制备氨基硅烷类化合物的新方法技术

本发明专利技术提供一种制备氨基硅烷类化合物的新方法，通过该制备方法，可以以高纯度和高产率制备氨基硅烷类化合物，该氨基硅烷类化合物用于制备在橡胶组合物中表现出与无机填料的优异的亲和力，并且提高分散性的改性共轭二烯类聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备氨基硅烷类化合物的新方法
[相关申请的交叉引用]本申请要求基于2016年05月03日提交的韩国专利申请No.10-2016-0054881的优先权的权益，该申请的全部内容通过引用并入本说明书中。[
]本专利技术涉及一种以高产率制备高纯度的氨基硅烷类化合物的新方法。
技术介绍
近来，随着对节能和环境问题的兴趣增长，需要降低汽车的燃料消耗率。作为实现该要求的一种方法，已经提出在用于形成轮胎的橡胶组合物中使用诸如二氧化硅和炭黑的无机填料来降低轮胎的放热性能的方法。然而，无机填料不容易在橡胶组合物中分散，并且橡胶组合物的物理性能如耐磨性、抗裂性和加工性能甚至劣化。为了解决这种限制并且提高橡胶组合物中诸如二氧化硅和炭黑的无机填料的分散性，已经提出使用可以与无机填料相互作用的官能团来改性通过使用有机锂的阴离子聚合而得到的共轭二烯类聚合物的聚合活性部分的方法。特别地，已经提出将共轭二烯类聚合物的聚合活性末端改性为锡类化合物或在其中引入氨基的方法、将其改性为烷氧基硅烷衍生物的方法等。然而，当使用通过上述方法改性的改性共轭二烯类聚合物制备橡胶组合物时，可以确保低的放热性能，但是橡胶组合物的诸如耐磨性、加工性能等的物理性能的改善效果不足。
技术实现思路
技术问题本专利技术解决的第一个技术任务是提供一种以高纯度和高产率制备引入有氨基的氨基硅烷类化合物的新方法。另外，本专利技术解决的第二个技术任务是提供一种用于制备所述氨基硅烷类化合物的新型化合物。然而，本专利技术完成的技术任务不限于上述任务，未提及的其它任务由本领域技术人员根据下面的细节可以清楚地理解。技术方案为了解决上述任务，根据本专利技术的一个实施方案，提供一种下面的式1的氨基硅烷类化合物的制备方法，包括：使下面的式2的化合物与含有至少一个氮原子的杂化合物反应的步骤：[式1][式2]在式1和式2中，A是衍生自所述含有至少一个氮原子的杂化合物的官能团，X1是卤素基团，Y是1至20个碳原子的二价烃基，Z1和Z2各自独立地是下面的式3的官能团：[式3]在式3中，“a”是0至2的整数，R1和R2各自独立地是1至10个碳原子的一价烃基，W是未被取代或被1至4个碳原子的烷基取代的1至10个碳原子的二价烃基。另外，根据本专利技术的另一实施方案，提供一种下面的式1的氨基硅烷类化合物的制备方法，包括：使下面的式2的化合物与含有至少一个氮原子的杂化合物反应的步骤：[式1][式2]在式1和式2中，A是衍生自所述含有至少一个氮原子的杂化合物的官能团，X1是卤素基团，Y是1至20个碳原子的二价烃基，Z1和Z2各自独立地是1至20个碳原子的一价烃基，该一价烃基未被取代或被含有Si、O或N的有机基团取代且不含活性氢；或者是下面的式3的官能团，其中，Z1和Z2中的至少一个是下面的式3的官能团：[式3]在式3中，“a”、R1、R2和W与上面定义的相同。根据本专利技术的另一实施方案，提供一种下面的式2的化合物，该化合物用于制备式1的氨基硅烷类化合物：[式2]在式2中，A是衍生自含有至少一个氮原子的杂化合物的官能团，X1是卤素基团，Y是1至20个碳原子的二价烃基，Z1和Z2各自独立地是1至20个碳原子的一价烃基，该一价烃基未被取代或被含有Si、O或N的有机基团取代且不含活性氢；或者是下面的式3的官能团，其中，Z1和Z2中的至少一个是下面的式3的官能团：[式3]在式3中，“a”、R1、R2和W与上面定义的相同。本专利技术的示例性实施方案的其它细节包括在下面的详细描述中。有益效果根据本专利技术的氨基硅烷类化合物的制备方法，通过使用分子中含有不同反应性的卤素官能团的卤代烷烃化合物来选择性地和顺序地引入烷氧基甲硅烷基氨基和由杂化合物衍生的官能团，特别是氨基，可以以高产率制备高纯度的氨基硅烷类化合物，并且不用担心未反应的仲氨基硅烷的残留及其去除。此外，由于通过所述制备方法制备的氨基硅烷类化合物与改性共轭二烯类聚合物具有优异的相互作用，因此，可以以优异的效率制备改性共轭二烯类聚合物。此外，由此制备的改性共轭二烯类聚合物与无机填料具有高相容性，如果将其应用于橡胶组合物中，可以改善放热性能、拉伸强度、耐磨性、低消耗率和湿牵引力。