[发明专利]异氰酸基硅烷的制备

说明书

本文中提供制备异氰酸基硅烷的方法，其包括使烯属异氰酸酯与氢化硅烷在双核铑络合物的存在下在氢化硅烷化条件下反应。

相关申请的交叉引用

本申请主张2017年5月31日提交的序列号15/609,182的美国申请的优先权，该美国申请的全部内容在此并入作为参考。

发明背景

本发明涉及制造异氰酸基硅烷的方法、更具体地使用铑催化剂的方法。

异氰酸基硅烷为如下的公知的含硅材料：在其它的含硅产品的制造中、例如在聚氨酯(例如在建筑领域中使用的聚氨酯)的制造中使用其由来已久。不幸的是，异氰酸基硅烷往往具有高的生产成本，这制约了它们潜在的应用。例如，3-异氰酸基丙基烷氧基硅烷在甲硅烷基化的聚合物的制备中作为封端剂使用。尽管3-异氰酸基丙基烷氧基硅烷的用量小，但是它们的高成本使甲硅烷基化的聚合物和由它们制成的产品的总成本显著增加。用于制备异氰酸基硅烷的多种方法被知晓，它们全部诟病于如下缺陷：导致所制造的异氰酸基硅烷的高成本或不期望的其它特征。这样的制造异氰酸基硅烷的已知方法包括：

1.通过氨基甲酸酯基硅烷(连同副产物醇的形成一起)的热裂解(或裂化)形成异氰酸基硅烷；

2.经由卤代烷基硅烷与金属氰酸盐的反应形成异氰酸基硅烷；

3.经由氨基硅烷与光气的反应形成异氰酸基硅烷；

4.经由烯丙基异氰酸酯与氢化硅烷的氢化硅烷化形成异氰酸基硅烷。

方法1典型地包括首先制备氨基甲酸酯基硅烷、随后将该氨基甲酸酯相对不充分地(相对低效地)裂化成异氰酸基硅烷的多个步骤。

方法2具有当所述反应进行时由于如下引起的异氰酸基硅烷的产率低的缺陷：所形成的异氰酸基硅烷的显著的三聚，导致副产物异氰脲酸酯的形成。

方法3包括有害光气的处置并要求在所述反应过程期间有效清除形成的酸副产物。

方法4由于产率低、反应温度高、反应时间长和不想要的副产物的形成而一直是不具吸引力的。

因此，在工业中对于如下的用于合成异氰酸基硅烷的方法仍旧存在期望：以高产率产生目标分子，不存在主要的副产物例如氰尿酸酯或不期望的高分子量物种，基于大规模且经济上可行的原材料，并避免受管制的化合物例如光气的使用。

发明内容

在本文中的一个非限制性实施方式中，提供在低的反应温度下、在短的反应时间和有限的副产物形成的情况下以高产率制造异氰酸基硅烷的改进方法。

本文中提供制备异氰酸基硅烷的方法，其包括使烯属异氰酸酯与氢化硅烷在双核铑络合物的存在下在氢化硅烷化条件下反应。

具体实施方式

本发明涉及用于制备异氰酸基硅烷的改进方法：其可在低的反应温度下在短的反应时间内进行，得到高的产率，具有显著降低的不期望的副产物例如异氰脲酸酯的水平，并且还避免来自现有方法的问题。

除了在工作实施例中之外或在另外说明的情况下，在说明书和权利要求书中叙述的表示材料量、反应条件、时间持续期、材料的量化性质等的所有数字应理解为在所有情形中均被术语约所修饰，而不管在所述表述中是否使用术语约。

如在权利要求中使用的，词语包括及其逻辑上的语法变体还指向并包括变化且不同范围的短语，例如基本上由……组成和由……组成。

将理解，本文中叙述的任意数值范围如果记载在实施例或说明书中的其它任何地方中，则包括落在该范围内的所有子范围和这样的范围或子范围的不同端点的任意组合。