[发明专利]制备3-缩水甘油基氧基丙基三烷氧基硅烷的方法

说明书

本发明涉及制备通式(I)的3‑缩水甘油基氧基丙基烷氧基硅烷的方法(R')O‑(CH₂)₃‑Si(OR)₃ (I)其中R基团独立地为甲基或乙基，R'为H₂C(O)CHCH₂‑基团，所述方法通过使(i)通式(II)的官能化的烯烃(R')O‑C₃H₅ (II)其中R'为H₂C(O)CHCH₂‑基团与(ii)至少一种通式(III)的氢烷氧基硅烷HSi(OR)₃ (III)其中R基团独立地为甲基或乙基，优选氢三甲氧基硅烷或氢三乙氧基硅烷，在(iii)作为均相催化剂的Karstedt催化剂或基于六氯铂酸的催化剂，和(iv)2‑乙基己酸和/或异壬酸存在下反应，并获得氢化硅烷化的(目标)产物。

技术领域

本发明涉及在Pt基均相催化剂和作为助催化剂的2-乙基己酸和/或异壬酸存在下通过烯丙基缩水甘油醚的氢化硅烷化而制备3-缩水甘油基氧基丙基三烷氧基硅烷的方法。

背景技术

缩水甘油基官能的硅烷是有机硅烷化学中的重要工业中间产物或终产物。它们用作复合材料中的助粘剂，例如在漆料和玻璃纤维工业中、在铸造技术和胶粘剂工业中；所述化合物在光学玻璃的涂层中也起重要作用。

3-缩水甘油基氧基丙基烷氧基硅烷的制备例如通过使带有氢原子的三烷氧基硅烷与烯丙基缩水甘油醚在氢化硅烷化催化剂存在下反应来实现，并可以通过下面的一般反应式描述：

CH₂(O)CHCH₂OCH₂CH=CH₂ + HSi(OR)₃ → CH₂(O)CHCH₂OC₃H₆Si(OR)₃

其中R =烷基，例如甲基、乙基、丙基。例如，描述了在R =甲基的情况下3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷的制备，和在R =乙基的情况下3-缩水甘油基氧基丙基三乙氧基硅烷的制备。在此，形成的副产物是异构体CH₂(O)CHCH₂OCH₂CH(Si(OR)₃)CH₃和相应的8元杂环，以及缩水甘油基氧基三烷氧基硅烷、丙基三烷氧基硅烷、丙烯基缩水甘油醚和四烷氧基硅烷，以及高沸点组分。特别地，难以通过蒸馏分离的化合物、异构的缩水甘油基氧基丙基三烷氧基硅烷和8元杂环需要在蒸馏塔中的高分离效率和长蒸馏时间。相应丙烯基缩水甘油醚的形成和四烷氧基硅烷的形成构成高的选择性损失。

H-硅烷与含有C = C双键的化合物的氢化硅烷化反应可以分批式或连续地进行，其中氢化硅烷化反应通常通过贵金属催化。3-缩水甘油基氧基丙基三烷氧基硅烷通常以均相催化方式用Speier催化剂H₂PtC_l6或Karstedt催化剂二乙烯基四甲基二硅氧烷-Pt制备(尤其是EP 0 277 023、EP 0 288 286、JP 128763和DE 2 159 991)，但是也可以以非均相催化方式用贵金属制备(EP 0 548 974、美国专利4 736 049)。

如果烯丙基缩水甘油醚与三甲氧基硅烷的氢化硅烷化在均相Pt催化剂存在下进行，则可以观察到，不可忽略比例的所用烯丙基缩水甘油醚异构化并因此不再可用于氢化硅烷化。这通常会导致相当大的选择性损失。

迄今均相催化剂的另一个缺点是形成胶体Pt，这同样导致副产物形成增加。特别是在Karstedt型的均相催化剂的情况下，观察到胶体Pt的形成。除了目标产物选择性降低之外，还存在所用烯烃的异构化，其在异构化后不再可用于氢化硅烷化。

EP 1 694 687公开了通过在Pt催化剂存在下氟烯烃的氢化硅烷化而制备带有氟烷基的硅化合物的方法，其中尤其应注意所用烯烃的纯度。