[发明专利]制备氨烷基烷氧基硅烷的方法

说明书

本发明涉及由相应的卤代(卤烷基)硅烷通过与氨或有机胺和醇反应制备氨烷基烷氧基硅烷。

氨烷基烷氧基硅烷是工业上重要的中间体。胺官能使得可以连接其它合成构造嵌段，例如用于形成共聚物。硅上的烷氧基具有与聚硅氧烷主链连接的作用。

合成氨烷基烷氧基硅烷的原料通常是相应的烷氧基(卤烷基)硅烷，用氨或有机胺将其转化成氨烷基烷氧基硅烷。作为原料用于胺化所需要的烷氧基(卤烷基)硅烷是通过单独的烷氧基化方法制备的。

烷氧基化和胺化都是技术上很复杂的方法，只能在特殊的设备中进行。

烷氧基化需要设备耐氢卤酸。副反应，例如通过所使用的醇与形成的卤化氢反应形成水得到卤代烷，仅能通过特殊的方法变体，例如逆流方法来防止，所述逆流方法保证了卤化氢很快从反应混合物中去除。DE60315982T2例如描述了根据逆流原理由相应的氯(3-氯丙基)硅烷制备3-氯丙基烷氧基硅烷的设备。JP2003246789描述了在烷氧基化中使用氨或有机胺，但这仅用于去除合成相应的烷氧基氯烷基硅烷过程中的氯化氢。

相对比，对于胺化，需要设备在碱性介质中是稳定的。由于特别是氨和低分子量胺的低沸点，大多数情况下这些反应在工业上是在高压钢釜中在高压下进行的，以实现短反应时间和/或高转化率。Speier等人在J.Org.Chem.1971,36,3120-3126中描述了有关此的基础工作。

而且，同样在J.Org.Chem.1971,36,3120-3126中报道的氨烷基烷氧基硅烷可通过硅氮烷的醇解得到。

DE2521399描述了在醇作为溶剂添加的存在下由三烷氧基(氯烷基)硅烷和二烷氧基(氯烷基)硅烷合成氨烷基烷氧基硅烷。添加的醇不参与反应，仅用作惰性添加剂。原料是通过单独的反应步骤制备的相应的烷氧基硅烷。

本发明提供一种合成通式I的氨烷基烷氧基硅烷及其氢卤化物的方法，所述方法是通过使通式II的卤代(烷基卤代)硅烷与通式III的氨或有机胺和通式IV的醇反应来合成的：

RR’N-X-Si(R¹)_n(OR²)_3-n   I

Y-X-Si(R¹)_nZ_3-n   II

R-NH-R’   III

R²-OH   IV

其中，

R和R’为氢或具有1-12个碳原子的烃基，其中不相邻的碳原子可被氮原子或氧原子代替，

R¹为具有1-8个碳原子的烃基，其中不相邻的碳原子可被氧代替，

R²为具有1-8个碳原子的烷基，其中不相邻的碳原子可被氧代替，

X为具有1-12个碳原子的二价烷基，

Y和Z为卤素，以及

n为0、1或2的值。

在氨或有机胺和醇的存在下进行卤代(卤烷基)硅烷向通式I的氨烷基烷氧基硅烷的转化。该过程在很大程度上简化了通式I的氨烷基烷氧基硅烷的合成，从而导致在经济上可行性的增加。

已经惊讶地发现，在由于氨或有机胺的存在而为碱性的反应混合物中醇的存在并没有如一开始预期的那样导致有机键合的氯显著地与烷氧基交换形成烷氧基烷基硅烷。尽管这些产物能在反应混合物中检测到，但它们的比例非常低，通常低于1％。