Brevet FR2569700A1 — publié le 19860307

Comme le montre le brevet des E.U.A. n 2 474 087, on a utilisé des disilanes pour préparer des organosilanes en faisant réagir des composés organiques halogénés, comme des halogénures d'alkyle ou des halogénures d'aryle avec un S halodisilane en présence d'un catalyseur métallique. On trouve un procédé un peu semblable dans le brevet des E.U.A. n 3 772 347 qui emploie un disilane halogéné et un chlorure organique comme le chlorobenzène ou le chlorure de butyle pour produire l'organohalosilane approprié. La silylation de substrats aromatiques activés avec des disilanes, en employant un catalyseur contenant un métal de transition est moins facile à prévoir. Par exemple, Matsumoto et al, montrent dans JOMC, 85, C1 (1985) , que l'on peut facilement silyler du nitrochlorobenzène avec du disi- lane. L'expérience a montré, toutefois, que la silylation par du disilane de certains composés aromatiques dicar- bonylés portant des groupes fonctionnels, et par exemple de l'anhydride chlorophtalique, n'était pas possible. La présente invention repose sur la découverte que, contrairement aux anhydrides aromatiques halogénés, on pouvait facilement silyler d'autres composés dicarbonylés aromatiques portant des groupes fonctionnels, comme des imides aromatiques halogénés, et par exemple, un chloro- phtalimide, avec des polysilanes. La présente invention concerne donc la synthèse d'imides silylaromatiques confor- mément à l'équation suivante: Rl(i)nSi(R1)2R + XR 3 cat R(R1)2SiR2 NR n 2 R1 R1 R' R1 il I 1-1I 1 + R -(Si)n1 Si-R, R' R dans laquelle X représente un halogène, R représente un radical monovalent choisi dans le groupe constitué par X, l'hydrogène, des radicaux alcoxy en C(1-8)' des radicaux hydrocarbonés en C(1.3) et des radicaux hydrocarbonés en C(1.13) substitués, R est choisi parmi R, -0- et -S-, et lorsque R1 représente -0- ou -S- ou une der leurs combinaisons, R1 peut former des groupes de liaison -SiOSi- et -SiSSi-, R2 représente un radical organique aromatique trivalent en C63) R3 est choisi parmi les radicaux hydrocarbonés monovalents en C(6.13)' et les radicaux hydrocarbonés monovalents substitués en C(113), et n représente un nombre entier compris entre 1 et 50 inclus. La présente invention met au point un procédé de préparation d'imides silylaromatiques répondant à la formule : o R(R)2SiR2 "NR3 O 25697G0 - 3 - qui comprend: (A) la mise en réaction d'un polysilane répondant à la formule: R1 (2) RI-(Si-) -Si(R1) R 1n 2 R1 et d'un imide haloaromatique répondant à la formule, Il (3) XR2/ *-R3 C en présence d'une quantité efficace d'un cata- lyseur contenant un métal de transition, et (B) la récupération de l'imide silylaromatique résultant du mélange de (A), 1 2 3 sachant que, dans les formules R, R1, R2, R3, n et X sont tels qu'on les a définis précédemment. On peut citer, par exemple, parmi les radicaux que peuvent représenter R et R1 dans les formules (1) et (2), l'hydrogène, un halogène, comme les groupes chloro, bromo; des radicaux alcoxy en C(1_8), et par exemple, les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy; des radicaux alkyles en C(1_8), comme les radicaux méthyle, éthyle, propyle, butyle, pen- tyle; les radicaux aryles et les radicaux haloaryles comme les radicaux phényle, tolyle, xylyle, naphtyle, chloro- phényle; les radicaux alcényles comme les radicaux vinyle, allyle, les radicaux haloalkyles comme le radical trifluoro- propyle, etc. On peut citer, par exemple, parmi les radicaux que peut représenter R2 dans les formules (1) et (3), OC, O, 9, etc. On peut citer, par exemple, parmi les radicaux que peut représenter R3 dans les formules (1) et (3), les radicaux alkyle en C(1_8) et les radicaux aryle en C(6.13) que peut représenter R. On peut citer, par exemple, parmi les imides halo- aromatiques répondant à la formule (3), le N-butyl chloro-3 phtalimide, le N-butyl chloro-4 phtalimide, le N-phényl chloro-3 phtalimide, le N- phényl chloro-4 phtalimide, etc. On peut citer parmi les polysiloxanes répondant à la formule (2), l'hexaméthyldisilane, le chloropentaméthyl- disilane, le dichloro-l,2 tétraméthyldisilane, le trichlo- ro-1,1,2 triméthyldisilane, le tétrachloro-l,l,2,2 diméthyl- disilane, l'hexachlorodisilane, le méthoxypentaméthyl- disilane, le diméthoxy-l,2 tétraméthyldisilane, l'éthoxypen- taméthyldisilane, le diéthoxy-l,2-pentaméthyldisilane, etc. On peut citer, par exemple, parmi les catalyseurs contenant des métaux de transition que l'on peut employer dans la mise en pratique de la présente invention, le palla- dium, Pd/C, du tétrakis(triphénylphosphine)palladium, du dichlorure de bis-(benzonitrile)palladium, du dichlorure de bis(triphénylphosphine)palladium, etc. Lorsqu'on parle d'une quantité efficace de cataly- seur contenant un métal de transition, cela signifie que l'on peut utiliser de 0,01 à 0,10 partie de catalyseur con- tenant un métal de transition, exprimée par rapport au poids du composé halodicarbonylé répondant à la formule (3). Dans la mise en pratique de l'invention, on fait réagir l'imide haloaromatique répondant à la formule (3) et le polysilane répondant à la formule (2) en présence d'une - 5- quantité efficace d'un catalyseur contenant un métal de