Procedimiento para el tratamiento de residuos con contenido en sales de la preparación de organosilanos amino-funcionales.

Procedimiento para el tratamiento de un residuo procedente de la preparación de un organosilano aminofuncional, con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, de la fórmula general

(I)

R2N[(CH2)2NH]z(Z)Si(R")n(OR')3-n (Ia),

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-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4- o -(CH2)(CH)CH3(CH2)- , n es igual a 0, 1, 2 ó 3, y z es igual a 0, 1 ó 2,

en donde la preparación del organosilano amino-funcional conforme a la fórmula (Ia) se basa en la reacción de un organosilano halógeno-funcional de la fórmula general (II)

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

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 0, 1, 2 ó 3,

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

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

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 0, 1 ó 2,

y subsiguiente separación así como tratamiento del producto bruto y del residuo con contenido en sal precipitado, en que

- al residuo se le añade un disolvente orgánico esencialmente no polar y 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 el disolvente orgánico y

- se obtiene la fase orgánica remanente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/054649.

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-2524348_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el tratamiento de residuos con contenido en sales de la preparación de organosilanos aminofuncionales La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para el tratamiento de residuos con contenido en sales tal como resultan en la preparación de un organosilano amino-funcional, mediante reacción de un organosilano halógeno-funcional con amoníaco en exceso o una amina orgánica. Además, la invención se refiere a composiciones con contenido en organosilanos bis-y tris-amino-funcionales especiales y a su uso. Los organosilanos amino-funcionales se denominan también en lo que sigue brevemente aminosilanos. Además, un residuo con contenido en haluro de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, tal como resulta en la preparación de organosilanos amino-funcionales mediante reacción de un organosilano halógeno-funcional con amoníaco o una amina orgánica, se denomina aquí y en lo que sigue también brevemente residuo con contenido en sales o, todavía de forma más abreviada, residuo.

Los aminosilanos tienen un espectro de aplicación múltiple. Por ejemplo, se utilizan para el acabado de fibras de vidrio o en la industria de 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 organosilanos 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 10 23 462, DE-PS 27 49 316, DE-PS 27 53 124, EP 0 702 017 A2, EP 0 741 137 A2, EP 0 849 271 A2, EP 1 295 889 A2) .

En los documentos EP 1 262 484 A2, EP 1 209 162 A2 y DE 101 40 563 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.

Los 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 en este caso precipitan residuos con contenido en sales que, por norma general, se han de eliminar. Dichos residuos pueden contener, por ejemplo, cloruro de amonio, hidrocloruro de 3-aminopropiltrietoxisilano (el denominado hidrocloruro de AMEO) , así como hidrocloruro de bis-AMEO o bien hidrocloruro de tris-AMEO, eventualmente correspondientes disiloxanos condicionados por la hidrólisis, etc. La búsqueda de un aprovechamiento de sustancias residuales de este tipo fracasa, por norma general, debido al elevado contenido en cloro de los residuos.

Por lo tanto, la presente invención tenía por misión encontrar una posibilidad adicional para un tratamiento valioso en la preparación de organosilanos amino-funcionales. Un deseo particular consistía en aportar para un aprovechamiento rentable residuos con contenido en sales de la preparación de organosilanos amino-funcionales.

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

Sorprendentemente, se encontró que se pueden elaborar hidrocloruros a partir de aminosilanos con una disolución acuosa, fuertemente alcalina, sin hidrolizar una cantidad digna de mención de aminoalcoxisilano presente. El presente procedimiento es aplicable ventajosamente, en general, a todos los organosilanos amino-funcionales. En particular, mediante el mismo se pudo habilitar ventajosamente una posibilidad sencilla y rentable para el tratamiento valioso de un residuo a partir de una síntesis de aminosilano, en particular de un residuo de la destilación de una síntesis de aminosilano.

Así, de manera sorprendente, se encontró que se puede elaborar un residuo procedente de la preparación de un organosilano amino-funcional, con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, en donde la preparación se basa en la reacción de un organoalcoxisilano halógeno-funcional, preferiblemente cloro-funcional, con amoníaco en exceso o una amina orgánica, preferiblemente bajo presión así como en fase líquida, y subsiguiente separación así como tratamiento de producto bruto y de la sal que precipita, de manera sencilla y rentable añadiendo a dicho residuo opcionalmente primero un disolvente esencialmente no polar orgánico, además una lejía acuosa fuerte, dejando que reaccionen â?" preferiblemente en este caso se controla el espacio de tiempo de la reacción -, a continuación, después de la configuración de las dos fases, la fase acuosa se separa de la fase orgánica, a partir de la fase orgánica se separa el disolvente orgánico y se obtiene la fase orgánica que permanece en el sumidero. De esta forma se obtiene de una manera sencilla y rentable, ventajosamente después de la filtración de la fase orgánica, una composición con contenido en organosilanos bis-y tris-amino-funcionales muy valiosa, transparente, por norma general de color amarillo a naranja intenso, la cual puede emplearse para muchos casos de aplicación en lugar de organosilanos amino-funcionales no puenteados, ventajosamente con un elevado valor. Además de ello, una composición de este tipo, obtenida según el procedimiento de acuerdo con la invención,

presenta ventajosamente un contenido en cloruro hidrolizable menor que 100 ppm en peso hasta el límite 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 del cloruro hidrolizable puede tener lugar, por ejemplo, por potenciografía con nitrato de plata.

