制备烷基烷氧基硅烷的方法技术

本发明专利技术涉及制备烷基烷氧基硅烷的方法。本发明专利技术提供通过氢化硅烷化制备C

Preparation of alkylalkoxysilane

【技术实现步骤摘要】
制备烷基烷氧基硅烷的方法
本专利技术涉及由烯[下文也称为烯烃或烯烃组分]和氢三烷氧基硅烷、氢烷基二烷氧基硅烷或氢二烷基烷氧基硅烷[下文也简称为（一种或多种）H-硅烷]在Pt催化剂、羧酸和其它助催化剂存在下通过氢化硅烷化制备更长链烷基烷氧基硅烷的特别经济的方法。
技术介绍
烷基烷氧基硅烷由于烷基呈疏水的并且是现今重要的化学化合物。由此产生多种多样的应用。它们可用作例如溶胶-凝胶体系中的疏水组分或以纯形式或以制剂形式施加到各种不同的基底上以实现疏水效应。典型应用是填料、混凝土和其它无机材料的疏水化。但是，它们也可用作漆中的添加剂。氢化硅烷化方法早已为人所知并已多次描述。JP4266400B描述了通过芳族乙烯基化合物的氢化硅烷化制备芳族硅烷化合物。所用催化剂是在羧酸存在下的铂络合物。US5,986,124涉及通过在铂催化剂和羧酸存在下使用三烷氧基氢硅烷的碳双键的氢化硅烷化制备硅烷化合物的方法。在实施例1中使用1:26x10-3和在实施例2中使用1:13x10-3的三烷氧基氢硅烷/羧酸摩尔比。虽然通过与羧酸一起使用铂催化剂可以在氢化硅烷化中实现大约80%的转化率，但是由此获得的粗产物仍具有相当大含量的杂质和/或副产物。EP0587462描述了由不饱和聚有机硅氧烷、有机氢聚硅氧烷、酸、铂化合物和添加剂形成的组合物，其中这些组分在水中乳化并用于薄层分离处理。在加热下进行通过氢化硅烷化的交联。EP0856517公开了不饱和化合物在元素周期表的第8至10副族的金属化合物存在下的氢化硅烷化方法。该氢化硅烷化在加速剂存在下进行。US2013/0158281公开了使用甲硅烷基氢的不饱和化合物的氢化硅烷化方法。所用催化剂是Fe络合物、Ni络合物、Mn络合物或Co络合物。CS195549涉及使用氢硅烷的乙烯基环己烷的氢化硅烷化。在此，在实施例4中，在铂酸和三氟乙酸存在下使用三乙氧基硅烷将乙烯基环己烷氢化硅烷化。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是提供制备烷基烷氧基硅烷的尽可能经济的方法，其中烷基特别地代表，但不限于C3-至C20-烷基，烷氧基代表甲氧基、乙氧基或丙氧基；Pt催化剂与作为助催化剂的羧酸组合着使用，其中留在产物中的羧酸含量应尽可能低。另一目的是额外地通过有针对性的反应管理、通过有针对性的原料比和/或进一步的添加剂来减少上文列举的缺点。进一步的目的是用尽可能小浓度的昂贵铂以及在没有单独添加脂族或芳族溶剂的情况下进行该方法，并且如果可能，提高目标产物的收率。根据本专利技术，根据权利要求中的特征实现所述目的。已经令人惊讶地发现，当在进行氢化硅烷化的情况下预先与Pt催化剂一起装载氢烷氧基硅烷[也简称为H-硅烷]、加热预先装载的混合物、和随后在充分混合下将烯烃组分与羧酸一起经特定时期计量加入到初始装料中和使其后反应（其中有利地将少量的以至少一种醇，特别是叔丁醇形式的其它助催化剂添加到所述烯烃-羧酸混合物中并由此再次显著促进所述反应以及选择性和因此氢化硅烷化收率）时，实现目标产物，即烷基烷氧基硅烷的明显更好收率。由此可有利地将H-硅烷与羧酸的摩尔比降至1:≤10x10-3，特别是1:≤6x10-3的摩尔比，这对产物中的残留羧酸含量具有正面作用并有利于其应用性质。在此已经证实特别有利的是，优选用均相铂(0)络合物催化剂，尤其是“Karstedt催化剂”、Speyer催化剂、六氯铂(IV)酸或负载型，即多相Pt催化剂，例如活性炭上的Pt进行本方法。“Karstedt催化剂”还优选以尤其溶解在二甲苯或甲苯中的铂(0)络合物催化剂溶液的形式使用。本方法方式也能够降低Pt催化剂含量和Pt损失，因此节省昂贵的Pt。在本方法中还已经证实特别有利的是使用选自苯甲酸、3,5-二-叔丁基苯甲酸和/或3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸的羧酸。通过本方法获得的产物混合物合适地通过任选在减压下的蒸馏进行后处理，并获得所需（目标）产物。当使用多相催化剂时，该多相催化剂可合适地在蒸馏前例如通过过滤或离心从产物混合物中分离，并且由此回收的Pt催化剂可有利地再循环到该方法中。因此，作为在反应后和任选在分离出多相催化剂后进行的蒸馏中的底部产物获得目标产物；该目标产物在蒸馏后处理中没有被蒸馏出并作为无色底部产物获得。如果需要特别高的纯度，可额外地蒸馏该产物。本方法还可以在30-60℃的相对低温下就已特别经济地进行。在本方法中，在此所用的烯烃组分的双键因此可有利地几乎完全氢化硅烷化并有利地仅形成极少副产物。此外，本方法，即本专利技术的方法可有利地在不单独添加脂族或芳族烃作为溶剂或稀释剂的情况下并且在目标产物中留下仅小含量的(助)催化剂组分羧酸的情况下进行。本专利技术因此提供通过氢化硅烷化制备C3-至C20-烷基三烷氧基硅烷的方法，其中烷氧基代表甲氧基、乙氧基或丙氧基，其中-预先装载选自氢三烷氧基硅烷、氢烷基二烷氧基硅烷、氢二烷基烷氧基硅烷的至少一种氢烷氧基硅烷[下文也简称为H-硅烷]和Pt催化剂的混合物，-将所述混合物加热到30℃至60℃的温度，-随后，在充分混合下，加入或计量加入ω-不饱和或单不饱和C3-至C20-烃[下文也简称为烯烃组分]、至少一种羧酸和至少一种醇作为助催化剂，-使其反应和随后后处理由此获得的产物混合物。在根据本专利技术的方法中，H-硅烷和烯烃组分有利地以1:1至1.2，优选1:1.05至1.2的摩尔比使用，其中本领域技术人员由上述或目前的说明显而易见或可推导出的中间值的一些可能的代表性和示例性实例特别包括1:1.01、1:1.03、1:1.08、1:1.1、1:1.13、1:1.15、1:1.18。在此，所用H-硅烷优选是氢三甲氧基硅烷（TMOS）、氢三乙氧基硅烷（TEOS）、甲基二乙氧基硅烷（DEMS）、甲基二甲氧基硅烷（DMMS）、二甲基乙氧基硅烷（DMES）、二甲基甲氧基硅烷（MDMS）、氢三丙氧基硅烷、氢甲基二丙氧基硅烷和/或氢二甲基丙氧基硅烷。在根据本专利技术的方法中进一步优选使用1-十六烯作为烯烃组分。在根据本专利技术的方法中有利地优选以1:0.01至0.2，优选1:0.02至0.18，特别优选1:0.02至0.15，非常特别优选1:0.025至0.1，特别是1:0.03至0.06的摩尔比使用H-硅烷和醇。为此选择的醇优选是叔丁醇。在根据本专利技术的方法中进一步有利地以1:1x10-4至1x10-9，优选1:1x10-5至1x10-8，特别是1:1x10-5至9x10-6的摩尔比使用H-硅烷和Pt。在此，所用Pt催化剂合适地是Pt多相催化剂，优选施加到固体催化剂载体上的Pt，特别是活性炭上的Pt，或Pt均相催化剂，优选Pt络合物催化剂，如六氯铂(IV)酸（也称为“Speyer催化剂”），特别是溶解在丙酮中的六氯铂(IV)酸，优选Pt(0)络合物催化剂，特别优选“Karstedt催化剂”，非常特别优选铂(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物，特别是具有0.5重量%至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通过氢化硅烷化制备C

