甲硅烷基氢化物与α-β不饱和酯之间的热引发酸催化反应制造技术

本发明专利技术公开了一种组合物，该组合物包含甲硅烷基氢化物、α

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】甲硅烷基氢化物与
α
‑
β
不饱和酯之间的热引发酸催化反应

技术介绍


[0001]本专利技术涉及一种组合物，该组合物包含甲硅烷基氢化物、α
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β不饱和酯、路易斯酸催化剂和用于路易斯酸催化剂的胺阻断剂。对组合物进行加热从胺阻断剂中释放了路易斯酸催化剂，并使其触发甲硅烷基氢化物与α
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β不饱和酯之间的反应。
[0002]
技术介绍

[0003]强路易斯酸是用于许多反应的已知催化剂。例如，甲硅烷基氢化物与甲硅烷基醚之间的Piers
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Rubinsztajn(PR)反应是众所周知的由强路易斯酸，尤其是三(五氟苯基)硼烷(“BCF”)催化的反应。类似的路易斯酸催化的反应包括甲硅烷基氢化物与聚硅氧烷之间以及甲硅烷基氢化物与硅烷醇之间的重排反应。参见例如Chem.Eur.J.2018，24，8458
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8469(《欧洲化学》，2018年，第24期，第8458
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8469页)。
[0004]路易斯酸催化的反应，诸如PR反应，即使在23摄氏度(℃)下也趋于快速反应。这些反应体系的高反应性限制了它们的应用。这些反应在诸如涂料和粘合剂之类的应用中可能是理想的；然而，这些体系必须存储在多部分系统中，以便防止在应用之前反应。即便如此，一旦将组分混合，反应就会发生地如此之快，以至于几乎没有时间应用反应性体系。期望识别一种控制路易斯酸催化的反应的方式，并且理想的是，将它们作为包含反应物和路易斯酸催化剂的单部分反应性体系提供，该反应性体系的形式是在23℃下架藏稳定的，以允许批量制备、储存和使用，但是在需要时可被触发以反应。
[0005]紫外(UV)光敏阻断剂已与路易斯酸混合以便形成在暴露于UV光时释放路易斯酸的阻断的路易斯酸。在暴露于UV光时，阻断剂从路易斯酸解离，使路易斯酸游离以催化反应。包含这些阻断的路易斯酸的体系的挑战是需要将它们保持在黑暗中以保持稳定性。此外，它们需要暴露于UV光下才能引发反应，并且对于厚组合物，可能难以获得UV光穿透以在整个组合物中快速引发固化。
[0006]值得注意的是，在PR反应型体系中胺与路易斯酸结合已经被研究过。然而，据报道胺能完全抑制反应。参见例如Chem.Comm.2010，46，4988
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4990at 4988(《化学通讯》，2010年，第46期，第4988
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4990页中的第4988页处)。后来识别，大多数胺与路易斯酸催化剂基本上不可逆地络合，然而发现三芳基胺是例外，并且在催化PR反应中不损害路易斯酸。参见Chem.Eur.J.2018，24，8458
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8469at 8461 and 8463(《欧洲化学》，2018年，第24期，第8458
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8469页中的第8461和8463页处)。
[0007]期望识别一种制备用于路易斯酸催化反应的单部分反应性体系的方式，该反应性体系即使在暴露于UV光时也是在23℃下架藏稳定的，但在需要时，优选在低于100℃的温度下可被触发以反应。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了识别一种制备用于路易斯酸催化反应的单部分反应性体系的方式
的问题的解决方案，该反应性体系即使在暴露于UV光时也是在23℃下架藏稳定的，但在需要时可被触发以反应。具体地讲，本专利技术提供了对甲硅烷基氢化物与α
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β不饱和酯之间的反应中的此类问题的解决方案。另外，本专利技术提供了在加热时被触发以反应的此类解决方案。本专利技术的组合物同时避免在23℃下胶凝8小时或更长时间，优选10小时或更长时间，同时在90℃下在10分钟内，优选在5分钟或更短时间内，更优选在一分钟或更短时间内胶凝(或固化)。此类组合物是期望的，因为在23℃下对于胶凝的稳定性允许形成单部分反应性体系并将其储存更长的时间段，这意味着一次可制备更多的批次。在不希望长时间暴露于高温(例如，100℃或更高)的应用中，诸如在其上施加有组合物的基材可在高温下降解的防粘涂层应用中，90℃下的快速胶凝/固化时间是重要的。
[0009]氢化硅烷化反应是一种使甲硅烷基氢化物与不饱和键在固化反应中发生反应的方法。氢化硅烷化通常需要存在过渡金属催化剂，该过渡金属催化剂往往不可取地保留在反应产物中。然而，已发现甲硅烷基氢化物和α
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β不饱和酯在路易斯酸催化剂的存在下进行还原固化反应而不需要过渡金属催化剂。甲硅烷基氢化物和α
