通过氢化硅氧烷的歧化合成二有机硅烷的方法技术

本发明专利技术提供了一种在存在路易斯酸催化剂的情况下通过氢化硅氧烷的歧化来制备二有机硅烷的新型方法，所述氢化硅氧烷包括至少一个ＳｉＨ端基和至少一个硅氧键。该反应具有选择性且在温和条件下发生。三芳基硼烷、三（五氟苯基）硼烷特别适合用作该反应中的催化剂。由于它们相对于无机路易斯酸催化剂在反应混合物中的更大溶解度和稳定性，有机催化剂例如三（五氟苯基）硼烷通常是优选的。产物二有机硅烷可以通过常规方法例如蒸馏从产物混合物中分离出来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过氢化硅氧垸的歧化合成二有机硅烷的方法
技术介绍
本专利技术涉及在路易斯酸催化剂存在下通过氢化硅氧垸(hydridosiloxane)的歧化来制备二有机硅烷的方法，所述氢化硅氧烷 包括至少一个SiH端基和至少一个硅氧键。本专利技术还涉及作为上述反应 的副产物而生成的低聚硅氧垸。通常用于合成硅氧垸低聚物和聚合物的两种方法是环硅氧烷的开 环聚合和縮聚。在功能性硅垸或低聚硅氧垸之间的縮聚反应导致形成 硅氧键和消除低分子量的副产物。低分子量硅氧烷醇油(siloxanoloil) 的縮聚是用于合成聚硅氧烷的最常用方法，该方法生成水作为副产物。 也可以使用其它的非水解縮合反应，所述反应导致形成不同的副产物 (参见例如美国专利申请US2004/0127668A1)。这些縮合反应中的大部分需要催化剂的存在。最近已经报道有机硼化合物是氢化硅垸 (hydrosilane)与硅烷醇之间反应的极其有效的催化剂(W001/74938)， 所述反应生成副产物氢。氢化硅烷和有机硼化合物也是众所周知的醛、酮、酯、亚胺和其 它官能团的优良还原剂。这些体系也能够在两步反应中还原醇。首先， 发生醇的甲硅垸基化导致形成垸氧基硅垸，在第二步中烷氧基硅垸分 裂形成烃和二硅氧烷。在存在路易斯酸催化剂(如B(C6F5)3)下通过甲 硅烷基氢化物(silyl hydride)裂解SiOC键，在许多情况下定量并且很 快发生，使得它可以用于合成聚硅氧垸(US2004/0127668 Al)。制备 聚硅氧烷的这种方法可能是非常有吸引力的，因为含有SiOR和SiH基团 的基质经常是可以商购得到的、便宜的并且容易加工的。该縮合反应 的副产物是烃，在温和的条件下该反应很快发生。二有机硅烷R'R"SiH2典型地通过在存在强还原剂下还原二氯硅烷 来制得，所述强还原剂的价格昂贵，而且处理时非常危险，这些化合 物可用在电子材料、半导体、集成电路中，而且是用于制备新型硅氧烷和有机硅氧垸共聚物以及小分子(例如硅杂烃(silahydrocarbon)) 的有用中间体。二甲基硅烷(Me2SiH2)和三甲基硅烷(Me3SiH)也是 使用化学气相沉积(CVD)技术制备低K介电涂层的重要基质。因此， 非常希望得到在安全和便利条件下按需生产二有机硅烷的方法。本专利技术简要描述本专利技术提供一种通过歧化含有至少一个SiH键的硅氧烷来生产二 有机硅烷的便利方法。在存在路易斯酸催化剂下，含有SiH键的硅氧烷 进行歧化反应，该歧化反应导致硅原子上的氢与硅氧键进行交换。这 种无规则的方法最终生成包括二有机硅垸和较高分子量的硅氧垸的产 物混合物。在一种实施方式中，本专利技术涉及制备二有机硅烷的方法，该方法 通过在反应混合物中将有效量的路易斯酸催化剂与包括至少一个SiH 端基和至少一个硅氧键的氢化硅氧垸进行接触，以提供包括至少一种 二有机硅烷和至少一种低聚硅氧烷的产物混合物。在另一实施方式中，本专利技术涉及制备二烷基硅烷的方法，所述方法包括在反应混合物中使有效量的B(C6F5)3与氢化硅氧垸进行接触的步骤，所述氢化硅氧烷包括至少一个二垸基取代的SiH端基和至少一个 硅氧键。在另一实施方式中，本专利技术涉及制备二甲基硅垸的方法，所述方法包括在反应混合物中使有效量的B(C6F5)3催化剂与氢化硅氧烷进行接触的步骤，所述氢化硅氧垸包括至少一个二甲基取代的SiH端基和至 少一个硅氧键。参考以下描述和所附权利要求书，本专利技术的各种其它的特征、方 面和优点将更清楚。本专利技术的详细描述在以下说明书和紧随其后的权利要求书中，将参考许多术语，它 们应该定义为具有以下含义。单数形式包括多个指代对象，除非本文另有明确说明。此处所使用的术语"脂肪族基团"是指至少一价的有机基团，它 由直链或支链且非环状的原子排列组成。