[发明专利]一种烯烃硅氢加成反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成领域，具体涉及一种铑-聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体催化体系用于催化烯烃与烷氧基硅烷硅氢加成反应的方法。

背景技术

官能化硅烷是有机硅化学和工业生产领域合成下游产品的重要中间体和原料，硅氢加成反应是合成功能有机硅单体、硅烷偶联剂和功能有机硅化合物及聚合物最重要的途径之一。

目前烷氧基硅烷的制备以及所用催化剂中，铑催化剂是硅氢加成反应中应用较为广泛的催化剂之一。为了提高硅氢加成反应产物的选择性，一些含氮、磷、硫等元素的有机配体被合成，并应用于铑或铂催化硅氢加成反应中。现行的均相铑催化剂体系往往存在转化率不高和不可回收的不足之处，加成产物的选择性也是急需解决的一个问题。

中国专利CN101671356公开了一种室温离子液体/超临界CO₂介质中铑络合物催化烯烃的硅氢加成反应，该发明以非官能化室温离子液体作为反应介质进行硅氢加成反应的方法；CN101033235公开了一种硅氢加成反应方法，该发明以三（三苯基膦)氯化铑作为主催化剂，这两个发明专利反应条件温和，安全，有效，可有效抑制副反应的发生，产物与催化剂分离方便，催化剂回收可再利用，但是催化剂的反应活性不高。

因此，寻找适合硅氢加成反应的新型催化剂，建立适用于烷氧基硅烷合成的新型、高效的催化体系和方法具有重要的现实意义和应用前景。

发明内容

为解决目前硅氢加成反应中催化剂反应活性和产物选择性不够高的问题，本发明提供了一种烯烃硅氢加成反应的方法，以铑-聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体催化烯烃硅氢加成反应，该方法反应安全，底物转化率高，加成产物选择性好。

本发明是通过下述技术方案得以解决的：一种烯烃硅氢加成反应的方法，是以铑-聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体为催化剂体系，加入到不饱和烯烃和烷氧基含氢硅烷中催化烯烃进行硅氢加成反应。不同官能基团的聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体与铑化合物组成催化剂体系，应用于不饱和烯烃与烷氧基含氢硅烷加成反应，可以提高催化剂的活性和加成产物选择性，反应安全、方便快捷。

本发明的硅氢加成反应具体为：在铑-聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体催化剂体系中，加入不饱和烯烃和烷氧基含氢硅烷，保持反应温度60～120℃，打开冷凝回流，继续搅拌反应6 ~12 h，静置，冷却至室温，减压蒸馏收集相应馏分，得到硅氢加成反应的产物。

所述铑-聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体催化剂体系的制备方法为：以二氯甲烷或甲苯为溶剂，与铑化合物和聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体混合搅拌后，在惰性气体保护下升温到60～120℃，搅拌0.2～5 h后再除去溶剂，得到铑-聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体催化剂体系。

惰性气体优选为氮气或氦气。

作为优选，聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体与二氯甲烷的摩尔比为1：10~1000，更优选为1：50～300；铑化合物与聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体摩尔比为1：1~1000，更为优选1：1~200，最优选为1：3～50。

本发明催化剂体系中，聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体可以提高硅氢加成反应中铑催化剂的催化活性和选择性。聚乙二醇功能化双咪唑盐型离子液体的结构式如下所示：

，

其中，n=3～100的正整数，X选自中一种，R选自中一种， 

作为优选，聚乙二醇分子量为150～2000。

作为优选，所述的铑化合物选自氯化铑、三苯基膦氯化铑中一种，更优选为三苯基膦氯化铑。

咪唑类化合物为选自烷基咪唑、苯基咪唑、羧基咪唑中一种。

所述的不饱和烯烃选自丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、葵烯、十一烯、十二烯、十四烯、十六烯、十八烯、苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯中一种；所述的铑化合物与不饱和烯烃的摩尔比为1：20~50000，优选为1：50~2500， 更优选为1:100~1000。

所述的烷氧基含氢硅烷选自三乙氧基氢硅烷、三甲氧基氢硅烷中一种，不饱和烯烃与烷氧基含氢硅烷的摩尔比为1:1～5。

所述的硅氢加成反应体系，反应结束后，经过静置，催化剂可与产物实现分离，将反应产物的上层溶液倒出后留下的即为催化剂体系，重复利用，节省成本。