【技术特征摘要】
20180703 DE 102018210886.21.通过氢化硅烷化制备C3-至C20-烷基三烷氧基硅烷的方法，其中烷氧基代表甲氧基、乙氧基或丙氧基，
其中
-预先装载选自氢三烷氧基硅烷、氢烷基二烷氧基硅烷、氢二烷基烷氧基硅烷的至少一种氢烷氧基硅烷和Pt催化剂的混合物，
-将所述混合物加热到30℃至60℃的温度，
-随后，在充分混合下，加入或计量加入ω-不饱和或单不饱和C3-至C20-烃、至少一种羧酸和至少一种醇作为助催化剂，
-使其反应和随后后处理由此获得的产物混合物。


2.根据权利要求1的方法，其特征在于
H-硅烷和醇以1:0.01至0.2，优选1:0.02至0.18，特别优选1:0.03至0.15，非常特别优选1:0.04至0.1，特别是1:0.05至0.06的摩尔比使用。


3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于
H-硅烷和Pt以1:1x10-4至1x10-9，优选1:1x10-5至3x10-8，尤其是1:1x10-5至9.0x10-6的摩尔比使用。


4.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于
H-硅烷和羧酸以1:1x10-3至10x10-3，优选1:2x10-3至8x10-3，特别是1:2x10-3至6x10-3的摩尔比使用。


5.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于
H-硅烷和烯烃组分以1:1至1.2，优选1:1.05至1.2的摩尔比使用。


6.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于
所述羧酸选自苯甲酸、3,5-二-叔丁基苯甲酸、3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸。


7.根据前述权利要求任一项的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P阿尔贝特，E尤斯特，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE