CN110105383A - 烃氧基二硅烷 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“烃氧基二硅烷”。本发明提供了根据式(I)的烃氧基二硅烷(I)Si2(OR)xH6‑x;其中x为1‑5并且R为具有1至10个碳原子的烃基,前提条件是当x为1时,R不为甲基,并且当x为3时,(I)不表示1,1,2‑三甲氧基二硅烷,以及制备烃氧基二硅烷的方法,所述方法包括:使i)烃氨基二硅烷与ii)根据式(II)的醇反应(II)R2OH;其中R2为具有1至10个碳原子的烃基,以形成包含所述烃氧基二硅烷的产物混合物。
Description
相关专利申请的交叉引用
无
技术领域
一般来讲,本发明涉及根据下式的新的烃氧基二硅烷
Si2(OR)xH6-x,其中x为1-5,并且R为具有1至10个碳原子的烃基,以及制备新的烃氧基二硅烷的方法。
背景技术
烷氧基硅烷具有许多用途。它们可用于从轮胎制造到制备不同硅烷和硅氧烷的中间体的许多应用中。不同的硅烷在各种应用中提供不同的有益效果。这些性能差异可与硅烷的这些特性有关,诸如不同的硅键合的基团、硅烷的分子量和聚合度。
已制备了一些烷氧基二硅烷。例如,已报道了单甲氧基二硅烷和1,1,2-三甲氧基二硅烷。
目前可用的烃氧基二硅烷在一些应用和用途中可能具有一些缺点,因此,需要具有改进或不同性质的新硅烷,其可用于当前或新应用并用于由这些硅烷制备新的含硅材料。
发明内容
本发明涉及根据式(I)的烃氧基二硅烷
(I)Si2(OR)xH6-x;
其中x为1-5并且R为具有1至10个碳原子的烃基,前提条件是当x为1时,R不为甲基,并且当x为3时,(I)不表示1,1,2-三甲氧基二硅烷。
本发明还涉及制备烃氧基二硅烷的方法,该方法包括:使i)烃氨基二硅烷与ii)根据式(II)的醇反应
(II)R2OH;
其中R2为具有1至10个碳原子的烃基,以形成烃氧基二硅烷和副产物。
烃氧基二硅烷以及制备烃氧基二硅烷的方法不同于可用的硅烷和二硅烷,以及在这种硅烷诸如轮胎添加剂和制备诸如硅氧烷和聚硅氧烷的材料的前体的应用中提供潜在更好性能的方法。然而,烃氧基二硅烷的另外的应用也是可能的并且不限于此类用途。
具体实施方式
以引用的方式将发明内容和说明书摘要并入本文。下文进一步描述上文概述的发明实施方案、用途和优点。
本文中使用各种常见的规则来描述本发明的多个方面。例如,所有的物质状态都是在25℃和101.3kPa下确定,除非另外指明。所有%均按重量计,除非另外指明或指示。除非另外指明,否则所有%值均基于用于合成或制备组合物的所有成分的总量计,所述总量合计为100%。
本文中使用各种专利术语来描述本发明的多个方面。例如,“另选地/或者”表示不同的和有区别的实施方案。“比较例”意指非发明实验。“包含”及其变型(包括、含有)为开放式的。“由...组成”及其变型为封闭式的。“接触”意指形成物理接触。“可”赋予一个选择,而不是必要的。“任选地”意指不存在或者存在。
化学术语中的术语“二硅烷”旨在意指包含彼此键合的两个硅原子的化合物。
本文中使用各种化学术语来描述本发明的多个方面。所述术语的含义对应于它们由IUPAC公布的定义,除非本文中另有定义。为了方便起见,对某些化学术语进行了定义。
根据式(I)的烃氧基二硅烷
(I)Si2(OR)xH6-x;
其中x为1-5,或者2-4,或者3-4,或者3,或者4,并且R为具有1至10个碳原子的烃基,前提条件是当x为1时,R不为甲基,并且当x为3时,(I)不表示1,1,2-三甲氧基二硅烷。