Por organosilanos bis-o bien tris-amino-funcionales (designados en lo que sigue también aminas bis-así como trissililadas) que resultan como productos secundarios en la preparación de organosilanos amino-funcionales arriba mencionada, se entienden, por norma general, organosilanos puenteados. Para dichos organosilanos aminofuncionales se recogen, a modo de ejemplo, las siguientes fórmulas generales.

Organosilanos amino-funcionales no puenteados, es decir, aminas monosililadas pueden reproducirse por la fórmula general (Ia) :

R2N[ (CH2) 2NH]z (Z) Si (Râ??) n (ORâ?) 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 Râ? son iguales o diferentes y Râ? 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 Râ?? son iguales o diferentes y Râ?? 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 0, 1, 2 ó 3, preferiblemente 0, y z es igual a 0, 1 ó 2, organosilanos bis-amino-funcionales, es decir, aminas bis-sililadas, pueden representarse mediante la fórmula general (Ib) :

(Râ?O) 3-n (Râ??) nSi (Z) [NH (CH2) 2]yNR[ (CH2) 2NH]z (Z) Si (Râ??) n (ORâ?) 3-n (Ib) , 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 Râ? son iguales o diferentes y Râ? 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 Râ?? son iguales o diferentes y Râ?? representa un grupo alquilo con 1 a 8 de átomos de C, lineal o ramificado tal como metilo, etilo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el tratamiento de un residuo procedente de la preparación de un organosilano aminofuncional, con contenido en haluros de amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, de la fórmula general (I)

R2N[ (CH2) 2NH]z (Z) Si (Râ??) n (ORâ?) 3-n (Ia) , 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 Râ? son iguales o diferentes y Râ? representa hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, los grupos Râ?? son iguales o diferentes y Râ?? 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-, - (CH2) 2-, - (CH2) 3-, - (CH2) 4-o - (CH2) (CH) CH3 (CH2) , n es igual a 0, 1, 2 ó 3, y z es igual a 0, 1 ó 2, en donde la preparación del organosilano amino-funcional conforme a la fórmula (Ia) se basa en la reacción de un organosilano halógeno-funcional de la fórmula general (II)

X-Z-Si (Râ??) n (ORâ?) 3-n (II) , 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 Râ? son iguales o diferentes y Râ? representa un hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, los grupos Râ?? son iguales o diferentes y Râ?? representa un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, y n es igual a 0, 1, 2 ó 3, con amoníaco en exceso o una amina orgánica de la fórmula general (III)

RNH[ (CH2) 2NH]zR (III) , 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 0, 1 ó 2, y subsiguiente separación así como tratamiento del producto bruto y del residuo con contenido en sal precipitado, en que -al residuo se le añade un disolvente orgánico esencialmente no polar y 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 el disolvente orgánico y -se obtiene la fase orgánica remanente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se elabora el residuo con contenido en haluros de 40 amonio y/o hidrohaluros de amina orgánicos, tal como resulta en un tratamiento destilativo del producto bruto.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que al residuo procedente del tratamiento destilativo del producto bruto se agrega, con agitación, el disolvente orgánico, además, se añade una lejía acuosa fuerte, se deja reaccionar bajo buena mezcladura a fondo hasta durante 30 minutos y, a continuación, 45 se permite la formación de dos fases.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que como disolvente orgánico 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 las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se emplea una lejía acuosa con un valor del pH de 12 a 14. 55

7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que después de la adición de la lejía, la mezcla, así obtenida, se deja reaccionar con agitación a lo largo de 10 segundos hasta 30 minutos.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que después de la adición de la lejía se 60 deja reaccionar a una temperatura en el intervalo de 5 a 100º C.

9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el disolvente orgánico se separa por destilación de la fase orgánica a presión reducida.

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

11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 10, 5 en el que -A) se hace reaccionar un organosilano halógeno-funcional de la fórmula general (II)

X-Z-Si (Râ??) n (ORâ?) 3-n (II) , 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 Râ? son iguales o diferentes y Râ? representa un hidrógeno (H) o un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, los grupos Râ?? son iguales o diferentes y Râ?? representa un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de C, lineal o ramificado, o un grupo arilo, y n es igual a 0, 1, 2 ó 3, con amoníaco en exceso o una amina orgánica de la fórmula general (III)

RNH