transition, telle qu'on l'a définie précédemment. L'expé- rience a montré que l'on pouvait obtenir de bons résultats en mettant en oeuvre la réaction dans une atmosphère gazeuse inerte, par exemple dans de l'azote, de l'argon ou d'autres gaz rares. Les proportions d'imide haloaromatique et de polysilane peuvent beaucoup varier. On recommande toutefois d'utiliser une quantité suffisante de polysilane pour avoir au moins deux atome-grammes de silicium par mole d'imide haloaromatique. On peut utiliser un solvant organique inerte, et par exemple le toluène, l'anisole, le xylène, le mésitylène, pour faciliter la réaction entre le polysilane et l'halo- génure aromatique. On peut employer des températures de 110 C à 300 C. On peut recueillir l'imide silylaromatique voulu par des techniques classiques comme la précipitation par addition d'un solvant non polaire, et par exemple l'hexane, puis la filtration et l'élimination du solvant sous vide. Les imides silylaromatiques de la présente inven- tion sont utiles comme promoteurs d'adhérence pour les com- positions vulcanisables à température ambiante et comme intermédiaires pour la préparation des anhydride silylaroma- tiques correspondants comme un dianhydride bis(dicar- boxy-l',2' phényl)-l,3 disiloxane par des procédés d'hydro- lyse alcaline classiques. Dans les exemples suivants, toutes les parties sont exprimées en poids. Exemple 1 On a chauffé au reflux sous atmosphère d'argon une solution de 20 ml de toluène contenant 1,26 gramme (5,62 millimoles) de N-n-butylchloro-4 phtalimide et 2,0 grammes (1,12 millimole) de diméthoxy-l,2 tétraméthyldisilane et 40 milligrammes de tétrakistriphénylphosphinepalladium. La solution chauffée au reflux est devenue jaune d'or puis 6- rouge foncé. Au bout de 48 heures de chauffage au reflux, on a laissé refroidir le mélange puis on l'a débarrassé de son solvant organique. On a ensuite purifié le résidu en, ajou- tant 30 ml d'hexane anhydre. On a séparé le résidu par filtra- tion puis on a éliminé le solvant sous vide. On a obtenu du diméthylméthoxysilyl-4N-n-butyl-phtalimide en un rendement de 83 %. On a encore confirmé l'identité du produit par analyse chromatographique en phase gazeuse-spectrométrie de masse. On a soumis le matériau à une chromatographie sur gel de silice en utilisant de l'hexane comme éluant ce qui a provoqué l'hydrolyse du méthoxysilane formé initialement en le bisimide correspondant répondant à la formule: O le O I! H C41H9 ?13 3 NC4H9 .CHCH 3 3 O O Ce bisimide est utile comme promoteur d'adhérence de compositions de silicone vulcanisables à température ambiante. Exemple 2 On a répété le procédé de l'Exemple 1, excepté que l'on a utilisé 0,2 gramme de N-méthyl chloro-4 phtalimide, 0,37 gramme de diméthoxy-l,2 tétraméthyldisilane et 40 mil- ligrammes de (Ph3P)4Pd. On a chauffé la solution en agitant pendant 15 heures pour obtenir du N-méthyl(diméthyl- méthoxysilyl)-4 phtalimide en un rendement de 55 %. 7- REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'imides silylaroma- tiques répondant à la formule: C R(R1)2SiR2 NR3 c caractérisé en ce qu'il comprend: (A) la mise en réaction d'un polysilane répondant à la formule: R1 R1 R (-Si)n-Si(R l)2 R R 1 R et d'un imide haloaromatique répondant à la formule, C O en présence d'une quantité efficace d'un catalyseur conte- nant un métal de transition, et (B) la récupération de l'imide silylaromatique résultant du mélange de (A), sachant que dans les formules, X représente un halogène, R représente un radical monovalent choisi dans le groupe cons- titué par X, l'hydrogène, les radicaux alcoxy en C(1_8, les radicaux hydrocarbonés en C(1_13 et les radicaux hydrocarbonés en C(1 13) substitués, R est choisi parmi R, -0- et -S-, et lorsque R1 représente -0ou -S- ou une de leurs combinaisons, R1 peut former des groupes de liaison -SiOSi-, -SiSSi-, R2 représente un radical organique aromatique trivalent en C(6 13) R3 est choisi parmi les radicaux hydrocarbonés monovalents en C(1_13) et 3S les radicaux hydrocarbonés monovalents substitués en -8C(1_3), et n représente un nombre entier compris entre 1 et 50 inclus. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disilane est diméthoxytétraméthyldisilane. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur contenant un métal de transition est le tétrakistriphénylphosphine palladium. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chlorophtalimide est le N-n-butyl chloro-4 phtalimide. 5. Imides silylaromatiques répondant à la formule, o I! C R(R1) SiR2 - NR3 C I dans laquelle R représente un radical monovalent choisi dans le groupe constitué par X, l'hydrogène, les radicaux alcoxy en C(1.8), les radicaux hydrocarbonés en C(1_.13) et les radicaux hydrocarbonés en C(1_3) substitués, R est choisi parmi R, -O- et -S-, et lorsque R représente -O- ou -S- ou une de leurs combinaisons, R1 peut former des groupes de liaison -SiOSi-, -SiSSi-, R2 représente un radical organique aromatique trivalent en C(6 13) et R3 est choisi parmi les radicaux hydrocarbonés monovalents en C(1-13) et les radicaux hydrocarbonés monovalents substitués en C(13). 6. (Diméthylméthoxysilyl)-4 N-n-butylphtalimide. 7. Composé répondant à la formule O OI C C N N C H N 4 9 o "II C4H9N CCH3 CCH O 0