[发明专利]可自催化原位生成两性离子的硅氧烷化合物及其制备方法

说明书

本发明属于精细有机化学品技术领域，具体为可自催化原位生成两性离子的硅氧烷化合物及其制备方法。本发明可自催化原位生成两性离子的硅氧烷化合物由氨基类硅氧烷和丙烯酰氧基化合物在无水条件下直接通过迈克尔加成反应制备得到；反应条件为：温度20~150℃，时间1小时~14天。本发明化合物可溶解于有机溶剂，与硅氧烷前驱体、羟基硅油、含烷氧基硅基的树脂相容性好，避免了传统两性离子与聚合物混容性差的问题。该化合物可室温自固化成膜，或与硅氧烷前驱体、羟基硅油或含烷氧基硅基的树脂一起固化成膜，用作抗菌、防污、防雾涂层，亦可用于油水分离领域的织物处理。

技术领域

本发明属于精细有机化学品技术领域，涉及一种可自催化原位生成两性离子的硅氧烷化合物及其制备方法。

背景技术

两性离子化合物是指同时带有正负电荷但又呈电中性的分子，包括氨基酸、磺基甜菜碱、羧基甜菜碱、磷酸胆碱等。两性离子与水亲和性好，可用作抗菌剂、防污剂、表面活性剂、治疗剂等。但将两性离子化合物用于涂层或表面处理时，仍存在三方面问题：（1）两性离子与有机介质（包括有机溶剂、单体和聚合物）的相容性不佳问题；（2）两性离子与有机介质或基材表面的共价键合问题，通常采用含双键的两性离子单体（如2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、2-甲基丙烯酰氧乙基磺基甜菜碱、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯）进行共聚合物，引入聚合物链中，实现两性离子与基质的共价键合。最近，其它具有化学反应活性的两性离子也有报道。如中国发明专利CN103274955报道了两种含反应性基团的甜菜碱型两性离子化合物的合成方法，除了一种是含碳碳双键的甜菜碱型两性离子化合物，另一种是含羟基的甜菜碱型两性离子化合物。中国发明专利CN105085324报道了含异氰酸酯基团的甜菜碱型两性离子化合物，该化合物先由过量的二异氰酸酯和含羟基或氨基叔胺类化合物反应，再加入磺内酯或烷内酯继续反应即得产物。中国发明专利CN107056830报道了一种含硅羟基两性离子化合物，由氯丙基硅氧烷与四甲基乙二胺、四甲基己二胺、四甲基丙二胺等两端为叔胺基的含氮化合物，以及含卤素原子的羧酸酯或盐、含环氧基的羧酸酯类化合物反应制备。（3）两性离子与基质分子骨架的连接键通常为氨酯键或酰胺键，其在酸性或碱性条件下，稳定性差，两性离子易脱落流失。

本发明拟提出一种可原位生成两性离子的硅氧烷化合物及其制备方法，解决现有两性离子化合物在涂层或表面处理应用时中存在的相容性、化学键合及稳定性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自催化原位生成两性离子的硅氧烷化合物及其制备方法。

本发明提供的可自催化原位生成两性离子的硅氧烷化合物，其分子结构式如下：

其中，R₁为CH₃CH₂或CH₃；R₂为CH₃、CH₃O或CH₃CH₂O；R₃为H或CH₃；R₄为烷基、烷基硅基或全氟烷基；R₅为H、CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、环己基、CH₂CH₂CH₂N(CH₃)₂、CH₂CH(R₃)COOR₄或

其中，R₆为H、CH₂CH(R₃)COOR₄或