由R表示的烃基基团具有1至10个碳原子、或者1至5个碳原子、或者1至4个碳原子。含有至少3碳原子的无环烃基基团可具有支链或非支链的结构。由R表示的基团的示例包括但不限于烷基,诸如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、戊基、己基、辛基、壬基和癸基,以及它们的异构体;环烷基,诸如环戊基、环己基、甲基环己基;芳基,诸如苯基和萘基;烷芳基诸如甲基苯基,其中甲基可处于邻位、间位或对位,或者邻位,甲苯基和二甲苯基;芳烷基,诸如苄基和苯乙基;烯基,诸如乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基和辛烯基;芳基烯基,诸如苯乙烯基和桂皮基;以及炔基,诸如乙炔基和丙炔基。在一个实施方案中,R为甲基、乙基、丙基或丁基,或者甲基、乙基、丙基或叔丁基,或者甲基、乙基、异丙基或叔丁基。
烃氧基二硅烷的示例包括但不限于1,1,1-三甲氧基二硅烷、1,1,1,2-四甲氧基二硅烷、1,1,1-三乙氧基硅烷、1,1,1,2-四乙氧基二硅烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二硅烷、叔丁氧基二硅烷、1,2-二叔丁氧基二硅烷和1,1-二叔丁氧基二硅烷。在一个实施方案中,烃氧基二硅烷包含1,1,1-三甲氧基二硅烷、1,1,1,2-四甲氧基二硅烷、1,1,1-三乙氧基硅烷、1,1,1,2-四乙氧基二硅烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二硅烷、叔丁氧基二硅烷、1,2-二叔丁氧基二硅烷或1,1-二叔丁氧基二硅烷。在一个实施方案中,烃氧基二硅烷选自1,1,1-三甲氧基二硅烷、1,1,1,2-四甲氧基二硅烷、1,1,1-三乙氧基硅烷、1,1,1,2-四乙氧基二硅烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二硅烷、叔丁氧基二硅烷、1,2-二叔丁氧基二硅烷和1,1-二叔丁氧基二硅烷。
制备烃氧基二硅烷的方法,该方法包括:使i)烃氨基二硅烷与ii)根据式(II)的醇反应
(II)R2OH;
其中R2为具有1至10个碳原子的烃基,以形成包含烃氧基二硅烷的产物混合物。
烃氨基二硅烷i)根据式(III)
(III)(R1 a(H)2-aN)bSi(H)3-bSi(H)3-c(N(H)2-aR1 a)c
其中每个a独立地为1或2,或者2,b为1至3,或者1或2,或者1,或者2,c为0至3,或者0至2,或者0或1,并且每个R1独立地为(C1-C10)烃基。
由R1表示的基团具有1至10个、或者1至7个、或者3至7个、或者3个、或者7个碳原子。由R1表示的基团的示例包括上文针对R所述的那些基团。在一个实施方案中,R1为丙基,或者异丙基,或者邻甲基苯基。
烃氨基二硅烷的示例包括但不限于二甲基氨基二硅烷、二乙基氨基二硅烷、二异丙基氨基二硅烷、二丙基氨基二硅烷、二丁基氨基二硅烷、二异丁基氨基二硅烷、异丁基氨基二硅烷、叔丁基氨基二硅烷、戊基氨基二硅烷、环己基氨基二硅烷、辛基氨基二硅烷和邻甲基苯基氨基二硅烷。在一个实施方案中,烃氨基二硅烷为二丙基氨基二硅烷、二异丙基氨基二硅烷或邻甲基苯基氨基二硅烷,或者二异丙基氨基二硅烷或邻甲基苯基氨基二硅烷,或者二异丙基氨基二硅烷,或者邻甲基苯基氨基二硅烷。
烃氨基二硅烷通过本领域已知的制备烃氨基二硅烷的方法制备。例如,二异丙基氨基二硅烷可通过使金属二烷基酰胺与六氯二硅烷反应,然后用金属氢化铝还原来制备。此外,烃氨基二硅烷可通过与另一种烃氨基二硅烷的转氨作用来制备。另外,烃氨基二硅烷可商购获得。例如,1,2-双(二异丙基氨基)二硅烷得自Nova-Kem有限责任公司。
醇ii)根据式(II)
(II)R2OH;
其中R2为具有1至10,或者1至6个碳原子,或者2至4,或者3个碳原子的烃基。
由R2表示的基团包括但不限于上文R和R1所述的那些基团。在一个实施方案中,R2为乙基、丙基、异丙基或丁基,或者乙基、异丙基或叔丁基。
醇的示例包括但不限于乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇,或者叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、庚醇、辛醇、壬醇和癸醇。在一个实施方案中,醇选自乙醇、异丙醇和叔丁醇。
本发明的方法还可包含溶剂。溶剂可为溶解醇和烃氨基二硅烷但不与任一者反应的任何溶剂,或者为溶解醇和烃氨基二硅烷但不与任一者反应的芳族烃、脂族烃或非脂族烃,或者为具有5至20个或者5至17个碳原子并且溶解醇和烃氨基二硅烷但不与任一者反应的芳族烃、脂族烃或非脂族烃,或者为具有5至20个或者5至17个碳原子并且溶解醇和烃氨基二硅烷但不与任一者反应的芳族烃或脂族烃。溶剂可为两种或多种溶剂的混合物。
溶剂的示例包括但不限于苯、二异丙基苯、异戊烷、正戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、十七烷以及十七烷和正戊烷的混合物。
本发明的方法在适于醇和烃氨基二硅烷反应的反应器中进行。例如,该方法可在配有热电偶套管、气体适配器、加料漏斗和混合器的三颈夹套容器或烧瓶中进行,诸如磁力搅拌棒或顶置式混合器。排放任何所得的氢气逸出的方法可包括在反应器设计中。在一个实施方案中,该反应器设计包括气体适配器和气体歧管或在本发明的方法期间安全地除去氢气的其他装置。本领域的技术人员将知道完成本发明的方法所需的反应器的类型。
使醇与烃氨基二硅烷反应。在一个实施方案中,醇与烃氨基二硅烷的反应为通过将醇与烃氨基二硅烷在充分烷氧基化的条件下混合而引起的。充分烷氧基化的条件为足以使醇与烃氨基二硅烷反应的温度和压力条件,或者在低于30℃的温度下,或者低于20℃,或者低于-10℃,或者从-30℃至-15℃,以及在从亚大气压到超大气压的压力下,或者从亚大气压到大气压,或者亚大气压,或者从-4KPa至0KPa,或者-3KPa至-2KPa。本领域技术人员将知道如何基于本公开修改温度和压力条件以优化烃氧基二硅烷的产物。
在一个实施方案中,将醇添加到烃氨基二硅烷并在充分烷氧基化的条件下混合。在另一个实施方案中,将醇在低于20℃、或者低于-10℃、或者从-30℃至-15℃的温度下添加到烃氨基二硅烷,以形成包含醇与烃氨基二硅烷的反应混合物,随后将反应混合物加温至高于15℃,或者至约25℃,或者从20℃至35℃,并混合。
进行本发明的方法直至产生烃氧基二硅烷,或者直到烃氧基二硅烷的产生停止,或者至少10天,或者最多5天,或者最多8小时。本领域的技术人员将知道如何监测烷氧基二硅烷的产生。例如,可通过监测反应混合物中的醇、烃氨基二硅烷和/或烃氧基二硅烷的量和/或包含烃氧基二硅烷的产物混合物来监测烃氧基二硅烷的产生。可使用本领域已知的分析技术监测醇、烃氨基二硅烷和烷氧基二硅烷的量。例如,色谱法,诸如气相色谱法(GC)、GC/质谱法或GC-FID(火焰离子化检测器)。还可通过使用例如流量计测量醇解期间的氢气逸出来监测反应。
通过将醇添加到烃氨基二硅烷或通过将烃氨基二硅烷添加到醇来混合醇和烃氨基二硅烷。当将醇添加到烃氨基二硅烷时,添加速率可以变化,或者将醇缓慢添加到烃氨基二硅烷同时监测反应温度以避免不可控制的放热,或者在≥30分钟、或≥60分钟、或≥120分钟、或2至8小时内将醇添加到烃氨基二硅烷。在一个实施方案中,醇以足够的速率添加到烃氨基二硅烷,使得当开始将醇添加到烃氨基二硅烷时,醇和烃氨基二硅烷的温度保持在烃氨基二硅烷的温度的10℃内。在一个实施方案中,R2为甲基、乙基或丙基,并且通过将醇添加到烃氨基二硅烷来混合醇和烃氨基二硅烷。
在包含溶剂的方法的实施方案中,将醇与溶剂混合以形成醇-溶剂混合物,或者将烃氨基二硅烷与溶剂混合以形成烃氨基二硅烷-溶剂混合物,或者将醇和溶剂混合以形成醇-溶剂混合物,以及将烃氨基二硅烷和溶剂混合以形成烃氨基二硅烷-溶剂混合物,并且然后将醇-溶剂混合物添加到烃氨基二硅烷-溶剂混合物。
修改醇与烃氨基二硅烷的摩尔比,以调节向烃氨基二硅烷添加醇。在一个实施方案中,与烃氨基二硅烷相比,醇以化学计量过量添加,或者醇与烃氨基二硅烷的摩尔比为1.5至4,或者1.5至3.5,或者1.5至3.3。在一个实施方案中,醇为甲醇,烃氨基二硅烷为二异丙基氨基二硅烷,并且甲醇与二异丙基氨基二硅烷的摩尔比为2.5至3,或者约2.6。在另一个实施方案中,醇为乙醇并且烃氨基二硅烷为二异丙基氨基二硅烷,并且乙醇与二异丙基氨基二硅烷的摩尔比为2.75至3.25,或者3至3.1,或者约3.03。在另一个实施方案中,醇为异丙醇并且烃氨基二硅烷为二异丙基氨基二硅烷,并且异丙醇与二异丙基氨基二硅烷的摩尔比为1至2,或者1.4至1.8,或者约1.6。在另一个实施方案中,醇为叔丁醇,烃氨基二硅烷为二异丙基氨基二硅烷,并且叔丁醇与二异丙基氨基二硅烷的摩尔比为0.75至1.25,或者2.9至1.1,或者约1。在另一个实施方案中,醇为叔丁醇,烃氨基二硅烷为1,2-双(二异丙基氨基)二硅烷,并且叔丁醇与1,2-双(二异丙基氨基)二硅烷的摩尔比为1.75至2.25,或者1.9至2.1,或者约2。
在包括醇-溶剂混合物的实施方案中,醇和溶剂以0.1至10,或者0.1至5,或者0.25至1的醇/溶剂的重量比混合。
在包括烃氨基二硅烷-溶剂混合物的实施方案中,烃氨基二硅烷和溶剂以0.1至10,或者0.1至5,或者0.2至0.7的烃氨基二硅烷/溶剂的重量比混合。
本发明的方法还可包括加热反应混合物。加热可通过随时间将反应器和反应物暴露于环境条件来完成,或者反应物可通过本领域已知的常规方法和设备加热,诸如用蒸汽夹套或加热套加热。
在一个实施方案中,本发明的方法还包括加热由醇和烃氨基二硅烷反应形成的烃氧基二硅烷,以使烃氧基二硅烷的烷氧基基团重排,以形成重排的烃氧基二硅烷。在一个实施方案中,加热1,2-二叔丁氧基二硅烷以产生1,1-二叔丁氧基二硅烷。
加热烃氧基二硅烷以使烷氧基基团重排为加热到足够重排的温度。如本文所用,“足够重排的温度为足以使烃氧基二硅烷的烷氧基基团重排以形成重排的烃氧基二硅烷的温度,或者从环境温度至130℃,或者从环境温度至105℃,或者最多130℃,或者从40℃至100℃的温度。随着温度的升高,重排通常在较短的时间内进行,重排在环境温度附近进行数天,并且在约100℃的温度下进行几小时。当加热至环境温度时,反应物在低于环境温度的温度下开始。该重排可在与上述相同的反应器中在相同压力下进行。
本发明的方法还可包括回收烃氧基二硅烷。烃氧基二硅烷可通过本领域已知的方法诸如蒸馏或色谱法回收。本领域的技术人员将知道如何回收烃氧基二硅烷。
由本发明的方法形成的烃氧基二硅烷为根据式(IV)的烃氧基二硅烷
(IV)Si2(OR3)yH6-y;
其中y为1-5,或者2-4,或者3,并且R3为具有1至10个碳原子的烃基。
由R3表示的烃基基团如上文对R所述。
烃氧基二硅烷(IV)的示例包括但不限于上述那些,或者1,1,1-三甲氧基二硅烷、1,1,1,2-四甲氧基二硅烷、1,1,1-三乙氧基硅烷、1,1,1,2-四乙氧基二硅烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二硅烷、叔丁氧基二硅烷、1,2-二叔丁氧基二硅烷和1,1-二叔丁氧基二硅烷。
在一个实施方案中,烃氧基二硅烷被水解并冷凝以形成聚硅氧烷。例如,在水解条件下将水解足够量的水添加到烃氧基二硅烷中以形成聚硅氧烷。本领域技术人员将知道如何优化水的量和足以水解根据本发明的烃氧基二硅烷的条件。
本发明的方法还可产生气体,或者氢气,作为副产物。在一个实施方案中,该方法还包括在该方法期间产生氢气时除去氢气。本领域的技术人员将知道如何在该方法期间除去氢气。例如,可通过气体适配器产生的氢气被除去或排出,并且可被输送以用于进一步加工。
