[发明专利]具有氨基酸部分的有机硅化合物和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有氨基酸部分(moiety)的有机硅化合物，并且涉及其简单的生产方法以及涉及其应用。

背景技术

含有氨基的有机硅化合物在行业中发挥重要作用。在聚硅氧烷中极性氨基的存在会显著增加与极性表面的相互作用，并因而显著增加例如聚硅氧烷的粘着性。这引起了许多可能的工业应用，例如在纺织品整理(finishing，后处理)领域中或在化妆品中。在这方面，氨基酸官能化有机硅化合物工业上备受关注，因为羧酸部分的另外存在可以实现更高的极性。氨基酸部分通常存在于甜菜碱结构中，作为其结果，静电相互作用比在含有氨基基团的有机硅化合物中更强烈明显。进一步的积极方面是，其生产可以利用广泛而且具有成本效益的工业上可用的氨基酸的原料基料。尤为突出部分的氨基酸生成自可再生原料，并且从可持续发展的角度，含有氨基酸部分的有机硅化合物的产物类别因而还提供优势。

用于制备氨基酸官能化聚硅氧烷的各种过程是已知的。然而，其中氨基部分的基本特征因而氨基酸部分的两性特征在与聚硅氧烷连接以后被保留的氨基酸官能的有机硅化合物是主要令人感兴趣的。这种情况特别是对于氨基酸与聚硅氧烷的连接，其中通过将反应性环氧化物部分加入到聚硅氧烷上。

DE 10036532、JP 52-114699、EP 2826806和EP 2231752描述了基于这种反应类型的各种过程。

然而，至今不存在用于生产含有游离氨基酸部分的化合物的方法。

DE 10036532披露了一种方法，其用于制备在α,ω-位置处用氨基酸单元加以官能化的聚硅氧烷，其中带有环氧基的聚硅氧烷与氨基酸衍生物反应，其中羧酸部分以作为盐的保护形式或以酯的形式存在。然而，在大多数情况下，仅游离氨基酸是经济地可得到的，因而在大型工业规模上并转化成盐或酯需要另外的反应步骤，其使合成不方便且昂贵。

JP 52-114699同样描述了利用环氧官能的三硅氧烷在羧基处受保护的氨基酸的反应。

EP 2826806描述了从有机氨基酸盐生产氨基酸修饰的硅氧烷，其中有机阳离子，例如具有长链烷基的季铵或鏻阳离子，作为氨基酸的羧酸根离子的反离子(抗衡离子，counterion)存在。这些氨基酸盐的生产已经需要两个反应步骤：在第一步骤中，将氨基酸转化成钾盐，在第二步骤中，进行与季铵或鏻氯化物的反应以形成氯化钾，其可以通过分散在合适的介质中加以沉淀并除去。因此此过程既不方便又昂贵。此外，季铵和鏻化合物被认为是毒理学上可疑的，因此减小了化合物的可能的应用范围。

因而，其中可以直接使用工业上可用的游离氨基酸而没有事先转化成盐的过程将有很大的优势。这还可以提供氨基酸官能的有机硅化合物，其含有未受保护的羧基并因而显示氨基酸部分的更显著的性能。

EP 2231753描述了在大约25至28重量％的乳化剂的存在下在水性乳液中具有游离氨基酸的环氧官能聚硅氧烷的反应。对于使用的必须借助于高功率输出加以操作并从而导致能源成本升高的搅拌器系统，通常极其粘稠的乳液的混合是巨大的技术挑战。

在这种过程中，形成的带有氨基酸基团的硅氧烷的生成总是与乳化剂混合，由于它们与产物的特性相似，其不能加以除去。因而，根据此教导，不能以纯形式来分离氨基酸官能化有机硅化合物。这明显限制了氨基酸官能化的聚硅氧烷的应用领域。在进一步使用期间，乳化剂比例可以具有破坏性或甚至禁止性的影响。

发明内容

本发明涉及一种用于生产含有游离氨基酸部分(基团，moiety)的有机硅化合物(O)方法，该有机硅化合物(O)含有至少一个通式I的单元并且不含或含有至少一个通式II的单元

R¹_b(X)_cSiO_[4-(b+c)]/2(I)

R²_aSiO_(4-a)/2(II)

其中，

使得由以下组成的环氧官能化有机硅化合物：至少一个通式III的单元以及没有或有至少一个通式II的单元

R¹_b(Z)_cSiO_[4-(b+c)]/2(III)，

R²_aSiO_(4-a)/2(II)，

其中Z表示

在脂族醇存在下与通式IV的未受保护的氨基酸反应