具体实施方式下文中，将更详细地描述本专利技术以帮助理解本专利技术。应当理解的是，本说明书和权利要求书中所使用的词语或术语不应理解为在常用的词典中定义的含义。还应当理解的是，这些词语或术语应当基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地说明本专利技术的原则，理解为具有与它们在本专利技术的技术思想中的含义一致的含义。本专利技术中使用的术语“一价烃基”指衍生自烃基的一价取代基，例如，可以指其中烷基、烯基、炔基、环烷基、含有至少一个不饱和键的环烷基、以及芳基中的碳与氢结合的一价原子团。根据结合的结构，一价原子团可以具有直链或支链结构。本专利技术中使用的术语“二价烃基”指衍生自烃基的二价取代基，例如，可以指其中亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、含有至少一个不饱和键的亚环烷基、以及亚芳基中的碳与氢结合的二价原子团。根据结合的结构，二价原子团可以具有直链或支链结构。含有杂原子的官能团，特别是包含杂环基的氨基硅烷类改性剂与橡胶聚合物具有优异的相互作用，并且使用其制备的改性共轭二烯类聚合物与橡胶组合物中的无机填料具有高相容性，从而改善橡胶组合物的诸如放热性能的物理性能。这种包含杂环基的氨基硅烷类改性剂通常通过含有杂环的烷基卤代衍生物与氨基硅烷衍生物的反应来制备，但是具有制备产率低，并且难以分离和除去未反应的仲氨基硅烷衍生物的局限性。因此，本专利技术提供一种氨基硅烷类化合物的制备方法，通过使用分子中含有不同反应性的卤素官能团的卤代烷烃化合物来选择性地和顺序地引入烷氧基甲硅烷基氨基和由含有至少一个氮原子的杂化合物衍生的官能团，可以以高产率制备高纯度的氨基硅烷类化合物，而不用担心在制备氨基硅烷类化合物的过程中未反应的仲氨基硅烷的残留及其去除。特别地，根据本专利技术的一个实施方案的氨基硅烷类化合物的制备方法包括：使下面的式2的化合物与含有至少一个氮原子的杂化合物反应的步骤：[式1][式2]在式1和式2中，A是衍生自所述含有至少一个氮原子的杂化合物的官能团，X1是卤素基团，Y是1至20个碳原子，特别地，2至20个碳原子的二价烃基，Z1和Z2各自独立地是1至20个碳原子的一价烃基，该一价烃基未被取代或被含有Si、O或N的有机基团取代且不含活性氢；或者是下面的式3的官能团，其中，Z1和Z2中的至少一个是下面的式3的官能团，更特别地，Z1和Z2各自独立地是下面的式3的官能团：[式3]在式3中，“a”是0至2的整数，R1和R2各自独立地是1至10个碳原子的一价烃基，W是未被取代或被1至4个碳原子的烷基取代的1至10个碳原子的二价烃基，特别地，是未被取代或被1至4个碳原子的烷基取代的1至10个碳原子的亚烷基。另外，在所述制备方法中，式2的化合物可以通过在碱的存在下使下面的式4的化合物与下面的式5的化合物反应来制备。因此，根据本专利技术的一个实施方案的氨基硅烷类化合物的制备方法还可以包括：在式2的化合物与含有至少一个氮原子的杂化合物反应之前，通过在碱的存在下使下面的式4的化合物与下面的式5的化合物反应来制备式2的化合物的步骤。[式4]X1-Y-X2[式5]在式4和式5中，X1和X2各自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下面的式1的氨基硅烷类化合物的制备方法，该制备方法包括：使下面的式2的化合物与含有至少一个氮原子的杂化合物反应的步骤，[式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.03 KR 10-2016-00548811.一种下面的式1的氨基硅烷类化合物的制备方法，该制备方法包括：使下面的式2的化合物与含有至少一个氮原子的杂化合物反应的步骤，[式1][式2]在式1和式2中，A是衍生自所述含有至少一个氮原子的杂化合物的官能团，X1是卤素基团，Y是1至20个碳原子的二价烃基，Z1和Z2各自独立地是下面的式3的官能团：[式3]在式3中，“a”是0至2的整数，R1和R2各自独立地是1至10个碳原子的一价烃基，W是未被取代或被1至4个碳原子的烷基取代的1至10个碳原子的二价烃基。2.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，式2的化合物包括式3中的“a”为0，W为3至6个碳原子的直链亚烷基，R2为1至4个碳原子的烷基的化合物。3.