本发明的方法还可产生烷基胺或者二烷基胺副产物。烷基胺根据式R1 c(H)3-cN,其中R1如上文所定义,并且c为1或2,或者2。在一个实施方案中,本发明的方法还包括回收烷基胺。烷基胺可在用于回收烃氧基二硅烷的相同方法中回收。在一个实施方案中,可通过蒸馏回收烷基胺。
本发明的烃氧基二硅烷可用作制备产品的添加剂。例如,烃氧基二硅烷可在轮胎制剂中单独用作添加剂或用作二氧化硅填料的改性剂。本发明的方法可用于制备烃氧基二硅烷。
实施例
提供以下实施例以更好地说明本发明的方法,但以下实施例不能被解释为限制本发明,本发明为由所附权利要求限定。除非另有指明,否则实施例中报告的所有份数和百分数均以重量计。下表1描述实施例中用到的缩写:
表1.实施例中使用的缩写的列表。
缩写 | 词语 | 缩写 | 词语 |
g | 克 | EtOH | 乙醇 |
Me | 甲基 | MeOH | 甲醇 |
wt | 重量 | t-BuOH | 叔丁醇 |
% | 百分比 | DiPB | 二异丙苯 |
mmol | 毫摩尔 | DPDS | 二异丙基氨基二硅烷 |
mol | 摩尔 | TMODS | 1,1,1-三甲氧基二硅烷 |
hr | 小时 | TEODS | 1,1,1-三乙氧基二硅烷 |
℃ | 摄氏度 | BODS | 叔丁氧基二硅烷 |
NA | 不适用 | 1,1-BBODS | 1,1-双-(叔丁氧基)二硅烷 |
mL | 毫升 | iPODS | 异丙氧基二硅烷 |
in | 英寸 | BiPODS | 1,1-双(异丙氧基)二硅烷 |
mm | 毫米 | iPrOH | 异丙醇 |
GC | 气相色谱 | TCD | 热导检测器 |
MS | 质谱仪 | Et | 乙基 |
NMR | 核磁共振 | DSC | 差示扫描量热法 |
FID | 火焰离子化检测器 |
测试方法/条件:
分析样品制备在氩气氛下在手套箱中进行。
NMR:在Agilent 400MHz NMR光谱仪上进行NMR实验。将样品溶解在d6-苯中,用钠金属干燥。1H NMR实验参考NMR光谱中的残余苯信号。29Si NMR实验参考与仪器相关联的内部标准。用石蜡膜M包裹所有NMR管帽以抑制空气缓慢扩散到样品中。
GC-TCD和GC-MS样品都是在密封有特氟龙隔膜的1.5mL GC小瓶中制备。使用1μL注射器抽取0.5μL,并注入连接到HP 5973质量选择检测器的HP 6890系列GC系统中。
DSC:将烃氧基二硅烷的样品装入空的20μL SWISSI高压DSC坩埚中。将样品装入氩气惰性手套箱中,并且然后在手套箱内立即密封。使用压机将坩埚密封。在分析后比较样品的重量,以确定样品在温度斜坡期间是否丢失。将样品装入Mettler Toledo TGA/DSC 1并在其上运行。使用热冷热方法,由此DSC炉在35℃下热平衡20分钟,然后以10℃/分钟从35℃斜升温至400℃,热平衡20分钟,然后以10℃/分钟从400℃斜降温至35℃,热平衡20分钟,然后以10℃/分钟从35℃斜升温至400℃,热平衡20分钟。使用在相同条件下运行的空白盘减去背景为所得热流信号。
实施例1:1,1,1-三甲氧基二硅烷的合成:
MeOH(5.86g,7.4mL)溶解在DiPB(10.14g,11.8mL)中并在2小时内在5.7℃下逐滴添加至DPDS(10.00g,62.0mmol)在DiPB(34.28g,40.0mL)中稀释的剧烈搅拌的溶液。在添加期间,存在7.0℃的最大放热温度和气体(H2)的逸出。将溶液搅拌15分钟,并且然后使其在2小时内缓慢加温至环境温度。
TMODS的纯化:通过30cm Vigreux柱蒸馏粗制的1,1,1-三甲氧基二硅烷,以产生6.39g粗制的TMODS,并通过30cm Vigreux柱第二次蒸馏,以产生1.20g(7.9mmol,12.7%收率)的TMODS。还回收了另外的少量其他烃氧基二硅烷和烷氧基硅烷:三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲氧基二硅烷、1,1-二甲氧基二硅烷、四甲氧基二硅烷和六甲氧基二硅烷。
实施例2:1,1,1-三乙氧基二硅烷(TEODS)的合成:
在惰性的1L、3颈全夹套烧瓶(配有热电偶套管、气体适配器、加料漏斗和磁力搅拌棒)中,添加100.7g戊烷和101.08g DPDS,并且然后冷却至-18.0℃。向加料漏斗(活塞闭合)添加在86.21g戊烷中稀释的86.66g无水EtOH。该EtOH/戊烷溶液在3小时的时间内逐滴添加到DPDS溶液。在添加期间存在放热。罐的温度在添加过程期间维持在-11±1℃。在添加的前1/4期间观察到少量气体,这表明胺为发生的第一取代。在添加的最后3/4期间观察到大量的气体逸出(H2)。在添加ETOH溶液后,使反应混合物加温至环境温度,并且然后搅拌至少另外的3小时,以使剩余ETOH反应。任何沉淀被过滤以产生315.22g粗制的TEODS。
1,1,1-三乙氧基二硅烷的蒸馏:将粗制的1,1,1-三乙氧基二硅烷与另外两个批次的粗制的TEODS(总共960.02g粗制物)混合,并且然后放置在一个2L、3颈烧瓶(配有热电偶套管、气体适配器和磁力搅拌棒)中,该烧瓶附接到5托盘Oldershaw蒸馏柱,该蒸馏柱附接到冷却至-14℃的蒸馏头和具有侧臂的接收烧瓶。通过在-20英寸至-28英寸(78.7mm至110.2mm)汞的压力下在24.6℃至82℃之间加热来除去低沸化合物的前馏分。在-18英寸至-28英寸(70.9mm至110.2mm)汞的压力下,将剩余的产物在86℃至107℃之间加热。获得330.35g 97+%纯TEODS。还回收微量的其他乙氧基(二)硅烷:四和五乙氧基二硅烷,以及三和四甲氧基硅烷。用DSC分析>97%纯度的TEODS。
实施例3:BODS的合成
将t-BuOH(4.65g)溶解在正戊烷(7.10g,11.3mL)中并在20分钟内添加到低于环境温度的DPDS(10.12g,62.7mmol)在正戊烷(20.7g,33.1mL)中稀释的在环境温度下剧烈搅拌的溶液。将溶液搅拌20分钟,并且然后使其在2小时内缓慢加温至环境温度。
BODS的蒸馏:将反应产物通过30cm Vigreux柱蒸馏两次,以产生1.68g(12.5mmol,19.9%收率)的BODS。大部分产物在蒸馏的前馏分和残渣两者中都丢失。
实施例4:1,1-BBODS的合成:
在约25℃下将t-BuOH(5.87g)溶解在戊烷(12.10g)中,添加到1,2-双-二异丙基氨基二硅烷(10.32g,39.6mmol)在十七烷(8.16g)和正戊烷(10.00g)中稀释的剧烈搅拌的溶液,并搅拌5天。这产生1,1-BBODS和1,2-BBODS的粗制的混合物。使用30cm Vigreux柱将混合物分馏两次,最多130℃,以产生1.03g(5.0mmol,12.6%收率)的1,1-BBODS。
实施例5.iPODS和(BiPODS)的合成:
向15mL闪烁小瓶中装入0.30g DPDS和0.90g C6D6并剧烈搅拌。在一分钟内逐滴添加iPrOH(0.11g),在此期间发生剧烈鼓泡。在完全添加后将混合物搅拌1.5h,鼓泡停止。包括iPODS和未反应的DPDS的粗制的混合物由18.4%iPODS和26.7%BiPODS组成。
实施例6.BODS的合成
