CN114375314A - 制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法 - Google Patents

制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114375314A
CN114375314A CN202080062028.1A CN202080062028A CN114375314A CN 114375314 A CN114375314 A CN 114375314A CN 202080062028 A CN202080062028 A CN 202080062028A CN 114375314 A CN114375314 A CN 114375314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
alternatively
alkoxy
subscript
organosiloxane compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080062028.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114375314B (zh
Inventor
M-A·库特芒希
M·S·费理图
N·萨斯艾旺查隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp filed Critical Dow Corning Corp
Publication of CN114375314A publication Critical patent/CN114375314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114375314B publication Critical patent/CN114375314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/06—Preparatory processes
    • C08G77/08—Preparatory processes characterised by the catalysts used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234—Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235—Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0239—Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/16—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to hydroxyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C08K5/19—Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

提供了一种制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法。该方法包括使(A)初始有机硅氧烷化合物和(B)醇组分在(C)催化剂和任选地(D)有机硅化合物的存在下反应，由此制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物。该初始有机硅氧烷化合物(A)包含至少一个硅烷醇基团。该醇组分(B)包含有机醇。该催化剂(C)包含羧酸铵化合物。当利用时，该有机硅化合物(D)包含至少一个烷氧基甲硅烷基基团。还提供了包含根据该方法制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物以及包含该反应产物和该烷氧基官能有机硅氧烷化合物的组合物。以增加的纯度低环含量由解聚制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物和包含该烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物和组合物。

Description

制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年9月9日提交的美国临时专利申请号62/897,702的优先权和所有优点，该专利申请的内容以引用方式并入本文。
技术领域
本公开大体上涉及有机硅氧烷化合物，并且更具体地涉及一种制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法和由此制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物。
背景技术
有机硅是用于许多商业应用的聚合物材料，主要是由于它们具有优于它们的碳基类似物的显著优点。更确切地说，被称为聚合硅氧烷或聚硅氧烷的有机硅具有无机硅-氧主链(…-Si-O-Si-O-Si-O-…)，其中有机侧基连接到硅原子。有机侧基可用于将这些主链中的两个或更多个主链连接在一起。通过改变-Si-O-链长、侧基和交联，可合成具有多种性质和组成的有机硅。它们的稠度可从液体到凝胶到橡胶到硬塑料而变化。
基于硅氧烷的材料是本领域已知的，并且用于多种最终用途应用和环境中。例如，有机聚硅氧烷用于许多工业、家庭护理和个人护理制剂中。具有有机硅和有机官能团两者的杂化材料越来越多地用于各种制剂中，因为此类杂化材料可表现出传统上仅与有机硅材料或有机材料相关联的组合有益效果。
不幸地是，制备杂化材料的许多方法需要常常难以合成和/或利用且昂贵的官能有机硅化合物(例如，有机硅氧烷)。具体地，制备某些官能有机硅化合物的传统方法常常与许多有机硅材料和类似的有机材料不相容(例如，通过促进有机硅重排、非选择性反应、降解、官能团的水解和/或不希望的转化等)，从而导致产率和纯度降低，并限制此类方法的一般适用性。这些缺点部分地归因于在许多常规合成方法中采用的特定催化剂，诸如已知产生环状硅氧烷(例如经由硅氧烷主链的解聚)的强酸和碱。虽然也已经探索了基于贵金属的化合物作为替代性催化剂，但是这些化合物也受限于应用且增加与其中使用它们的方法相关的成本。
发明内容
提供了一种制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法。该方法包括使(A)初始有机硅氧烷化合物和(B)醇组分在(C)催化剂和任选地(D)有机硅化合物的存在下反应，由此制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物。该初始有机硅氧烷化合物(A)包含至少一个硅烷醇基团。该醇组分(B)包含有机醇。该催化剂(C)包含羧酸铵化合物。当利用时，该有机硅化合物(D)包含至少一个烷氧基甲硅烷基基团。
还提供了一种包含根据该方法制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物。
还提供了一种包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的组合物或包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物。
具体实施方式
公开了一种制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法。所制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物可用于各种最终用途应用中。例如，当例如经由共聚、接枝等制备有机硅-有机杂化材料时，烷氧基官能有机硅氧烷化合物可以用作起始组分和/或前体。如本文所提供的，烷氧基官能有机硅氧烷化合物也可以用于组合物或制剂中。
该方法包括使(A)具有至少一个硅烷醇基团的初始有机硅氧烷化合物和(B)包含有机醇的醇组分在(C)包含羧酸铵化合物的催化剂的存在下反应。通常，使初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)反应包括在催化剂(C)存在下将初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)组合。换句话讲，除了将初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)在催化剂(C)存在下组合之外，反应通常不需要主动步骤。如本领域技术人员将理解的，初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)的反应可以通常定义为或以其他方式表征为烷氧基化反应，或更简单地说，“烷氧基化”(例如选择性烷氧基化反应、催化烷氧基化反应、烷氧基化转化反应等)。
通常，初始有机硅氧烷化合物(A)是包含具有至少一个硅烷醇基团的有机硅氧烷主链的有机硅化合物，并且另外不受特别限制。在各种实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)具有通式(I)：
Figure BDA0003530759730000031
其中每个R1为独立选择的烃基基团；每个R2独立地为R1或-OH，条件是至少一个R2为-OH；下标m为1至8000；并且下标n为0至20。
每个R1为独立选择的烃基基团。合适的烃基基团可为取代或未取代的。关于此类烃基基团，术语“取代的”描述了这样的烃部分：其中一个或多个氢原子被除氢之外的原子(例如，卤素原子，诸如氯、氟、溴等)替代，烃链内的碳原子被除碳之外的原子替代(即，R1在碳链内可包括一个或多个杂原子(氧、硫、氮等))，或这两者。因此，应当理解，R1可包括或为在其碳链/主链中和/或其碳链/主链上具有一个或多个取代基(即，附加到其碳链/主链和/或与其碳链/主链成一体)的烃部分，使得R1可包含或为醚、酯等。
一般来讲，适用于R1的烃基基团可独立地为直链的、支链的、环状的或它们的组合。环状烃基基团包括芳基基团以及饱和或非共轭的环状基团。环状烃基基团可独立地是单环的或多环的。直链和支链烃基基团可以独立地为饱和或不饱和的。直链和环状烃基基团的组合的一个示例为芳烷基基团。烃基基团的一般示例包括烷基基团、芳基基团、烯基基团、卤代碳基团等，以及它们的衍生物、改性物和组合。合适的烷基基团的示例包括甲基、乙基、丙基(例如异丙基和/或正丙基)、丁基(例如异丁基、正丁基、叔丁基和/或仲丁基)、戊基(例如异戊基、新戊基和/或叔戊基)、己基，以及具有6至18个碳原子的支链饱和烃基团。合适的芳基基团的示例包括苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、苄基和二甲基苯基。合适的烯基基团的示例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、庚烯基、己烯基和环己烯基基团。合适的一价卤代烃基团(即，烃基团)的示例包括卤代烷基基团、芳基基团以及它们的组合。卤代烷基基团的示例包括上述其中一个或多个氢原子被卤素原子诸如F或Cl替代的烷基基团。卤代烷基基团的具体示例包括氟甲基、2-氟丙基、3，3，3-三氟丙基、4，4，4-三氟丁基、4，4，4，3，3-五氟丁基、5，5，5，4，4，3，3-七氟戊基、6，6，6，5，5，4，4，3，3-九氟己基、以及8，8，8，7，7-五氟辛基、2，2-二氟环丙基、2，3-二氟环丁基、3，4-二氟环己基、以及3，4-二氟-5-甲基环庚基、氯甲基、氯丙基、2-二氯环丙基和2，3-二氯环戊基基团，以及它们的衍生物。卤代芳基基团的示例包括上述其中一个或多个氢原子被卤素原子诸如F或Cl替代的芳基基团。卤代芳基基团的具体示例包括氯苄基和氟苄基基团。典型地，每个R1为独立选择的取代或未取代的烃基基团。
每个R1可与初始有机硅氧烷化合物(A)中的任何其他R1相同或不同。在某些实施方案中，每个R1是相同的。在其他实施方案中，至少一个R1不同于初始有机硅氧烷化合物(A)的至少一个其他R1。在一些实施方案中，每个R1为独立选择的具有1至18个、另选地1至12个、另选地1至6个、另选地1至4个碳原子的烃基基团。通常，每个R1独立地选自烷基基团，诸如甲基基团、乙基基团等。在某些实施方案中，每个R1为甲基。
每个R2独立地为R1或-OH，条件是至少一个R2为-OH。因此，初始有机硅氧烷化合物(A)包含至少一个硅烷醇基团(即，为硅烷醇官能的)。在一些实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)包含仅一个硅烷醇基团。在其他实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)包含至少两个，另选地至少三个硅烷醇基团。如本领域技术人员将理解的，每个R2在由下标n指示的每个部分中独立地选择，使得初始有机硅氧烷化合物(A)可以包含总数为1至n+2个的硅烷醇基团。
