制备含硫有机硅化合物的方法技术

一种生产具有分子式（ＲＯ）↓［３－ｍ］Ｒ↓［ｍ］Ｓｉ－Ａｌｋ－Ｓ↓［ｎ］－Ａｌｋ－ＳｉＲ↓［ｍ］（ＯＲ）↓［３－ｍ］的含硫有机硅化合物的方法，其中Ｒ独立地表示具有１－１２个碳原子的单价烃，Ａｌｋ表示具有１－１８个碳原子的二价烃，ｍ是表示０、１或２的整数，ｎ是具有数值２－８的整数，该方法包括下述步骤：（Ⅰ）在相转移催化剂和含缓冲剂或碱性化合物的水相存在下，加热并使下述物质反应，形成产物混合物：（Ａ）具有分子式Ｍ↓［２］Ｓ↓［ｎ］或ＭＨＳ的硫化物化合物，其中Ｈ是氢，Ｍ是铵或碱金属，和ｎ是１－８，与（Ｂ）具有分子式（ＲＯ）↓［３－ｍ］Ｒ↓［ｍ］Ｓｉ－Ａｌｋ－Ｘ的硅烷化合物，其中Ｘ是Ｃｌ、Ｂｒ或Ｉ，和ｍ是０、１或２，和（Ｃ）硫，（Ⅱ）加热该产物混合物到８０－１００℃的温度，和（Ⅲ）从所述产物混合物中分离出有机硅化合物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明 本专利技术涉及制备拥有更好的颜色的含硫有机硅化合物的改进方法。特别地，通过改进一些已有的方法可获得具有较浅颜色的产品。含硫有机硅化合物已知在各种商业应用中可用作反应性偶联剂。特别地，在生产基于含二氧化硅的硫化橡胶的轮胎中，含硫有机硅化合物已成为必须的组分。在该应用中，含硫有机硅化合物改进含二氧化硅的硫化橡胶的物理性能，从而导致具有改进的耐磨性、耐滚动性和湿滑性的机动车轮胎。可将含硫有机硅化合物直接加入到含二氧化硅的硫化橡胶中，或者在添加到硫化橡胶组合物中之前，可使用它们预处理二氧化硅。尽管现有技术已知许多方法用于制备这种含硫有机硅化合物，在2001年6月29日申请的标题为“Preparation of SulfurContaining Organosilicon Compounds Using a Buffered PhaseTransfer Catalysis Process”的待审美国专利申请序列号09/895719中公开了这种工艺的优选方法。这一待审申请被转让与本专利技术相同的受让人。根据这一待审申请的方法包括使(A)具有分子式M2Sn或MHS的硫化物化合物，其中H是氢，M是铵或碱金属，和n是1-8，与(B)具有分子式(RO)3-mRmSi-Alk-X的硅烷化合物，其中X是Cl、Br或I，和m是0、1或2，和(C)硫反应。在相转移催化剂和含缓冲剂的水相存在下进行反应。这一方法的特征在于，添加缓冲剂到水相中，这最小化和/或防止含硫有机硅化合物的胶凝。本专利技术的方法尽管类似于在该待审的申请中所述的方法，但不相同且是它的显著改进。根据本专利技术，发现通过在额外的步骤中，加热两相产物混合物到80-100℃的温度，优选85-95℃的温度，和最优选87-92℃的温度，可显著降低颜色和存在于有机相内的任何残留的催化剂物质。加热应当持续约1-3小时。根据这一待审申请的方法，在完成反应步骤之后，这一额外的加热步骤导致温和的氧化过程，所述氧化过程通过在水相内残留的基本物质而得到加强。对于其中n相当于数值3或4或更高的商业产品来说，这种改进是特别重要的，因为产物的颜色是重要的质量问题。因此，在市场上认为质量与较少的颜色相关。通过实施这一额外的加热步骤，人们能获得含硫有机硅化合物颜色的显著下降。本专利技术涉及生产具有分子式(RO)3-mRmSi-Alk-Sn-Alk-SiRm(OR)3-m的有机硅化合物的方法。在该分子式中，R独立地表示具有1-12个碳原子的单价烃，Alk表示具有1-18个碳原子的二价烃，m是表示0、1或2的整数，和n是2-8，优选3-8的整数，它表示平均的硫链长，即硫的含量(rank)。该方法基本上包括下述步骤(I)在相转移催化剂和含缓冲剂或碱性化合物的水相存在下，加热并使下述物质反应，形成产物混合物(A)具有分子式M2Sn或MHS的硫化物化合物，其中H是氢，M是铵或碱金属，和n是1-8，与(B)具有分子式(RO)3-mRmSi-Alk-X的硅烷化合物，其中X是Cl、Br或I，和Alk与以上的定义相同；和m是0、1或2，和(C)硫。在步骤(II)中，再次加热该产物混合物(它与在先已知的方法制备的产物混合物不同)，但达到80-100℃的温度，优选85-95℃的温度，和最优选87-92℃的温度，然后在步骤(III)中，通过将所需的有机硅化合物从加热的产物混合物中分离出来，从而获得它。可例如通过(D)添加水或稀酸溶液到产物混合物中，和(E)将产物混合物相分离成含有机硅化合物的有机相和水相，从而获得分离。然后通过(i)减压加热有机相，或者(ii)使之与固体干燥剂如硫酸钠、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氯化镁、氯化锂、分子筛、沸石、硅铝酸盐或硅胶接触干燥它，从而干燥含有有机硅化合物的有机相。优选的干燥剂是硫酸钠和硫酸镁。可包括其它加工技术作为本专利技术的步骤，如额外的步骤(F)冷却含有机硅化合物的有机相到低于15℃的温度，以沉淀未反应的硫化合物，和(G)使含有机硅化合物的有机相与沉淀的未反应的硫化合物分离。根据详细说明的考虑，本专利技术的这些和其它特征将变得显而易见。专利技术详述如上所述，此处的方法包括制备通式(RO)3-mRmSi-Alk-Sn-Alk-SiRm(OR)3-m的含硫的有机硅化合物，其中R是具有1-12个碳原子的单价烃，Alk是具有1-18个碳原子的二价烃，m是0、1或2，和n是2-8，优选3-8。它基本上包括下述步骤(I)加热并使下述物质反应(A)硫化物化合物如M2Sn或MHS，其中H是氢，M是铵或碱金属，和n是1-8，与(B)分子式(RO)3-mRmSi-Alk-X的硅烷化合物，其中X是Cl、Br或I，R和Alk与以上的定义相同；和m是0、1或2，和(C)硫。步骤(I)在相转移催化剂和含缓冲剂或碱性化合物的水相存在下进行，以形成产物混合物。在步骤(II)中，再次加热该产物混合物，但达到80-100℃的温度，优选85-95℃的温度，和最优选87-92℃的温度，经约1-3小时的时间段，和通过将所需的有机硅化合物从所得产物混合物中分离出来，从而获得它。一般地，在美国专利5405985(1995年4月11日)、美国专利5468893(1995年11月21日)、美国专利5583245(1996年12月10日)和美国专利5663396(1997年9月2日)中公开了可根据本专利技术制备的含硫有机硅化合物的一些实例。可根据本专利技术制备的优选的含硫有机硅化合物包括3，3′-双(三烷氧基甲硅烷基丙基)多硫化物，如3，3′-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物，和3，3′-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。以下更详细地示出了后一组分，即具有分子式2-的双四硫化物(TESPT)。TESPT是商业上相对成功的产品，和因此可改进其质量的任何方法可在市场上具有重要的价值。 双四硫化物分子式M2Sn或MHS的硫化物化合物在该方法的反应步骤(I)中用作组分(A)，其中M表示碱金属或铵基，和H表示氢。一些代表性碱金属包括锂、钾、钠、铷或铯，但优选M是钠。MHS化合物的一些实例包括NaHS、KHS和NH4HS，和优选NaHS。特别的NaHS化合物形式的一些实例包括含71.5-74.5％NaHS的NaHS薄片，和含45-60％NaHS的NaHS溶液，这两种形式可商购于PPG Industries，Inc.，Pittsburgh，Pennsylvania。M2Sn类型的M2Sn化合物包括Na2S、K2S、Cs2S、(NH4)2S、Na2S2、Na2S3、Na2S4、Na2S6、K2S2、K2S3、K2S4、K2S6和(NH4)2S2。优选地，硫化物化合物是Na2S。这类硫化物化合物的优选形式是含60-63％Na2S的硫化钠薄片，它也可商购于PPGIndustries，Inc.，Pittsburgh，Pennsylvania。方法的组分(B)是分子式(RO)3-mRmSi-Alk-X的硅烷化合物，其中R独立地为含1-12个碳原子的任何烃基，如甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、环己基或苯基。优选地，R是甲基或乙基。在该分子式中，m为0、1或2，优选0。Alk表示含1-18个碳原子的二价烃基，如亚乙基、亚丙基、亚丁基或亚异丁基。优选地，二价烃基含2-4个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：C·巴欣，J·戈恩德罗尼，
申请(专利权)人：陶氏康宁公司，
类型：发明
国别省市：