脂肪族基团被定义为包括至 少一个碳原子。包括脂肪族基团的原子排列可以包括杂原子，例如氮、 硫、硅、硒和氧，或者可以仅由碳和氢组成。为了方便，术语"脂肪 族基团"此处被定义为包括各种官能团，即作为"直链或支链且非环 状的原子排列"的部分，例如烷基、烯基、炔基、卤代垸基、共轭二 烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、酰基(例如，羧酸衍生物 如酯和酰胺)、氨基、硝基等。例如4-甲基戊-l-基是包括甲基的C6脂 肪族基团，甲基是垸基官能团。类似地，4-硝基丁-l-基是包括硝基的 C4脂肪族基团，硝基是官能团。脂肪族基团可以是包括一个或多个卣原子的卤代烷基，所述卤原子可以相同或不同。卤原子包括例如氟、氯、溴和碘。包含一个或多个卤原子的脂肪族基团包括垸基卤化物 三氟甲基、溴二氟甲基、氯二氟甲基、六氟异亚丙基、氯甲基、二氟 亚乙烯基、三氯甲基、溴二氯甲基、溴甲基、2-溴三亚甲基(例如-CH2CHBrCH2-)等。脂肪族基团的另外例子包括烯丙基、氨羰基(即 -CONH2)、羰基、2,2-二氰基异亚丙基UP-CH2C(CN)2CHr)、甲基 (即-CH3)、亚甲基(即-CH2-)、乙基、亚乙基、甲酰基(即-CHO)、 己基、六亚甲基、羟甲基(即-CH20H)、巯基甲基(即-CH2SH)、甲 硫基(即-SCH3)、甲硫基甲基(即-CH2SCH3)、甲氧基、甲氧羰基(即 CH3OCO-)、硝基甲基(即-CH2N02)、硫羰基、三甲基甲硅垸基(即 (CH3)3Si-)、叔丁基二甲基甲硅烷基、3-三甲氧基甲硅垸基丙基(即(CH30)3SiCH2CH2CH2-)、乙烯基、亚乙烯基等。通过进一步的例子， Q-C一旨肪族基团含有至少一个但不超过10个碳原子。甲基(即-CH3)是C'脂肪族基团的例子。癸基(即CH3(CH2)9-)是d。脂肪族基团的例子。正如此处所使用的，术语"芳香族基团"是指具有至少一价且包 括至少一个芳香基的原子排列。具有至少一价且包括至少一个芳香基 的原子排列可以包括杂原子，例如氮、硫、硒、硅和氧，或者可以仅 仅由碳和氢组成。正如此处所使用的，术语"芳香族基团"包括但不 限于苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、亚苯基和联苯基。正如 所提到的，芳香族基团含有至少一个芳香基。芳香基总是具有4n+2个 "离域"电子的环状结构，其中"n"是等于l或更大的整数，例如苯 基(n=l)、噻吩基(n=l)、呋喃基(n-l)、萘基(n=2)、 茂并芳 庚基(azulenyl group) (n=2)、蒽基(n=3)等。芳香族基团也可以 包括非芳香部分。例如，甲苯基是包括苯环(芳香基)和亚甲基(非 芳香部分)的芳香族基团。类似地，四氢化萘基团是包括稠合到非芳 香成分-(CH2)4-上的芳香基(C6H3)的芳香族基团。为了方便，术语"芳 香族基团"此处被定义为包括多种官能团，例如垸基、烯基、炔基、 卤代烷基、卤代芳香基、共轭二烯烃、醇基、醚基、醛基、酮基、羧 酸基、酰基(例如，羧酸衍生物和如酯和酰胺)、氨基、硝基等。例 如，4-甲基苯基是包括甲基的C7芳香族基团，甲基是垸基官能团。类似 地，2-硝基苯基是包括硝基的C6芳香族基团，硝基是官能团。芳香族基 团包括卤代芳香族基团，例如4-三氟甲基苯基、六氟异亚丙基双(4-苯-1-氧基)(即-OPhC(CF3)2PhO-) 、 4-氯甲基苯-l-基、3-三氟乙烯基-2-噻吩 基、3-三氯甲基苯-l-基UP3-CCl3P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二有机硅烷的方法，所述方法包括以下步骤：在反应混合物中使有效量的路易斯酸催化剂与包括至少一个ＳｉＨ端基和至少一个硅氧键的氢化硅氧烷进行接触，以提供包括至少一种二有机硅烷和至少一种低聚硅氧烷的产物混合物。

【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：斯瓦沃米尔鲁宾斯泰因，詹姆士安东尼塞拉，朱利安霍伊诺夫斯基，维托尔德福图尼亚克，贾恩库里亚塔，
申请(专利权)人：莫门蒂夫功能性材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]