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，式2的化合物是下面的式2a的化合物：[式2a]4.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，所述杂化合物是分子中包含1至3个氮原子的四元至六元的杂环化合物，其中，所述杂环化合物未被取代或被选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、6至12个碳原子的芳基、卤素基团、羧基、醛基、酰基和氰基中的至少一个取代基取代。5.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，所述杂化合物是包括选自咪唑、哌嗪、甲基哌嗪、吡啶和吡咯中的一种或至少两种的杂环化合物，其中，所述杂环化合物未被取代或被选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、6至12个碳原子的芳基、卤素基团、羧基、醛基、酰基和氰基中的至少一个取代基取代。6.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，所述杂化合物是1至20个碳原子的脂肪族胺，该脂肪族胺未被取代或被选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、6至12个碳原子的芳基、卤素基团、羧基、醛基、酰基和氰基中的至少一个取代基取代。7.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，式2的化合物与杂化合物的反应在碱的存在下进行。8.根据权利要求7所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，所述碱包括选自无机碱、胺类碱和烷氧基类碱中的一种或至少两种。9.根据权利要求1所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，还包括：在式2的化合物与杂化合物反应之前，通过在碱的存在下使下面的式4的化合物与下面的式5的化合物反应以制备式2的化合物的步骤：[式4]X1-Y-X2[式5]在式4和式5中，X1和X2各自独立地是卤素基团，其中，X2是电负性小于X1的卤素基团，Y是1至20个碳原子的二价烃基，Z1和Z2各自独立地是式3的官能团。10.根据权利要求9所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，式4的化合物选自1,2-溴氯乙烷、1,2-氯氟乙烷、1,2-氯碘乙烷、1,2-溴氟乙烷、1,2-氟碘乙烷、1,2-溴碘乙烷、1,3-溴氯丙烷、1,3-氯氟丙烷、1,3-氯碘丙烷、1,3-溴氟丙烷、1,3-氟碘丙烷、1,3-溴碘丙烷、1,4-溴氯丁烷、1,4-氯氟丁烷、1,4-氯碘丁烷、1,4-溴氟丁烷、1,4-氟碘丁烷、1,4-溴碘丁烷、1,5-溴氯戊烷、1,5-氯氟戊烷、1,5-氯碘戊烷、1,5-溴氟戊烷、1,5-氟碘戊烷、1,5-溴碘戊烷、1,6-溴氯己烷、1,6-氯氟己烷、1,6-氯碘己烷、1,6-溴氟己烷、1,6-氟碘己烷、1,6-溴碘己烷、1,7-溴氯庚烷、1,7-氯氟庚烷、1,7-氯碘庚烷、1,7-溴氟庚烷、1,7-氟碘庚烷、1,7-溴碘庚烷、1,8-溴氯辛烷、1,8-氯氟辛烷、1,8-氯碘辛烷、1,8-溴氟辛烷、1,8-氟碘辛烷和1,8-溴碘辛烷。11.根据权利要求9所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，式5的化合物包括Z1和Z2各自独立地是式3的官能团的化合物，并且在式3中，“a”为0，W为3至6个碳原子的直链亚烷基，R2为1至4个碳原子的烷基。12.根据权利要求9所述的氨基硅烷类化合物的制备方法，其中，式5的化合物选自双((乙氧基(甲基)(苯基)甲硅烷基)甲基)胺、双((二乙氧基(甲基)甲硅烷基)甲基)胺、3-(二乙氧基(甲氧基)甲硅烷基)-N-(3-(二乙氧基(甲氧基)甲硅烷基)丙基)-2-甲基丙烷-1-胺、3-(乙氧基二甲氧基甲硅烷基)-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林元泽，金智恩，金哲在，崔源文，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR