异氰酸酯官能有机硅烷的生产制造技术

本发明专利技术涉及从通式(5)的氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)开始制备通式(4)OCN‑R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】异氰酸酯官能有机硅烷的生产
本专利技术涉及制备异氰酸酯官能有机硅烷的方法。
技术介绍
现有技术中已知制备异氰酸酯官能有机硅烷，例如式(1)的3-异氰酸酯基(isocyanato)丙基硅烷的多种方法。合适的方法尤其描述在EP0649850B1、EP0870769B1或EP2097426B1中。在所有这些方法中，所述异氰酸酯官能有机硅烷通过从相应的氨基甲酸酯基(carbamato)烷基硅烷，例如式(2)的3-氨基甲酸酯基丙基硅烷中热解消除醇而制备。进而所述氨基甲酸酯基烷基硅烷通常由氨基烷基硅烷，例如式(3)的3-氨基丙基硅烷制备。此处，在强碱性催化剂的存在下，优选使用醇钠或醇钾，使所述氨基烷基硅烷与碳酸二烷基酯进行反应，消除醇，从而给出相应的氨基甲酸酯基烷基硅烷。这样的方法例如描述在EP0583581、US6,673,954或EP1937697中。在所述反应完成后，通常将所述碱性催化剂中和，可选地使用如在EP0583581B1或US6,673,954B1中建议的有机酸，或者根据EP1937697B1的教导，使用卤化铵、氯硅烷或有机卤素化合物。优选通过过滤移除在所述中和过程中形成的盐。然而，如将在现有技术中发现的，这些方法具有的严重缺点是，通过上述方法制备的氨基甲酸酯基烷基硅烷不适合于或者仅有限地适合于，在没有通过蒸馏进行单独纯化的情况下，进一步通过如上所述的热消除醇进行处理从而形成异氰酸酯基烷基硅烷。同时，氨基甲酸酯基烷基硅烷非常难以蒸馏，这是因为首先它们具有非常低的挥发性，和其次它们仅是中等热稳定的。蒸馏因此仅可能通过技术复杂的蒸馏，在极好的真空下，通过薄膜或短程蒸发器(short-pathevaporator)进行。因此希望能够省掉通过蒸馏单独纯化该产物。如果然后将在没有通过蒸馏单独纯化的情况下通过对应于现有技术的方法制备的氨基甲酸酯基硅烷用于制备异氰酸酯基硅烷，则低挥发性，有时甚至是固体的副产物的形成增加。这可首先相应地降低希望的异氰酸酯官能硅烷的产率，和其次还例如通过在所述相应的反应器中形成沉积物而干扰所述制备方法。然而特别地，以此方式制备的异氰酸酯官能硅烷具有相对低的储存稳定性，其经常仅为数天或至多几周的量级。因此不再具有这些缺点的方法是理想的。
技术实现思路
本专利技术提供从通式(5)的氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)制备通式(4)的异氰酸酯基有机硅烷(IS)的方法其中使用氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)，该氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)是通过在具有碱性官能(function)的碱性催化剂(K)的存在下，使至少一种通式(6)的氨基有机硅烷(AS)与至少一种通式(7)的碳酸二烷基酯(DAC)反应而制备，其中在制备所述异氰酸酯基有机硅烷(IS)之前，用酸(S)完全地或部分地中和所述碱性催化剂(K)，所述酸(S)的全部质子迁移(protolysis)阶段具有不大于4.0的pKa(pKs)值，其中R1、R3、R4和R5可以是相同或不同的，并且各自是单价的、未取代的或取代的烃基团，R2是二价的、未取代的或取代的烃基团，和x是1、2或3。作为酸强度的量度，pKa值对于本领域技术人员是已知的；合适的定义可见于"GrundlagenderallgemeinenundanorganischenChemie"，Hans-RudolfChristen，第9版，1988，第10.3章中。如果所述酸(S)是仅具有一个酸质子的酸，则所述酸(S)仅具有一个质子迁移阶段，其因此必须具有不超过4.0的pKa值。如果所述酸(S)是具有多于一个酸质子的酸，根据其全部所述质子迁移阶段都具有不超过4.0的pKa值的上述表达方式要被解释为意思是未去质子的酸(S)和通过单独的或可选地多重的去质子衍生自所述未去质子的酸(S)的所有酸二者都必须具有不超过4.0的pKa值。所述酸(S)对于全部质子迁移阶段，优选具有不超过3.5，特别优选不超过3.0，特别是不超过2.5的pKa值。在两个前面的段落中已经表述的内容也类似地适用于此处指出的较小pKa值。在完全或部分中和中，以在所述催化剂(K)中每1摩尔的碱性分数存在0.5至100摩尔，优选0.8至10摩尔，特别优选0.9至5摩尔，特别是0.99至2摩尔酸性氢的量添加所述酸(S)。优选的酸(S)相应地是强无机酸。特别优选含有卤素的酸和含有卤素和氧的酸，例如具有直接的卤素-氧键的卤素-氢酸，特别是氯化氢和氢氯酸，含有硫的酸，特别是硫酸和甲苯磺酸，亚硝酸和硝酸。优选使用浓酸，即具有<70重量％水含量的酸，特别优选具有<10重量％，特别是<5重量％水含量的酸。在制备所述异氰酸酯基有机硅烷(IS)之前，除了根据本专利技术的具有低pKa值的酸(S)外，优选不将另外的具有较大pKa值的酸添加到氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)和催化剂(K)的混合物中。基团R1的实例是烷基基团，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，1-正丁基，2-正丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，异戊基，新戊基，叔戊基基团；己基基团，例如正己基基团；庚基基团，例如正庚基基团；辛基基团，例如正辛基基团、异辛基基团和2,2,4-三甲基戊基基团；壬基基团，例如正壬基基团；癸基基团，例如正癸基基团；十二烷基基团，例如正十二烷基基团；十八烷基基团，例如正十八烷基基团；环烷基基团，例如环戊基、环己基、环庚基基团和甲基环己基基团；烯基基团，例如乙烯基、1-丙烯基和2-丙烯基基团；芳基基团，例如苯基、萘基、蒽基和菲基基团；烷芳基基团，例如邻-、间-、对-甲苯基基团；二甲苯基基团和乙基苯基基团；和芳烷基基团，例如苄基基团、α-和β-苯基乙基基团。取代的基团R1的实例是卤代烷基基团，例如3,3,3-三氟-正丙基基团、2,2,2,2',2',2'-六氟异丙基基团和七氟异丙基基团，和卤代芳基基团，例如邻-、间-、对-氯苯基基团。所述基团R1优选是未取代的或卤素取代的具有1至6个碳原子的单价烃基团，特别优选具有1或4个碳原子的烷基基团，特别是乙基或甲基基团。基团R5的实例是针对R1指出的基团。基团R5优选是未取代的或卤素取代的具有1至6个碳原子的单价烃基团，特别优选具有1或4个碳原子的烷基基团，特别是乙基或甲基基团。R1和R5特别优选是相同的，特别优选R1和R5二者各自是乙基基团或者各自是甲基基团。基团R4的实例彼此独立地是针对R1指出的基团。基团R4各自优选是未取代的或卤素取代的具有1至6个碳原子的单价烃基团，特别优选具有1至4个碳原子的烷基基团，特别是乙基或甲基基团。所有基团R4、R1和基团R5特别优选是相同的，特别优选所有这些基团要么各自是乙基基团，要么各自是甲基基团。基团R3的实例是针对R1指出的基团。基团R3优选是未取代的或卤素取代的具有1至6个碳原子的单价烃基团，特别优选具有1或4个碳原子的烷基基团，特别是甲基基团。基团R2的实例是具有1至20个碳原子的二价亚烷基基团，例如亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基或亚正癸基基团。所提及的基团还可以具有另外的烷基取代基，例如甲基、乙基或丙基取代基。卤素取代基，例如氯或溴取代基也是可能的。另外，基团R2也可以是二价环状基团，例如亚环戊基、亚环己基或苯基基团。这些也可以具有上述烷基或卤素取代基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由通式(5)的氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)制备通式(4)的异氰酸酯基有机硅烷(IS)的方法OCN‑R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.21 DE 102014223823.41.一种由通式(5)的氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)制备通式(4)的异氰酸酯基有机硅烷(IS)的方法OCN-R2-SiR3(3-x)(OR4)x(4)，其中使用氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)，所述氨基甲酸酯基有机硅烷(CS)是通过在具有碱性官能的碱性催化剂(K)的存在下，使至少一种通式(6)的氨基有机硅烷(AS)与至少一种通式(7)的碳酸二烷基酯(DAC)进行反应而制备，NH2-R2-SiR3(3-x)(OR4)x(6)，其中在制备所述异氰酸酯基有机硅烷(IS)之前，用酸(S)完全地或部分地中和所述碱性催化剂(K)，所述酸(S)的全部质子迁移阶段都具有不大于4.0的pKa值，其中R1、R3、R4和R5可以是相同或不同的，并且各自是单价的、未取代的或取代的烃基团，R2是二价的、未取代的或取代的烃基团，以及x是1、2或3。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：福尔克尔·施坦耶克，拉尔斯·灿德尔，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE