[发明专利]制备丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷的方法,其提纯方法,在组合物中的稳定化方法及其应用

说明书

本申请是申请日为2007年5月15日，申请号为200710136288.5的、发明名称和本发明相同的发明专利申请的分案申请。 

技术领域：

本发明的主题是制备丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷的方法，特别是制备含甲基丙烯酰氧基和丙烯酰氧基的有机硅烷的方法，以下也称为丙烯酰硅烷。该方法基于在存在相转移催化剂的条件下碱金属甲基丙烯酸盐和碱金属丙烯酸盐与氯代烷基硅烷的反应。 

另外，本发明也涉及后处理和净化粗产物级分，含有特别是带有丙烯酰氧基烷基和甲基丙烯酰氧基烷基的有机硅烷的丙烯酰硅烷的那些的工业方法，其中可以以高产率得到高纯度产物。 

除了制备通式I的丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷的方法外，本发明还涉及稳定该硅烷的方法。此外，本发明还涉及含有丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷、特别是甲基丙烯酰氧基或者丙烯酰氧基的通式I的有机硅烷的组合物，以及制备组合物的方法和组合物的应用。以下将通式I的有机硅烷也称作丙烯酰硅烷。 

另外，本发明还涉及制备具有通式V的N，N’-二取代对醌二亚胺的方法及其用途， 

其中，R¹¹和R¹²相同或不同地表示具有苯基和/或3至8个C原子的直链和/或支链的烷基和/或环己基。 

根据本发明的再一个方面，本发明涉及基于组合物的含硅的漆料和色料。特别，本发明还涉及含3-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷的组合物。 

背景技术：

长久以来便知可通过取代官能化的有机硅烷而制得丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷。为此，可以在存在三乙胺作为酸受体和氢醌作为聚合 抑制剂的条件下使氯代或溴代烷基硅烷与丙烯酸反应。 

备选地，可以在含铂催化剂存在的条件下通过三烷氧基硅烷在丙烯酸烯丙酯或甲基丙烯酸烯丙酯上的加成而制得丙烯酰硅烷。但通过这种合成路径也会得到不纯且染色的粗产物，且其本身在工业上是不能使用的。特别是应用于聚合物制备过程中的丙烯酰硅烷，需要很高的纯度和无色的外观。 

在日本专利申请JP 51348/65中记载了另一种反应可能性；其中论述了，通过在存在季铵盐作为固-液相转移催化剂条件下使固体的甲基丙烯酸或丙烯酸的碱金属盐与通式H的氯代烷基硅烷反应，可制得具有通式I的丙烯酰硅烷， 

其中，R¹表示氢原子或甲基，R²和R³均为具有1至4个C原子的烷基，m为0或1或2而n为1至4的数， 

其中，R²和R³为所述基团，m＝0至2且n＝1至4。 

在该日本申请中，值得一提的相转移催化剂是三乙胺、二甲基苯胺、四甲基氯化铵和苄基三甲基氯化铵。在该日本专利申请的实施例中，采用了上述的最后两种化合物作为相转移催化剂，用于由甲基丙烯酸或丙烯酸的碱金属盐构成的固体相和由氯代烷基硅烷构成的液相之间的反应中。 

为进行反应，若使用这种催化剂，则需要140℃至180℃的较高反应温度，同时反应时间有时为直至10小时。此外，也需要可以多达10倍碱金属甲基丙烯酸盐或丙烯酸盐摩尔量的较高过量量的氯代烷基硅烷。另外还必须使用另外的溶剂，例如二甲基甲酰胺、甲苯或二甲苯。 

在该已知的方法中，有机硅烷的收率明显低于90％并且通常只是达到70％的值。当碱金属(甲基)丙烯酸盐/氯代烷基硅烷的摩尔比为1∶1时，收率甚至仅为65％，并且作为副产物形成大量的聚合物材料。另外，氯代烷基硅烷大量过量、额外的溶剂、长的反应时间和所要采用的较高反应温度都是关键性的缺陷。反应时间长和氯代硅烷大量过量会导致时-空收率显著减小。此外，大量过量的氯代烷基硅烷和使用额外的溶剂会破坏有机硅烷蒸馏提纯过程中的能量平衡。还有，额外使用溶剂会对有机硅烷的收率起到消极作用。 

高温不仅会便利于形成不理想的聚合物产品，而且还会几乎定量地导致季铵盐的分解。本领域技术人员熟知，有一些季铵盐如三甲基苄基氯化铵在高于120℃的温度下会迅速分解。由于卤化物与(甲基)丙烯酸盐的阴离子交换作用，因此在季铵盐热分解时会形成不含硅的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯和叔胺。由三甲基苄基铵甲基丙烯酸盐或-丙烯酸盐可以形成作为分解产物的相应高沸点的甲基丙烯酸苄基酯或丙烯酸苄基酯和二甲基苄基胺，它们通过蒸馏仅能很艰难地从丙烯酰硅烷中除去。