z(Z)SÍ(R")(OR)3.n (I),

en donde los grupos R son iguales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C, lineal o ramificado, preferiblemente H o n-butilo, los grupos R son iguales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, preferiblemente metilo o etilo, los grupos R" son ¡guales o diferentes y R" representa un grupo alquilo con 1 a 8 de átomos de C, lineal o ramificado tal como metilo, etilo, propilo, butilo, preferiblemente metilo, o un grupo arilo, Z representa un grupo alquilo bivalente de la serie -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4- o -(CH2)(CH)CH3(CH2)-, preferiblemente propilo, n es igual a , 1, 2 ó 3, preferiblemente , y z es igual a , 1 ó 2,

organosilanos bis-amino-funcionales, es decir, aminas bis-sililadas, mediante la fórmula general (II):

(R)3.n(R")nSi(Z)[NH(CH2)2]yNR[(CH2)2NH]z(Z)Si(R")(R)3-n (II),

en donde R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C, lineal o ramificado, preferiblemente H o n-butilo, los grupos R son ¡guales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado o un grupo arilo, preferiblemente metilo o etilo, los grupos R" son ¡guales o diferentes y R" representa un grupo alquilo con 1 a 8 de átomos de C, lineal o ramificado tal como metilo, etilo, propilo, butilo, preferiblemente metilo, o un grupo arilo, los grupos Z son ¡guales o diferentes y Z representa un grupo alquilo bivalente de la serie -CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4- o -(CH2)(CH)CH3(CH2)-, preferiblemente propilo, n, independientemente, es igual a , 1, 2 ó 3, preferiblemente , e y así como z, independientemente, son iguales a , 1 ó 2,

preferiblemente

(H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)3S¡(OCH3)3 (Bis-AMMO),

(H5C2)3S¡(CH2)3NH(CH2)3S¡(OC2H5)3 (Bis-AMEO),

organosilanos tris-amino-funcionales, es decir, aminas tris-sililadas, mediante la fórmula general (III):

[(R)3-n(R")nSi(Z)[NH(CH2)2]x]3N (III),

en donde los grupos R son iguales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, preferiblemente metilo o etilo, los grupos R" son ¡guales o diferentes y R" es un grupo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el tratamiento de un organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, en el que al organosilano amino-funcional con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos

- se le añade opcionalmente al menos un disolvente orgánico no polar,

- se le añade una lejía acuosa,

- se le deja reaccionar,

- a continuación, se separa la fase acuosa de la fase orgánica,

- a partir de la fase orgánica se separa disolvente eventualmente presente y

- se obtiene la fase orgánica remanente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque primero se hace reaccionar

- un organosilano halógeno-funcional de la fórmula general (IV)

X-Z-Si(R")n(OR)3.n (IV),

en donde X representa Cl, Br o J, Z representa un grupo alquilo bivalente de la serie -CH2-, -(CH2)2-, - (CH2)3-, -(CH2)4- o -(CH2)(CH)CH3(CH2)-, los grupos R son iguales o diferentes y R representa un hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, los grupos R" son iguales o diferentes y R" representa un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado o un grupo arilo, y n es igual a , 1, 2 ó 3,

con amoníaco en exceso o una amina orgánica de la fórmula general (V)

RNH[(CH2)2NH]zR (V),

en donde los grupos R son ¡guales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C, lineal o ramificado, y z es igual a ,1 ó 2,

- a partir de la mezcla de productos de reacción, así obtenida, se separa el amoníaco en exceso o bien la amina orgánica que no ha reaccionado así como la sal sólida eventualmente precipitada, pudiendo añadirse de manera opcional al menos un disolvente orgánico no polar y, a continuación,

- se trata en condiciones acuosas la mezcla de productos con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina, así obtenida, en donde

- se añade opcionalmente al menos un disolvente orgánico no polar,

- se añade una lejía acuosa,

- se deja reaccionar,

- se separa la fase acuosa de la fase orgánica,

- eventualmente a partir de la fase orgánica se separa disolvente y

- a partir de la fase orgánica remanente se obtiene al menos un organosilano amino-funcional conforme a la fórmula (I)

R2N[(CH2)2NH]z(Z)SÍ(R")(OR)3.n (I),

en donde los grupos R son iguales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C, lineal o ramificado, los grupos R son iguales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, los grupos R" son iguales o diferentes y R" representa un grupo alquilo con 1 a 8 de átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, Z representa un grupo alquilo bivalente de la serie -CH2-, -(Chhh-, -(CH2)3-, -(CH2)4- o -(CH2)(CH)CH3(CH2)-, y n es igual a , 1, 2 ó 3, y z es igual a , 1 ó 2.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que a la mezcla de productos procedente de la síntesis de aminosilano se agrega, con agitación, un disolvente orgánico no polar, además, se añade una lejía acuosa fuerte, se deja reaccionar bajo buena mezcladura a fondo durante 1 segundos a 3 minutos y, a continuación, se permite la formación de dos fases.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que como disolvente orgánico no polar

se emplea tolueno.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que como lejía acuosa se emplea una lejía de sodio o potasio.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se emplea una lejía acuosa con un valor del pH de 12 a 14.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que después de la adición de la lejía se deja reaccionar a una temperatura en el intervalo de 5 a 1°C.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el disolvente orgánico presente se separa por destilación de la fase orgánica a la presión ambiente o a presión reducida.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que se filtra la fase orgánica que permanece después de la separación de fases.

1. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque

- A) se hace reaccionar un organosilano halógeno-funcional de la fórmula general (IV)

X-Z-Si(R")n(OR)3-n (IV),

en donde X representa Cl, Br o J, Z representa un grupo alquilo bivalente de la serie -CH2-, - (CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4- o -(CH2)(CH)CH3(CH2)-, los grupos R son iguales o diferentes y R representa un hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, los grupos R" son iguales o diferentes y R" representa un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, y n es igual a , 1, 2 ó 3,

con amoníaco en exceso o una amina orgánica de la fórmula general (V)

RNH[(CH2)2NH]2R (V),

en donde los grupos R son iguales o diferentes y R representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C, lineal o ramificado, y z es igual a ,1 ó 2,

bajo presión y aumento de la temperatura, en fase líquida,

- B) a continuación, se separa amoníaco en exceso o amina orgánica y, en este caso, permanece

completamente disuelto en la fase líquida el haluro de amonio o el hidrohaluro de amina orgánico,

- C) la fase líquida, así obtenida, se transfiere a un cristalizador,

en donde opcionalmente se puede añadir al menos un disolvente orgánico no polar, y el cristalizador se hace funcionar en una etapa de presión más baja que la etapa de reacción precedente o a la presión ambiente, se separa haluro de amonio o bien hidrohaluro de amina orgánico y producto bruto,

- D) se añade al producto bruto o bien mezcla de productos, así obtenido, opcionalmente al menos un

disolvente orgánico no polar, se añade una lejía acuosa, se deja reaccionar, a continuación se separa la fase acuosa de la fase orgánica, se separa disolvente de la fase orgánica, y

- E) se filtra la fase orgánica que permanece en el sumidero y/o se obtiene mediante destilación al menos un

organosilano amino-funcional conforme a la fórmula (I).