如本领域技术人员将理解的，下标m和n表示甲硅烷氧基单元的数目，并且因此表示初始有机硅氧烷化合物(A)的聚合度(DP)。应当理解，由下标m和n指示的甲硅烷氧基单元在初始有机硅氧烷化合物(A)中可以呈任何顺序(例如，随机和/或嵌段形式等)。通常，初始有机硅氧烷化合物(A)的DP为5至8000。在特定实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)的DP大于1000，另选地大于2000，另选地大于3000，另选地大于4000，另选地大于5000。在某些实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)的DP小于1000，另选地小于750，另选地小于500，另选地小于250，另选地小于100，另选地小于50。
下标m为(并且包括)1至8000，另选地4至8000。在一些实施方案中，下标m为500至8000，另选地1000至8000，另选地2000至8000，另选地3000至8000，另选地4000至8000，另选地5000至8000。在某些实施方案中，下标m为1至1000，另选地4至1000，另选地1至800，另选地4至800，另选地1至600，另选地4至600，另选地1至400，另选地4至400，另选地1至200，另选地4至200，另选地1至100，另选地4至100。
下标n为(并且包括)0至20。在一些实施方案中，下标n为1至20，另选地1至18，另选地1至17，另选地1至16，另选地1至15，另选地1至14，另选地1至13，另选地1至12，另选地1至11，另选地1至10。
在特定实施方案中，下标n为0并且初始有机硅氧烷化合物(A)具有下式：
Figure BDA0003530759730000051
其中R1、R2和下标m各自如上所定义。在一些此类实施方案中，R2是R1，使得初始有机硅氧烷化合物(A)是单硅烷醇官能的。在其他此类实施方案中，R2为-OH，使得初始有机硅氧烷化合物(A)为二硅烷醇官能的。
在某些实施方案中，该方法包括利用多于一种初始有机硅氧烷化合物(A)，诸如2种、3种、4种或更多种初始有机硅氧烷化合物(A)。在此类实施方案中，每种初始有机硅氧烷化合物(A)独立地选择，并且可与任何其他初始有机硅氧烷化合物(A)相同或不同。
初始有机硅氧烷化合物(A)可以任何形式利用，诸如纯形式(即不存在溶剂、载体媒介物、稀释剂等)，或设置在载体媒介物(诸如溶剂或分散剂)中。载体媒介物(如果存在的话)可包含有机溶剂(例如，芳族烃，诸如苯、甲苯、二甲苯等；脂族烃，诸如庚烷、己烷、辛烷等；卤代烃，诸如二氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、氯仿；等等；醚，诸如乙醚、四氢呋喃等)、有机硅液或它们的组合。当使用时，将基于反应的特定组分诸如所选择的特定初始有机硅氧烷化合物(A)来选择载体媒介物。例如，在某些实施方案中，该方法在存在载体媒介物或包含极性组分的溶剂诸如醚、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等或它们的组合的情况下进行。在一些实施方案中，载体媒介物可包含卤代烃，诸如上述那些。在此类实施方案中，一般来讲，通常将载体媒介物和/或特别是卤代烃纯化和/或处理以从其中减少、另选地去除任何盐酸(HCl)。应当理解，初始有机硅氧烷化合物(A)可在与反应的任何一种或多种其他组分组合之前、期间或之后与载体媒介物(如果使用的话)组合。在某些实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)可以用作反应的载体媒介物，例如当初始有机硅氧烷化合物(A)在所采用的反应条件下是液体时。
在某些实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A)不含、另选地基本上不含载体媒介物。在一些此类实施方案中，初始有机硅氧烷化合物(A、)不含、另选地基本上不含水和与初始有机硅氧烷化合物(A)和/或反应的任何一种或多种其他组分反应的载体媒介物/挥发物。在一些实施方案中，该方法在不存在与初始有机硅氧烷化合物(A)和/或反应的任何一种或多种其他组分反应的载体媒介物/挥发物的情况下进行。例如，在某些实施方案中，该方法可包括在与反应的任何一种或多种其他组分组合之前汽提挥发物和/或溶剂的初始有机硅氧烷化合物(A)的混合物。用于汽提初始有机硅氧烷化合物(A)的技术是本领域已知的，并且可包括加热、干燥、施加减压/真空、与溶剂共沸、使用分子筛等，以及它们的组合。
例如取决于反应所选择的特定组分、所采用的反应参数、反应规模(例如要反应的组分(A)和/或要制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物的总量)等，初始有机硅氧烷化合物(A)可以本领域中技术人员将选择的任何量利用。
醇组分(B)包含有机醇，并且另外不受特别限制。如本领域技术人员将理解的，有机醇也没有特别限制，但是将根据方法中使用的特定化合物/组分来选择，包括在组分(A)和(B)的反应期间产生的副产物的沸点和/或其他特性。
通常，醇组分(B)的有机醇具有式R3OH，其中R3是独立选择的烃基基团。适用于R3的烃基基团的示例包括上文所述那些中的任一者。例如，在某些实施方案中，R3选自取代和未取代的烃基基团。在一些此类实施方案中，R3是具有至少3个、另选地至少4个、另选地至少5个、另选地至少6个、另选地大于6个碳原子的取代或未取代的烃基基团。在特定实施方案中，R3为独立选择的具有3至30个、另选地3至28个、另选地3至26个、另选地3至24个、另选地3至22个、另选地4至22个、另选地5至22个、另选地6至22个、另选地6至20个碳原子的烃基基团。
合适的有机醇的示例包括2，2-二甲基-3-(3-甲基苯基)-1-丙醇、2，2-二甲基-3-苯基-1-丙醇、3-(2-冰片氧基)2-甲基-1-丙醇、2-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己醇、二氢松油醇、2，4-二甲基-4-环己烯-1-基甲醇、2，4-二甲基环己基甲醇、2，6-二甲基-2-庚醇、2，6-二甲基-4-庚醇、2，6-二甲基-2，7-辛二烯-6-醇(芳樟醇)、顺式-3，7-二甲基-2，6-辛二烯-1-醇(橙花醇)、反式-3，7-二甲基-2，6-辛二烯-1-醇(香叶醇)、1-辛醇、2-辛醇、3，7-二甲基-1，7-辛二醇、3，7-二甲基-1-辛醇(四氢香叶醇)、2，6-二甲基-2-辛醇(四氢月桂烯醇)、3，7-二甲基-3-辛醇(四氢芳樟醇)、2，6-二甲基-7-辛烯-2-醇(二氢月桂烯醇)、3，7-二甲基-6-辛烯-1-醇(香茅醇)、3，7-二甲基-1，6-壬二烯-3-醇、1-癸醇、9-癸烯-1-醇、2-