向2L圆底烧瓶中装入269.3g(2.51mol)的邻甲苯胺。将烧瓶加热至70℃。然后在该温度下将445.91g(2.76mol)二异丙基氨基二硅烷(DPDS)在90分钟内逐滴添加。当添加第一ml DPDS时,观察到鼓泡。在添加DPDS期间,暗棕色反应混合物变得几乎无色。添加后,将反应混合物在70℃下加热60分钟。将二异丙基胺(DiPA)在70℃的罐温下真空蒸馏降至24inHg。根据GC-FID分析,DPDS的转化率达到90%(w/w)。将反应混合物在70℃的罐温下在更深的真空下蒸馏将至26inHg,以产生408g含有96.8%(w/w)TDDS的粗制的邻甲苯胺二硅烷(TDDS)。将粗制的TDDS通过5托盘夹套柱在92℃罐温下在完全真空下分馏为53.8g前馏分、在76.9%(w/w)的总收率中具有99.2%(w/w)纯度的323.3g产物馏分,以及25.0g罐残留物。用GC-FID分析产物馏分的纯度并用DSC分析其热特性。
将无水叔丁醇(3.98g;53.8mmol)在3.98g四乙二醇二甲醚(TEGDME)中的溶液在室温下添加到10.0g(59.7mmol)的TDDS。未观察到放热。将该反应混合物在60℃下加热2小时。GC-FID分析显示了对叔丁氧基二硅烷的几乎定量转化。将反应混合物通过6英寸Vigreux柱分馏,以产生具有99.4%(w/w)GC-FID纯度的叔丁氧基二硅烷产物。用1H NMR、GC-FID、GC-MS和DSC分析该产物。
Claims (15)
1.根据式(I)的烃氧基二硅烷
(I)Si2(OR)xH6-x;
其中x为1-5并且R为具有1至10个碳原子的烃基,前提条件是当x为1时,R不为甲基,并且当x为3时,(I)不表示1,1,2-三甲氧基二硅烷。
2.根据权利要求1所述的烃氧基二硅烷,其中R具有1至4个碳原子。
3.烃氧基二硅烷组合物,包含:根据权利要求1所述的烃氧基二硅烷。
4.制备烃氧基二硅烷的方法,所述方法包括:
使
i)烃氨基二硅烷与
ii)根据式(II)的醇反应
(II)R2OH;
其中R2为具有1至10个碳原子的烃基,
以形成包含所述烃氧基二硅烷的产物混合物。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述烃氨基二硅烷根据式(III)
(III)(R1 a(H)2-aN)bSi(H)3-bSi(H)3-c(N(H)2-aR1 a)c
其中每个a独立地为1或2,b为1至3,c为0至3,并且每个R1独立地为(C1-C10-)烃基。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述烃氨基二硅烷为二异丙基氨基二硅烷或邻甲苯胺二硅烷。
7.根据权利要求4所述的方法,其中所述烃氧基二硅烷根据式(I)
(I)Si2(OR)xH6-x;
其中x为1-5,并且R为具有1至10个碳原子的烃基。
8.根据权利要求4所述的方法,其中i)和ii)在低于25℃的温度下与溶剂混合。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法,还包括回收所述烃氧基二硅烷。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述烃氧基二硅烷通过蒸馏回收。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的方法,还包括加热所述烃氧基二硅烷,使所述烃氧基二硅烷的烷氧基基团重排,以形成重排的烃氧基二硅烷。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述烃氧基二硅烷为1,2-二叔丁氧基二硅烷,并且所述重排的烃氧基二硅烷为1,1-二叔丁氧基二硅烷。
13.烃氧基二硅烷,所述烃氧基二硅烷通过根据权利要求4至12中任一项所述的方法制备。
14.制备硅氧烷的方法,所述方法包括:水解并冷凝根据权利要求1至3所述的烃氧基二硅烷。
15.制备硅氧烷的方法,所述方法包括:水解并冷凝根据权利要求4至12所述的烃氧基二硅烷。
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