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β不饱和酯之间的还原固化反应为加成反应，该加成反应将硅加到α
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β不饱和酯的羰基氧上以生成新的甲硅烷基醚键，或将硅加到α
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β不饱和酯的α
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碳上以形成新的硅
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碳键。该反应产生这些加成产物，而不生成除新加成产物之外的任何副产物，尤其是气态物质。它还提供了提供加成反应的有益效果，该加成反应不需要昂贵的铂催化剂并且是温和且快于铂催化的氢化硅烷化的。
[0010]路易斯酸催化的甲硅烷基氢化物和α
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β不饱和酯的还原固化对于在涂层、粘合剂和密封剂应用中固化硅氧烷可为理想的。然而，还原固化反应往往是快速的，因此需要将反应性体系作为两部分体系供应和储存，其中将催化剂与Si
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H和/或α
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β不饱和酯保持分开直至需要反应。单部分反应性体系更易于处理，并且比两部分体系更合乎需要，因此期望的是反应组分可以提供架藏稳定性的方式以单部分反应性体系储存在一起，但具有在需要固化体系时触发还原固化反应的方式。
[0011]本专利技术是令人惊讶且出乎意料地发现与路易斯酸催化剂络合并且在23℃下阻断路易斯酸催化剂的活性但在加热时释放路易斯酸催化剂的特定胺的结果。因此，特定的胺是用于路易斯酸催化剂的可热触发的阻断剂，其在23℃下阻断路易斯酸催化剂，但在高温诸如90℃或更高的温度下释放路易斯酸催化剂以催化反应。鉴于本领域先前的理解，这是令人惊讶的。如上所述，当前的理解是胺与路易斯酸催化剂不可逆地络合或在路易斯酸催化的反应中不能损害路易斯酸催化剂。参见Chem.Comm.2010，46，4988
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4990at 4988(《化学通讯》，2010年，第46期，第4988
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4990页中的第4988页处)和Chem.Eur.J.2018，24，8458
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8469at 8461 and 8463(《欧洲化学》，2018年，第24期，第8458
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8469页中的第8461和8463页处)。
[0012]用作路易斯酸催化剂的热触发阻断剂的胺的本发现使得本专利技术的组合物能够用作包含路易斯酸催化剂、甲硅烷基氢化物和α
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β不饱和酯连同胺阻断剂的单部分反应性体系。
[0013]在第一方面，本专利技术为一种组合物，该组合物包含甲硅烷基氢化物、α
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β不饱和酯、路易斯酸催化剂和胺的混合物，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】1.一种组合物，所述组合物包含甲硅烷基氢化物、α
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β不饱和酯、路易斯酸催化剂和胺的混合物，所述胺具有下式：R1R2R3N；其中氮不是N＝C
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N键的成员，并且其中R1、R2和R3中的每一者独立地选自氢、烷基、取代的烷基和共轭部分；并且其中R1、R2和R3中的至少一者是通过共轭碳连接到所述氮的共轭部分。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述共轭部分为芳族部分。3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中R1、R2和R3中的至少两者为通过共轭碳连接到N的共轭部分。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述路易斯酸催化剂选自烷基铝、芳基铝、芳基硼烷、氟化芳基硼烷、卤化硼、卤化铝、烷基镓、芳基镓、卤化镓、甲硅烷基鎓阳离子和鏻鎓阳离子。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述路易斯酸催化剂为氟化芳基硼烷。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述甲硅烷基氢化物和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏彦虎，S，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：