乙基-4-(2，2，3-三甲基-3-环戊烯-1-基)-2-丁烯-1-醇、顺式-3-己烯-1-醇、4-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2-丁酮、3-(羟甲基)-2-壬酮、3a，4，5，6，7，7a-六氢-2，4-二甲基-4，7-甲桥[H]茚-5-醇、1-羟基-2-(1-甲基-1-羟乙基)-5-甲基环己烷、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛(香草醛)、3-乙氧基-4-羟基苯甲醛(乙基香草醛)、4-(4-羟基-4-甲基戊基)-3-环己烯-1-甲醛、异冰片醇、3-异龙脑基环己醇、2-异丙烯基-5-甲基环己醇(异胡薄荷醇)、1-异丙基-4-甲基环己-3-烯醇(萜品烯醇)、4-异丙基环己醇、1-(4-异丙基环己基)乙醇、4-异丙基环己基甲醇、2-异丙基-5-甲基环己醇(薄荷醇)、2-异丙基-5-甲基苯酚(百里酚)、5-异丙基-2-甲基苯酚(香芹酚)、2-(4-甲基-3-环己烯基)-2-丙醇(松油醇)、2-(4-甲基环己基)-2-丙醇(二氢松油醇)、苯甲醇、4-甲氧基苯甲醇、2-甲氧基-4-甲基苯酚、3-甲氧基-5-甲基苯酚、2-乙氧基-4-甲氧基甲基苯酚、4-烯丙基-2-甲氧基苯酚(丁香酚)、2-甲氧基-4-丙烯基苯酚(异丁香酚)、1-甲氧基-4-丙烯基苯(茴香脑)、4-甲基-3-癸烯-5-醇、2-甲基-6-亚甲基-7-辛烯-2-醇(月桂烯醇)、2-甲基-2-丁醇(2M2B、叔戊醇、TAA)、3-甲基-4-苯基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇(异戊醇、异戊基醇)2-(2-甲基苯基)乙醇、2-甲基-4-苯基-1-戊醇、3-甲基-5-苯基-1-戊醇、2-甲基-1-苯基-2-丙醇、(1-甲基-2-(1，2，2-三甲基双环[3.1.0]己-3-基甲基)环丙基)甲醇、3-甲基-4-(2，2，6-三甲基环己烯-1-基)-2-丁醇、2-甲基-4-(2，2，3-三甲基-3-环戊烯-1-基)-2-丁烯-1-醇、(3-甲基-1-(2，2，3-三甲基-3-环戊烯基)-3-环己烯-1-基)甲醇、3-甲基-5-(2，2，3-三甲基-3-环戊烯-1-基)-4-戊烯-2-醇、2-甲基-2-乙烯基-5-(1-羟基-1-甲基乙基)四氢呋喃、(2E，6Z)-壬-2，6-二烯-1-醇、1-壬醇、3，5，5-三甲基-1-己醇(异壬醇)、诺甫醇、1，2，3，4，4a，5，6，7-八氢-2，5，5-三甲基-2-萘酚、3，4，5，6，6-五甲基-2-庚醇、2-苯基乙醇、2-苯基丙醇、3-苯基丙醇(氢化肉桂醇)、3-苯基-2-丙烯-1-醇(肉桂醇)、4-(5，5，6-三甲基双环[2.2.1]庚-2-基)环己-1-醇、3，5，5-三甲基环己醇、2，4，6-三甲基-4-环己烯-1-基甲醇、5-(2，2，3-三甲基-3-环戊烯基)-3-甲基戊-2-醇、3，7，11-三甲基-2，6，10-十二碳三烯-1-醇(法尼醇)、3，7，11-三甲基-1，6，10-十二碳三烯-3-醇(橙花醇)、1-十一醇、10-十一烯-1-醇、香根草醇等，以及它们的衍生物、改性物和组合。在特定实施方案中，有机醇选自香叶醇、2E，6Z)-壬-2，6-二烯-1-醇、异戊醇、苯甲醇、2-辛醇和2-甲基-2-丁醇。
在某些实施方案中，醇组分(B)的有机醇可以包含，另选地可以是芳香醇或非芳香醇。通常，关于特定有机醇是否被认为是芳香醇或非芳香醇的区别是基于特定有机醇是否表现出可由人类鼻子检测到的散发气味的效果。然而，由于有机醇可以被认为是芳香醇和/或非芳香醇，所以此类区别只与本领域技术人员根据最终用途应用选择醇组分(B)的有机醇有关，如果有的话。在一些实施方案中，醇组分(B)基本上不含、另选地不含芳香醇。在这些或其他实施方案中，醇组分(B)的有机醇基本上不含、另选地不含前芳香基团和/或芳香前体基团。
在某些实施方案中，醇组分(B)包含多于一种有机醇，诸如2种、3种、4种或更多种有机醇。在此类实施方案中，每个有机醇是独立选择的，并且可以与任何其他有机醇相同或不同，例如，在碳原子的数目、结构(例如立体化学等)、沸点、气化点、蒸气压等方面。
醇组分(B)的有机醇可以任何形式利用，诸如纯形式(即不存在溶剂、载体媒介物、稀释剂等)，或设置在载体媒介物(诸如溶剂或分散剂)中。因此，醇组分(B)本身可以包含有机醇和其他组分，诸如载体媒介物，或可基本上由有机醇组成，另选地由有机醇组成。载体媒介物(如果存在的话)可包含有机溶剂(例如，芳族烃，诸如苯、甲苯、二甲苯等；脂族烃，诸如庚烷、己烷、辛烷等；卤代烃，诸如二氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、氯仿；等等；醚，诸如乙醚、四氢呋喃等)、有机硅液或它们的组合。应当理解，醇组分(B)可以在与组分(A)和/或反应的任何一种或多种其他组分组合之前、期间或之后与此类载体媒介物组合，如果使用的话。在某些实施方案中，醇组分(B)本身用作反应的载体媒介物，例如当有机醇在所采用的反应条件下是液体时。
在某些实施方案中，醇组分(B)不含、另选地基本上不含载体媒介物。在一些此类实施方案中，醇组分(B)不含、另选地基本上不含水和与醇组分(B)(例如其有机醇)、初始有机硅氧烷化合物(A)和/或反应的任何一种或多种其他组分反应的载体媒介物/挥发物。例如，在某些实施方案中，该方法可包括汽提挥发物(即除了有机醇之外，如果是挥发性的)和/或溶剂(例如水、反应性溶剂等)的醇组分(B)，然后将其与反应的任何一种或多种其他组分(例如组分(A)等)组合。用于汽提醇组分(B)的技术是本领域已知的，并且可包括加热、干燥、施加减压/真空、与溶剂共沸、使用分子筛等，以及它们的组合。
例如取决于所选择的特定初始有机硅氧烷化合物(A)、所采用的反应参数、反应规模(例如要转化的组分(A)和/或要制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物的总量)等，醇组分(B)可以本领域技术人员将选择的任何量使用。
该催化剂(C)包含羧酸铵化合物。羧酸铵化合物没有特别限制，并且通常包括胺化合物和羧酸的反应产物。本领域技术人员将会知道，胺化合物和羧酸的反应通常是酸-碱反应，其中胺化合物(即碱)被羧酸质子化以得到铵阳离子和羧酸根阴离子，无论此类离子是紧密配位还是瞬时配位，此类离子都被统称为羧酸铵化合物。
通常，用于制备催化剂(C)的羧酸铵化合物的合适的胺化合物包括氨基官能有机化合物(例如，胺取代的烃化合物)。特别地，胺化合物通常包含具有以下通式的部分：
Figure BDA0003530759730000101
