制备环氧基有机烷氧基硅烷的方法技术

在ＲｈＣｌ（二叔丁基硫醚）↓［２］催化剂存在下，通过使烯烃环氧化物与氢化烷氧基硅烷反应，制备环氧基有机烷氧基硅烷。该反应不存在稳定剂，在６５－９５℃的温度范围内进行反应，和烯烃环氧化物以相对与氢化烷氧基硅烷反应所需的化学计量用量摩尔过量５－２５％的含量存在于反应内。优选地，反应温度范围为７０－７５℃，和烯烃环氧化物以相对与氢化烷氧基硅烷反应所需的化学计量用量摩尔过量约１０％的含量存在于反应内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明 本专利技术涉及在铑催化剂存在下，通过烯烃环氧化物和氢化烷氧基硅烷的氢化硅烷化反应。氢化硅烷化是已知的反应，它包括添加氢化硅到不饱和烃中，形成硅-碳键。它被公开于许多美国专利中，其中包括例如美国专利5208358(1993年5月4日)、美国专利5258480(1993年11月2日)和美国专利6365696(2002年4月2日)。本专利技术是对这些专利中所述的氢化硅烷化反应的改进。因此，尽管｀358专利示出了此处所使用的特定铑催化剂，但使用该催化剂，通过氢化硅烷化制备甲硅烷基乙烯酮缩二乙醇，而不是制备环氧基有机烷氧基硅烷。｀480专利的方法尽管教导了使烯烃环氧化物与氢化烷氧基硅烷反应，制备环氧基有机烷氧基硅烷，但｀480专利使用不同的铑催化剂，且它要求存在叔胺稳定剂，例如甲基二椰油胺，以防止在氢化硅烷化反应过程中因环氧化物开环引起的胶凝。类似地，｀696专利尽管教导了使烯烃环氧化物与氢化烷氧基硅烷反应来制备环氧基有机烷氧基硅烷，但｀696专利使用不同的铑催化剂，且它要求存在羧酸盐，例如乙酸铵，以消除环氧化物开环聚合。本专利技术涉及通过氢化硅烷化制备环氧基有机烷氧基硅烷的改进方法，其中在铑催化剂存在下，使烯烃环氧化物与氢化烷氧基硅烷反应。特别地，铑催化剂是RhCl(二叔丁基硫醚)2，即RhCl2。预料不到地发现，这一特定的铑催化剂能在没有使环氧基环开环的情况下催化这种氢化硅烷化反应，且可在没有辅助或添加稳定剂例如叔胺和羧酸盐的情况下，使用它来催化这种反应。更特别地，本专利技术涉及在RhCl(二叔丁基硫醚)2催化剂存在下，通过使烯烃环氧化物与氢化烷氧基硅烷反应，，其中(i)该反应不存在稳定剂，(ii)在65-95℃的温度范围内进行该反应，和(iii)烯烃环氧化物以相对与氢化烷氧基硅烷反应所必需的化学计量用量摩尔过量5-25％的含量存在于反应内。优选地，反应温度范围为70-75℃，和烯烃环氧化物以相对与氢化烷氧基硅烷反应所必需的化学计量用量摩尔过量约10％的用量存在于反应内。考虑到下述详细说明，本专利技术的这些和其它特征将变得显而易见。可在本专利技术的氢化硅烷化反应方法中使用的氢化烷氧基硅烷包括有机硅组分，例如三甲氧基硅烷HSi(OCH3)3、三乙氧基硅烷HSi(OC2H5)3、三正丙氧基硅烷HSi(OC3H7)3、三异丙氧基硅烷HSi3、甲基二甲氧基硅烷(CH3)HSi(OCH3)2、甲基二乙氧基硅烷(CH3)HSi(OC2H5)2、二甲基甲氧基硅烷(CH3)2HSi(OCH3)、二甲基乙氧基硅烷(CH3)2HSi(OC2H5)和苯基二乙氧基硅烷(C6H5)HSi(OC2H5)2。适合于在本专利技术的氢化硅烷化反应方法中使用的烯烃环氧化物可以是诸如在｀480专利中所述的组分，其中包括氧化苧烯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯、1，2-环氧基-5-己烯、1，2-环氧基-7-辛烯、1，2-环氧基-9-癸烯、乙烯基降冰片烯一氧化物和二环戊二烯一氧化物。可使用的其它烯烃环氧化物包括在｀696专利中所述的那些烯键式不饱和环氧化物，例如丁二烯一氧化物(3，4-环氧基-1-丁烯)、4-乙烯基环己烯一氧化物(VCMX)和1-甲基-4-异丙烯基环己烯一氧化物。如上所述，在进行本专利技术的氢化硅烷化反应中所使用的催化剂是铑催化剂RhCl(二叔丁基硫醚)2，即RhCl2。可通过使RhCl3和二叔丁基硫醚反应而使用的标准工序制备它。在本专利技术的最优选的实施方案中，所使用的氢化烷氧基硅烷是三甲氧基硅烷，且在铑催化剂RhCl(二叔丁基硫醚)2存在下，它与烯烃环氧化物(所述烯烃环氧化物是乙烯基环己烯一氧化物)反应，产生环氧基有机烷氧基硅烷组分2-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷。这一反应的方案如下所示 三甲氧基硅烷乙烯基环己RhCl(二叔丁基硫醚)2烯一氧化物 2-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷。基于反应中所使用的所有成分的结合重量，使用10-30ppm铑催化剂，进行本专利技术的方法。催化剂的优选用量为约15ppm。以例如提供比化学计量用量摩尔过量5-25％的烯烃环氧化物的用量使用氢化烷氧基硅烷和烯烃环氧化物。烯烃环氧化物的优选用量例如提供约10％摩尔过量的烯烃环氧化物。可在65-95℃的温度范围内，优选在70-75℃范围内，和在大气压下进行反应。视需要，可在反应中使用溶剂，例如烃组分，其中包括甲苯、辛烷和二甲苯。可间歇、半间歇或连续地进行反应。可包括汽提和蒸馏工序作为本专利技术的步骤，以便纯化反应产物、实施例为了更详细地阐述本专利技术，列出下述实施例。实施例1这一实施例表明RhCl(二叔丁基硫醚)2催化三甲氧基硅烷和乙烯基环己烯一氧化物(VCMX)反应形成最终产物2-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷(ECHETMS)的特异性。所使用的反应器由配有水却的冷凝器、磁力搅拌器和温度计的500ml烧瓶组成。向反应器中引入55.53g乙烯基环己烯一氧化物、0.38g含0.0057g RhCl(二叔丁基硫醚)2催化剂的甲苯溶液。搅拌该混合物并加热到70℃。在混合物达到70℃之后，除去热量，并添加50.00g三甲氧基硅烷，以便提供相对化学计量用量摩尔过量10％的VCMX。调节三甲氧基硅烷的进料速度，以确保反应器内的温度保持在70-80℃之间。在添加完所有三甲氧基硅烷之后，维持反应器温度在70-80℃之间30分钟。然后使反应器冷却，并使用气相色谱分析样品。分析表明，以面积计算的2-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷的产率为84.07％。实施例2在一系列11个试验中评价反应器温度，以及铑催化剂RhCl(二叔丁基硫醚)2和乙烯基环己烯一氧化物的浓度的影响。根据下述通用工序进行这一系列中的所有试验。向实施例1所述的反应器中添加例如提供下表1所示反应器浓度的用量的乙烯基环己烯一氧化物和RhCl(二叔丁基硫醚)2。搅拌该混合物并加热到70-75℃、80-85℃或95-100℃的温度范围。在混合物达到所需温度之后，除去热量，并添加50.00g三甲氧基硅烷，以提供表1所示的摩尔过量的VCMX。调节三甲氧基硅烷进料速度，以确保反应器内的温度维持在给定范围内。在添加完所有三甲氧基硅烷之后，维持表1所示的反应器温度30分钟。然后使反应器冷却，并使用气相色谱分析样品。表1-反应器温度和VCMX和RhCl(二叔丁基硫醚)2的浓度对三甲氧基硅烷与VCMX反应的影响 在表1中，试验1-8是(DOE)试验的设计，和试验9-11是基于DOE试验1-8的结果的优化试验。实施例2和表1表明这一特定反应的最佳配方包括使用10％摩尔过量的VCMX，10ppm的Rh催化剂，和反应器温度应当维持在70-75℃下。这些条件得到大多数产品并提供将三甲氧基硅烷转化成产物的最高转化率，同时最小化副产物。温度对反应的影响是不可预料的。例如，在DOE试验1-8中，温度高于优化试验9-11的温度。DOE试验108表明统计上较高的温度产生较低的产物产率。另外，表1示出了RhCl(二叔丁基硫醚)2铑催化剂能在没有使环氧环开环的情况下催化剂本专利技术的氢化硅烷化反应；且可在没有辅助或添加根据本领域的教导要求的稳定剂例如叔胺和羧酸盐的情况下，使用它来催化这种反应，以便获得所需的环氧基有机烷氧基硅烷产品的显著本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备环氧基有机烷氧基硅烷的方法，该方法包括在ＲｈＣｌ（二叔丁基硫醚）↓［２］催化剂存在下使烯烃环氧化物与氢化烷氧基硅烷反应，其中该反应不存在稳定剂，在６５－９５℃的温度范围内进行反应，和烯烃环氧化物以相对与氢化烷氧基硅烷反应所必需的化学计量用量摩尔过量５－２５％的含量存在于反应内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BD爱兰斯坦恩，
申请(专利权)人：陶氏康宁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]