[发明专利]一种改性硅烷偶联剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硅烷偶联剂及制备领域。

背景技术

硅氢加成反应是制备碳官能团有机硅单体和有机硅聚合物的重要手段，许多含官 能团的有机硅单体和有机硅聚合物都是通过该反应合成的。与其他方法相比（直接合成法、 有机金属化合物法、热缩合法），硅氢加成可以合成的产物品种最丰富，且具有反应温和，易 于控制，副反应少，产物纯净等优点，因此硅氢加成反应是有机硅化学中研究最多、应用最 广的一类反应。六十多年来，碳-碳和碳-杂原子多重键的硅氢加成反应不仅在实验室得到 广泛研究，还已经广泛应用于工业生产领域。

对硅氢加成反应具有催化活性的物质多为Ⅷ族金属的化合物或络合物，后来的一 些研究表明，Ⅶ族金属化合物和一些稀土金属化合物对硅氢加成反应也具有较好的催化活 性，常用的金属有铂、钯、铑、钌、铜、铁、锰、镍、钴、钨、钼、锕系和镧系金属。

自1947年Sommer等发现硅氢加成反应以来，人们已对此反应特别是对过渡金属催 化的硅氢加成反应进行了大量的研究，并取得了很大进展。但由于反应选择性不高，尤其是 在一些体系中难以避免不饱和化合物的聚合反应发生，使得其应用受到许多限制，对此科 学家围绕该反应展开了一系列研究。

目前，在硅氢加成反应催化剂的研究中，铂催化剂是研究最全面的一类催化剂。

用铂等金属及其盐作为硅氢加成的催化剂在很多专利中提及，最早涉及此方面研 究的是一篇法国专利，它称可以从元素周期表的IIIA、IVA、IB和IIB族中选择元素，用它 们的化合物及其盐可以作为硅氢加成反应的有效催化剂，VIII族中的金属及其盐也能有 效地催化硅氢加成反应，但是该文献并没有给出具体的例子。1953年，Wagner和Strother 对铂作为催化剂进行了详细的研究，报道称用铂黑、铂石棉和铂硅都能有效地催化烯烃和 三氯氢硅烷的加成反应。随后，Wagner报道指出把铂吸附到炭上有超乎寻常的催化活性， 它能催化三氯氢硅烷和乙炔、乙烯、丁二烯、氯丙烯和偏氟乙烯的加成反应，有的反应在130 ℃就能进行，但大多数反应只有在高温下才能进行。

虽然确定了过渡金属能有效地催化硅氢加成反应，但是由于存在催化剂用量大、 催化选择性不高、转化率低等缺陷，该反应并不适合投入工业生产。因此，人们寻求一种理 想的催化剂，它能使官能团加成到预想位置，且过程温和，反应温度足够低以减少副反应的 发生。

1957年，Speier发现氯铂酸水合物(H₂PtCl₆·6H₂O)的异丙醇溶液可以催化硅氢 加成反应，是一种非常有效的均相硅氢加成反应催化剂(后被命名为Speier催化剂)。在此 之前，硅氢加成反应通常采用过氧化物和贵金属作催化剂，使用这类催化剂时存在收率低、 相容性差等问题，Speier催化剂的发现极大地提高了硅氢加成反应的收率和反应速度。

但是，Speier催化剂仍然存在催化剂用量大，对目标产物的选择性较低，且对有些 反应不具有催化活性等缺点。研究发现，加入一些助剂能够提高硅氢加成反应的速率和选 择性。但是，这些对硅氢加成有利的助剂种类各异，以至于无法确定哪种结构或性质的助剂 对反应起到了促进作用。甚至难以确定一种助剂确切对哪个特定的反应起作用，因为反应 还和含氢硅试剂、不饱和试剂以及催化剂的结构和性质有关。如：弱碱性胺可以促进三氯氢 硅烷和氯丙烯的加成反应，但是甲基二氯氢硅烷和氯丙烯反应则需要一种碱性较强的胺 (如三丁基胺)才对反应有促进作用，碱金属碳酸盐或碳酸氢盐的存在有利于烯丙基胺和 烷氧基硅烷反应。其它的助剂还有：磷化氢、氧气、含氧的有机物包括醛和不饱和酮、有机 或无机的锡钴化合物以及其他的一些有机物如醇、二醇、醚、酯等等。很多助剂都可以促进 硅氢加成反应，但是这些助剂的用途却很狭隘，大多只能对一种硅氢试剂与一种不饱和试 剂发生的一种反应起作用。另外副反应的发生也会降低反应的产率和选择性，如聚合反应 和异构化。人们想提高反应产率、速率及选择性，就要减少这些副反应的发生。