其中每个R4为独立选择的具有1至18个碳原子的取代或未取代的烃基基团，并且下标a为0、1或2。适用于R4的烃基基团的示例包括上文所述那些中的任一者。例如，在某些实施方案中，每个R4为具有1至16个、另选地1至14个、另选地1至12个、另选地1至10个、另选地1至9个、另选地1至8个、另选地1至7个碳原子的取代或未取代的烃基基团。在一些此类实施方案中，每个R4是直链、支链和/或环状烷基基团。在一些实施方案中，下标a为0，使得胺化合物为伯胺。在其他实施方案中，下标a为1，使得胺化合物为仲胺。在另外的实施方案中，下标a为2，使得胺化合物为叔胺。
在一些实施方案中，胺化合物是具有以下通式的有机胺：
Figure BDA0003530759730000102
其中每个R4和下标a如上文所定义并且R14为独立选择的具有1至22个碳原子的取代或未取代的烃基基团。适用于R14的烃基基团的示例包括上述那些中的任一者，使得R14可与胺化合物的任何R4(如果存在的话)相同或不同。例如，在某些实施方案中，R14是具有1至20个、另选地2至20个、另选地2至18个碳原子的取代或未取代的烃基基团。在特定实施方案中，R14是直链、支链和/或环状烷基基团。
在特定实施方案中，胺化合物是具有以上通式的有机胺，其中下标a为0或1，使得胺化合物可分别定义为伯有机胺或仲有机胺。在一些此类实施方案中，选择下标a，每个R4和R14，使得胺化合物包含总共3至20个，另选地4至20个，另选地5至20个，另选地5至18个碳原子。应当理解，胺化合物可以是环状胺，诸如具有至少两个在环结构中彼此连接的氮键合的取代基的仲胺或叔胺(即，胺化合物可以是杂环胺，诸如吡咯、吡咯烷、咪唑、噻唑、吡啶、哌啶、吗啉等)。
通常，胺化合物选自挥发性有机胺。例如，在某些实施方案中，有机胺在大气压下的气化点小于300℃，另选地小于250℃，另选地小于240℃，另选地小于230℃，另选地小于220℃，另选地小于210℃，另选地小于200℃。应当理解，如本文所用的术语气化点是指固相或液相的化合物转化为汽相/气相(例如通过蒸发、升华等)的温度。在此意义上，气化点可以对应于此类化合物的沸点(例如，其中化合物是液体)。在特定实施方案中，胺化合物在大气压下的气化点为50℃至250℃，另选地60℃至250℃，另选地60℃至235℃，另选地70℃至235℃，另选地70℃至220℃。
适用于制备羧酸铵化合物的特定胺化合物的示例包括：烷基胺，诸如脂肪族伯烷基胺，包括甲胺、乙胺、丙胺(例如，正丙胺、异丙胺等)、丁胺(例如，正丁胺、仲丁胺、异丁胺、叔丁胺等)、戊胺(例如，戊胺、2-氨基戊烷、3-氨基戊烷、1-氨基-2-甲基丁烷、2-氨基-2-甲基丁烷、3-氨基-2-甲基丁烷、4-氨基-2-甲基丁烷等)、己胺(例如，己胺、5-氨基-2-甲基戊烷等)、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷胺、十二烷胺、十三烷胺、十四烷胺、十五烷胺、十六烷胺、十七烷胺、十八烷胺等；脂肪族仲烷基胺，诸如二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二丁胺、二异丁胺、二仲丁胺、二叔丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、甲基乙胺、甲基丙胺、甲基异丙胺、甲基丁胺、甲基异丁胺、甲基仲丁胺、甲基叔丁胺、甲基戊胺、甲基异戊胺、乙基丙胺、乙基异丙胺、乙基丁胺、乙基异丁胺、乙基仲丁胺、乙基叔丁胺、乙基异戊胺、丙基丁胺、丙基异丁胺等；以及它们的衍生物、改性物和组合。例如，也可以利用混合的仲烷基胺(例如，N-乙基异丙胺等)，诸如包括上述示例中列出的烷基基团的组合的那些中的任一者。在特定实施方案中，胺化合物包括、另选地为十八烷胺和/或二乙胺。
在某些实施方案中，羧酸铵化合物包含以下物质(即，由以下物质形成)：多于一种胺化合物，诸如2种、3种、4种或更多种胺化合物。在此类实施方案中，每个胺化合物独立地选择，并且可以与羧酸铵化合物的任何胺化合物相同或不同。同样，催化剂(C)可以包含多于一种羧酸铵化合物.诸如诸如2种、3种、4种或更多种羧酸铵化合物。在此类实施方案中，每种羧酸铵化合物的胺化合物独立地选择，并且可独立地与催化剂(C)的任何羧酸络合、配位、离子对或以其他方式缔合(即，当胺化合物被质子化为相应的铵阳离子并且羧酸被去质子化为相应的羧酸根阴离子时)。
通常，用于制备催化剂(C)的羧酸铵化合物的合适的羧酸化合物具有以下通式：
Figure BDA0003530759730000121
其中R5为独立选择的具有1至18个碳原子的取代或未取代的烃基基团。适用于R5的烃基基团的示例包括上文所述那些中的任一者。例如，在某些实施方案中，R5是具有1至16个、另选地1至14个、另选地1至12个碳原子的取代或未取代的烃基基团。在特定实施方案中，R5是直链、支链和/或环状烷基基团。在一些实施方案中，R5是丙基或甲基。
通常，羧酸选自挥发性羧酸。例如，在某些实施方案中，羧酸在大气压下的气化点小于300℃，另选地小于255℃，另选地小于240℃，另选地小于230℃，另选地小于220℃，另选地小于220℃，另选地小于200℃，另选地小于190℃，另选地小于180℃。在特定实施方案中，羧酸在大气压下的气化点为100℃至250℃，另选地100℃至225℃，另选地100℃至200℃，另选地100℃至175℃，另选地100℃至150℃。
适用于制备羧酸铵化合物的特定羧酸的示例包括乙酸类(例如乙酸)、丙酸类(例如丙酸)、丁酸类(例如丁酸)、戊酸类(例如戊酸)、己酸类(例如己酸)、庚酸类(例如庚酸)、辛酸类(例如辛酸)、壬酸类(例如壬酸)、癸酸类(例如癸酸)等以及它们的衍生物、改性物和组合。在某些实施方案中，羧酸为乙酸和/或丙酸，使得羧酸铵化合物(C1)包含乙酸盐和/或丙酸盐。虽然上文例示了线性羧酸，但是应当理解，也可以利用环状和/或支链羧酸。
在某些实施方案中，羧酸铵化合物包含以下物质(即，由以下物质形成)：多于一种羧酸，诸如2种、3种、4种或更多种羧酸。在此类实施方案中，每个羧酸独立地选择，并且可以与羧酸铵化合物的任何羧酸相同或不同。同样，催化剂(C)可以包含多于一种羧酸铵化合物，诸如诸如2种、3种、4种或更多种羧酸铵化合物。在此类实施方案中，每种羧酸铵化合物的羧酸独立地选择，并且可以独立地与催化剂(C)的任何胺化合物络合、配位、离子对或以其他方式缔合(即，当胺化合物被质子化为相应的铵阳离子并且羧酸被去质子化为相应的羧酸根阴离子时)。
催化剂(C)可作为该方法的一部分制备，或以其他方式获得(即，作为所制备的化合物)。制备催化剂(C)可在组分(A)和(B)的反应之前或原位(即，在组分(A)和(B)的反应期间，例如经由将催化剂(C)的组分与组分(A)和/或(B)组合)进行。例如，在一些实施方案中，该方法包括将胺化合物和羧酸化合物与初始有机硅氧烷化合物(A)和/或醇组分(B)组合，从而原位形成催化剂(C)的羧酸铵化合物。
催化剂(C)可以任何形式利用，诸如纯形式(即，不存在溶剂、载体媒介物、稀释剂等)，或设置在载体媒介物诸如溶剂或分散剂(例如，诸如上文关于初始有机硅氧烷化合物(A)和/或醇组分(B)所列出的那些中的任一者)中。此外，催化剂(C)的组分(例如用于形成羧酸铵化合物的胺化合物和羧酸)可以纯形式单独利用或设置在载体媒介物中。在特定实施方案中，胺化合物和/或羧酸可以充当载体媒介物。
在一些实施方案中，在不存在水和/或与初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)和/或催化剂(C)本身反应的载体媒介物/挥发物的情况下(即，在与组分(A)和(B)组合之前)利用催化剂(C)。例如，在某些实施方案中，该方法可包括汽提挥发物和/或溶剂(例如，水、有机溶剂等)的催化剂(C)。用于汽提催化剂(C)的技术是本领域已知的，并且可包括加热、干燥、施加减压/真空、与溶剂共沸、使用分子筛等，以及它们的组合。
例如取决于所选择的特定催化剂(C)(例如其中的羧酸铵化合物的浓度/量)、所采用的反应参数、反应规模(例如组分(A)和(B)的总量)等，催化剂(C)可以本领域技术人员将选择的任何量利用。用于反应中的催化剂(C)与组分(A)和/或(B)的摩尔比可影响制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的缩合速率和/或量。因此，与组分(A)和/或(B)相比，催化剂(C)的量以及它们之间的摩尔比可变化。通常，选择这些相对量和摩尔比以最大程度增加组分(A)和(B)的缩合，同时最大程度减小催化剂(C)的负载(例如，以增加反应的经济效率、增加所形成的反应产物的纯化容易度等)。
在某些实施方案中，催化剂(C)以基于所利用的组分(A)的总量计0.001摩尔％至50摩尔％的量用于反应中以提供羧酸铵化合物。例如，催化剂(C)可以基于所利用的组分(A)的总量计0.005摩尔％至40摩尔％、另选地0.005摩尔％至30摩尔％、另选地0.005摩尔％至20摩尔％、另选地0.01摩尔％至20摩尔％的量使用以提供羧酸铵化合物。同样，催化剂(C)可以基于所利用的组分(B)的有机醇的总量计0.005摩尔％至40摩尔％、另选地0.005摩尔％至30摩尔％、另选地0.005摩尔％至20摩尔％、另选地0.01摩尔％至20摩尔％的量使用以提供羧酸铵化合物。应当理解，也可利用这些范围之外的比率。
在某些实施方案中，使初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)在(D)具有至少一个烷氧基甲硅烷基基团的有机硅化合物的存在下反应。更具体地，在这些实施方案中，该方法包括使初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)和有机硅化合物(D)在催化剂(C)的存在下反应，从而制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物。通常，使初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)和有机硅化合物(D)在催化剂(C)的存在下反应包括将组分(A)、(B)和(D)在催化剂(C)的存在下组合。换句话讲，除了将组分(A)、(B)和(D)在催化剂(C)的存在下组合之外，反应通常不需要主动步骤。如本领域技术人员鉴于本文的描述将理解的，当利用有机硅化合物(D)时，涉及有机硅化合物(D)的烷氧基甲硅烷基基团和初始有机硅氧烷化合物(A)的硅烷醇基团的反应的部分可以通常定义为或以其他方式表征为缩合反应或更简单地“缩合”。另外，涉及有机硅化合物(D)的烷氧基甲硅烷基基团和醇组分(B)的有机醇的反应部分可以通常定义为或以其他方式表征为转烷氧基化反应或烷氧基化反应，或更简单地“转烷氧基化”或“烷氧基化”(例如选择性烷氧基化/转烷氧基化，催化性烷氧基化/转烷氧基化，烷氧基化转化反应等)。
有机硅化合物(D)是具有至少一个烷氧基甲硅烷基基团的有机硅化合物，并且另外不受特别限制。一般来讲，有机硅化合物(D)具有通式：
Figure BDA0003530759730000141
其中每个R7和R8为独立选择的烃基基团并且下标b为1、2或3。
适用于R7的烃基基团的示例包括上文所述那些中的任一者。例如，每个R7通常独立地选自取代和未取代的烃基基团。每个R7可与有机硅化合物(D)中的任何其他R7相同或不同。在某些实施方案中，每个R7是相同的。在其他实施方案中，至少一个R7不同于有机硅化合物(D)的至少一个其他R7。在一些实施方案中，每个R7为独立选择的具有1至6个碳原子的烃基基团。通常，每个R7独立地选自烷基基团，诸如甲基基团、乙基基团等。例如，在某些实施方案中，每个R7为甲基。然而，R7的适合基团不必须是烷基基团。例如，在一些实施方案中，至少一个，另选地，每个R7是苯基。
适用于R8的烃基基团的示例包括上文所述那些中的任一者。例如，每个R8通常独立地选自取代和未取代的烃基基团。因此，每个R8可以与有机硅化合物(D)中的任何R7和/或其他R8相同或不同。在某些实施方案中，每个R8彼此相同。在一些实施方案中，至少一个R8不同于有机硅化合物(D)的至少一个R7。在特定实施方案中，每个R7和R8彼此相同。
通常，每个R8为独立选择的具有1至18个、另选地1至12个、另选地1至6个、另选地1至4个碳原子的取代或未取代的烃基基团。通常，每个R8独立地选自烷基基团，诸如甲基基团、乙基基团等。在某些实施方案中，每个R8为甲基。
通常，如本领域技术人员将理解的，R8通常选择为与醇组分(B)的有机醇的R3不同，以促进转烷氧基化反应。R8和R3之间的差异可以独立地选择，例如以增加纯化待制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物的容易性(即，关于经由蒸馏、蒸发等去除反应期间产生的式R8OH的醇)，如下所述。例如，在某些实施方案中，R8被选择为具有比醇组分(B)的有机醇的R3少至少1个、另选地至少2个、另选地至少3个、另选地至少4个碳原子。在这些或其他实施方案中，R8和R3协调选择，使得醇组分(B)的有机醇具有比转烷氧基化反应期间由有机硅化合物(D)产生的式R8OH的醇高的沸点和/或低的蒸气压。
下标b为1、2或3，使得有机硅化合物(D)分别包含单烷氧基甲硅烷基基团、二烷氧基甲硅烷基基团或三烷氧基甲硅烷基基团。通常，下标b是2或3，使得有机硅化合物(D)分别包含二烷氧基甲硅烷基基团或三烷氧基甲硅烷基基团。在特定实施方案中，下标b为2，使得有机硅化合物(D)包含二烷氧基甲硅烷基基团。在一些实施方案中，下标b为3，使得有机硅化合物(D)包含三烷氧基甲硅烷基基团。然而，在某些实施方案中，下标b为1，使得有机硅化合物(D)包含单烷氧基甲硅烷基基团。
在某些实施方案中，该方法包括利用多于一种有机硅化合物(D)，诸如2种、3种、4种或更多种有机硅化合物(D)。在此类实施方案中，每种有机硅化合物(D)独立地选择，并且可与任何其他有机硅化合物(D)相同或不同。
有机硅化合物(D)可以任何形式使用，诸如纯形式(即，不存在溶剂、载体媒介物、稀释剂等)，或设置在载体媒介物诸如溶剂或分散剂(例如，诸如上文所列出的那些中的任一者)中。在一些实施方案中，在不存在水和/或与初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)、催化剂(C)和/或有机硅化合物(D)本身反应的载体媒介物/挥发物(即，在与组分(A)和(B)组合之前)的情况下利用有机硅化合物(D)。例如，在某些实施方案中，该方法可包括汽提挥发物和/或溶剂(例如，水、有机溶剂等)的有机硅化合物(D)。用于汽提有机硅化合物(D)的技术是本领域已知的，并且可包括加热、干燥、施加减压/真空、与溶剂共沸、使用分子筛等，以及它们的组合。
例如取决于所利用的特定有机硅化合物(D)、所选择的特定初始有机硅氧烷化合物(A)、所采用的反应参数、反应规模(例如要反应的组分(A)、(B)和(D)，要制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物的总量)等，有机硅化合物(D)可以本领域技术人员将选择的任何量使用。
所利用的初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)的相对量可以例如基于所选择的特定初始有机硅氧烷化合物(A)、所选择的组分(B)的特定有机醇、所采用的反应参数、是否利用有机硅化合物(D)等而变化。通常，利用过量(例如摩尔和/或化学计量)的组分中的一种组分将初始有机硅氧烷化合物(A)完全转化为烷氧基官能有机硅氧烷化合物，和/或完全消耗醇组分(B)的有机醇和/或有机硅化合物(D)，例如以简化形成的反应产物的纯化。例如，在某些实施方案中，醇组分(B)以相对过量利用(例如，其中有机醇以在化学计量上超过初始有机硅氧烷化合物(A)的硅烷醇基团的数目存在)以最大程度增加初始有机硅氧烷化合物(A)到烷氧基官能有机硅氧烷化合物的转化率。在一些此类实施方案中，醇组分(B)也可以用作反应中的载体媒介物或以其他方式充当反应中的载体媒介物。在某些实施方案中，有机硅化合物(D)以在化学计量上超过初始有机硅氧烷化合物(A)的硅烷醇基团的数目利用。在一些此类实施方案中，醇组分(B)可以相对超过有机硅化合物(D)利用。在其他此类实施方案中，有机硅化合物(D)可以相对超过醇组分(B)利用。应当理解，初始有机硅氧烷化合物(A)可以超过醇组分(B)的有机醇(例如，当期望有机醇的最大消耗时)和/或有机硅化合物(D)(例如，当期望有机硅化合物(D)的最大消耗时)使用。
如本领域技术人员所理解的，初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的有机醇的烷氧基化基于存在于初始有机硅氧烷化合物(A)内的硅烷醇官能团的数目以理论最大值发生。特别地，参考以上初始有机硅氧烷化合物(A)的通式(I)，每个Si-R2指定的硅烷醇基团可以与醇组分(B)的一个有机醇缩合，使得初始有机硅氧烷化合物(A)的每个硅烷醇基团需要一个摩尔当量的醇组分(B)的有机醇，以实现初始有机硅氧烷化合物(A)的完整(即最大)烷氧基化。以这种方式，当初始有机硅氧烷化合物(A)包含单个硅烷醇基团时，初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的有机醇的反应以1∶1[A]∶[B]的理论最大摩尔比发生，其中[A]是初始有机硅氧烷化合物(A)的摩尔量，并且[B]是醇组分(B)的有机醇的摩尔量。同样，当初始有机硅氧烷化合物(A)包含两个硅烷醇基团时，初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的有机醇的反应以1∶2[A]∶[B]的理论最大摩尔比发生，其中[A]和[B]如上文所定义。换句话说，初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的有机醇的反应的理论最大化学计量比为1∶1[Si-OH]∶[B]，其中[Si-OH]表示初始有机硅氧烷化合物(A)的硅烷醇基团的数目，并且[B]是醇组分(B)的有机醇的分子的数目。因此，初始有机硅氧烷化合物(A)和醇组分(B)的有机醇通常以10∶1至1∶10、另选地8∶1至1∶8、另选地6∶1至1∶6、另选地4∶1至1∶4、另选地2∶1至1∶2、另选地1∶1[Si-OH]∶[B]的化学计量比反应，其中[Si-OH]和[B]如上文所定义。
如本领域技术人员所理解的，有机硅化合物(D)的反应性由烷氧基甲硅烷基基团控制，并且具体地由如下标b所示的式R8O-的烷氧基基团的数目控制。因此，当下标b是1、2或3时，可以使有机硅化合物(D)分别与1个、2个或3个总当量的硅烷醇和/或醇基团(例如，来自初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)的有机醇和/或由其形成的反应中间体)反应(例如，缩合和/或烷氧基化)。
在某些实施方案中，有机硅化合物(D)以与初始有机硅氧烷化合物(A)的摩尔比、与醇组分(B)的摩尔比、与初始有机硅氧烷化合物(A)的硅烷醇基团的数目的化学计量比和/或与所利用的醇组分(B)的有机醇分子的数目的化学计量比来利用。例如，有机硅化合物(D)可以以10∶1至1∶10、另选地8∶1至1∶8、另选地6∶1至1∶6、另选地4∶1至1∶4、另选地2∶1至1∶2、另选地1∶1的[Si-OH]∶[D]比率使用，其中[Si-OH]如上文所定义，并且[D]表示有机硅化合物(D)的分子的数目。在一些实施方案中，有机硅化合物(D)可以以10∶1至1∶10、另选地8∶1至1∶8、另选地6∶1至1∶6、另选地4∶1至1∶4、另选地2∶1至1∶2、另选地1∶1的[Si-OH]∶([D]/b)比率使用，其中[Si-OH]和[D]如上所定义，并且b等于有机硅化合物(D)的下标b(即，式R8O-的烷氧基基团的数目)。在特定实施方案中，有机硅化合物(D)可以以10∶1至1∶10、另选地8∶1至1∶8、另选地6∶1至1∶6、另选地4∶1至1∶4、另选地2∶1至1∶2、另选地1∶1的[B]∶[D]比率使用，其中[B]和[D]如上文所定义。在具体实施方案中，有机硅化合物(D)可以以10∶1至1∶10、另选地8∶1至1∶8、另选地6∶1至1∶6、另选地4∶1至1∶4、另选地2∶1至1∶2、另选地1∶1的[B]∶([D]/b)比率使用，其中[B]、[D]和b如上文所定义。
