[发明专利](甲基)丙烯酸硅烷酯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及如下通式的(甲基)丙烯酸硅烷酯的制造方法：其中：

—R表示氢或者甲基；

—R¹、R²和R³各自独立地表示线形或分支的C₁～C₁₀烷基、芳基或芳烷基，这些基团可以被取代，并可含有杂原子。

背景技术

(甲基)丙烯酸酯(I)对于其作为可水解单体的用途是已知的，常用于在海洋防污垢涂料领域制造自光滑粘接剂，用在比如船体外壳的涂层，更一般用做与海水介质接触的材料(美国专利US-A-4 593 055和US-A-4 687 792)。

在制造这些(甲基)丙烯酸硅烷酯的文献中叙述了不同的合成路线。它们汇总在下面的表1中：

                               表1

R＝H，CH₃；R，R¹到R³如上述定义；Me＝甲基；tBu＝叔丁基

在表1中叙述的各种合成路线具有这样或那样的诸多缺点，本申请公司由(甲基)丙烯酸酐和含硅烷的羟基或烷氧基衍生物进行合成，成功地克服了这些缺点。

发明内容

按照本发明制造如上所定义的(甲基)丙烯酸硅烷酯(I)的方法，能够在很好的转化率、选择性、生产率等条件下得到这种化合物，而且没有排放物，不用分离固体，也不产生氢气。因此，和产生氢气或氯化氢作为副产品的方法相反，按照本发明制造(甲基)丙烯酸硅烷酯(I)能够在简单的带搅拌和加热的不锈钢反应器中安全地进行，另外，还用不着固体过滤、洗涤和干燥等繁重的单元操作。

因此本发明的首要目的是一种如上所定义的通式(I)(甲基)丙烯酸硅烷酯的制造方法，其特征在于，使通式(II)的酸酐与通式(III)的硅烷化合物反应：其中，R如前面所定义，其中：

—R¹、R²和R³都如前面所定义；而

—R⁴表示氢或如前面对R¹、R²和R³定义中的基团。

R¹、R²、R³和R⁴特别选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基和带有C₁～C₁₀烷基的烷基苯基，R⁴还可以表示氢。R⁴优选自氢、乙基、正丙基和正丁基。

如上面所指出的，基团R¹～R³可以被比如卤原子，如Cl、Br或者基团-NR⁵R⁶(R⁵和R⁶表示C₁-C₈的烷基)取代，另外，这些基团的链可以被杂原子比如O和S所中断。

进行本发明的反应时，化合物(II)/化合物(IH)的摩尔比一般为0.3/1～3/1，尽管低于0.3/1或者高于3/1的摩尔比在理论上是可以使用的。按照本发明的一个实施方案，以0.7/1～2/1，优选以0.9/1～1.2/1的化合物(II)/化合物(III)摩尔比进行反应。

反应在20～200℃，优选在75～100℃，特别优选在80～120℃的温度下和在大气压下进行。尽管也可以在低于或高于大气压的压力下进行操作。

另外，反应进行直到达到反应物的最大转化率，该转化率借助于常规分析方法来确定，比如使用气相色谱的方法。反应进行的时间根据操作条件和在参与合成的反应物(II)和(III)而有所不同。一般在3～8小时之间。

(酰基化)反应可以使用或不使用催化剂。使用催化剂可以抑制二硅氧烷的形成，增加反应的动力学，因此就缩短了反应时间。

在催化剂单独一种使用或者以两种或更多种的混合物使用的催化剂当中，可以举出1-甲基咪唑、二甲基氨基吡啶、4-吡咯烷酮并吡啶、4-哌啶并吡啶、4-吗啉并吡啶、三氟醋酸盐、三丁基膦、三乙胺、吡啶、蒙脱土比如K10和KSF蒙脱土、质子酸比如对甲苯磺酸和Lewis酸比如ZnCl₂，催化剂的用量一般是反应物混合物的0.05～1wt％。使用过量的催化剂是可以的，但在缩短反应时间方面不会带来太多的好处。1-甲基咪唑是优选的催化剂。