应当理解，也可以利用上述特定范围之外的比率。例如，在某些实施方案中，诸如当醇组分(B)的有机醇在反应期间用作载体(即，溶剂、稀释剂等)时，醇组分(B)的有机醇以显著过量(例如，以≥5倍、另选地≥10倍、另选地≥15倍、另选地≥20倍的初始有机硅氧烷化合物(A)的硅烷醇基团的化学计量量的量)利用。无论如何，本领域技术人员将容易地选择各种组分的特定量和比率以制备根据本文所述实施方案的烷氧基官能有机硅氧烷化合物，包括上文所描述的理论最大反应率、任何载体媒介物的存在、所利用的特定组分(例如组分(A)的硅烷醇基团的数目、组分(D)的烷氧基基团的数目等)等。
可以“原样”提供初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)、催化剂(C)和有机硅化合物(D)(当利用时)中的每一者，该“原样”即准备用于制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应。另选地，组分(A)、(B)、(C)和(D)中的任何一种或多种或全部可以在反应之前或期间形成。因此，在一些实施方案中，该方法包括制备初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)、催化剂(C)和/或有机硅化合物(D)。在具体实施方案中，该方法包括通过将至少胺化合物和羧酸组合以得到催化剂(C)的羧酸铵化合物来制备催化剂(C)。
通常，组分(A)和(B)和任选的(D)在容器或反应器中反应以制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物。当如下文所述在高温或低温下进行反应时，可以任何合适的方式，例如通过护套、罩、交换器、浴、线圈等加热或冷却容器或反应器。
组分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)可一起或单独地进料到容器中，或者可以任何添加顺序以及以任何组合设置在容器中。例如，在某些实施方案中，将组分(B)和(C)添加到盛有组分(A)和任选的组分(D)的容器中。在此类实施方案中，组分(B)和(C)可先在添加之前组合，或者可顺序地添加到容器中(例如，先添加(C)然后添加(B))。在其他实施方案中，将组分(C)添加到含有组分(A)和(B)和任选的(D)(作为预制组分或作为单独组分)的容器中以原位形成催化剂(C)。一般来讲，本文中对“反应混合物”的提及通常是指包含组分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)的混合物(例如，通过组合此类组分而获得，如上文所述)。
该方法还可包括搅拌反应混合物。当例如在其反应混合物中组合时，搅拌可增强组分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)的混合并接触在一起。此类接触可独立地使用其他条件，并且加以搅拌(例如，同时或顺序地)或不加以搅拌(即，独立于搅拌，另选地代替搅拌)。可以定制其他条件以增强初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的接触，并且因此增强初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的反应(即，烷氧基化)，有机硅化合物(D)与初始有机硅氧烷化合物(A)和/或醇组分(B)的转烷氧基化等以形成烷氧基官能有机硅氧烷化合物。其他条件可以是用于提高反应产率或最大程度减少连同烷氧基官能有机硅氧烷化合物包含在反应产物内的特定反应副产物的量的对结果有效的条件。
在某些实施方案中，组分(A)和(B)以及任选的(D)的反应在存在载体媒介物或溶剂(诸如上文所述那些中的一者或多者)的情况下进行。例如，可将载体媒介物或溶剂的部分分立地，与组分(A)、(B)、(C)和/或(D)的混合物共同地，或与反应混合物作为整体添加到初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)、催化剂(C)和/或有机硅化合物(D)(即，当利用时)中或以其他方式与初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)、催化剂(C)和/或有机硅化合物(D)(即，当利用时)组合。存在于反应混合物中的载体媒介物/溶剂的总量将由本领域技术人员例如基于所选择的特定组分(A)、(B)、(C)和/或(D)、所采用的反应参数等选择。
在某些实施方案中，组分(A)和(B)和任选的(D)的反应在不存在任何载体媒介物或溶剂的情况下进行。例如，无载体媒介物或溶剂可以分立地与初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)、催化剂(C)和/或有机硅化合物(D)(当利用时)组合。在这些或其他实施方案中，组分(A)、(B)、(C)和(D)均不置于任何载体媒介物或溶剂中，使得在酯交换期间反应混合物中不存在载体媒介物或溶剂(即，反应混合物不含、另选地基本上不含溶剂)。
尽管如此，在某些实施方案中，组分(A)、(B)、(C)和/或(D)中的一者可以是载体，例如当以足以携带、溶解或分散反应混合物的任何其他组分的量用作流体时。在具体实施方案中，将醇组分(B)用作载体。另外，应当理解，初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的烷氧基化导致水的产生(下文称为“水副产物”)。同样，使有机硅化合物(D)与初始有机硅氧烷化合物(A)(例如经由缩合)和/或醇组分(B)(例如经由转烷氧基化)反应导致产生式R8-OH的醇(下文称为“醇副产物”)，其中R8如上文关于有机硅化合物(D)所定义。水副产物和/或醇副产物可以用作载体(即，一旦产生)。
在某些实施方案中，一旦产生，水副产物和/或醇副产物就从反应混合物中去除。如本领域所理解的，烷氧基化和转烷氧基化是可逆反应，使得从反应混合物中去除水副产物和/或醇副产物在有利于烷氧基官能有机硅氧烷化合物的选择性和/或总收率方面影响反应(例如，通过选择性地驱动反应的平衡朝向该产物)。去除水副产物和/或醇副产物可以包括蒸馏、加热、施加减压/真空、与溶剂共沸、利用分子筛等，以及它们的组合。例如，当利用组分(D)时，醇副产物通常是挥发性的，或至少比反应混合物中的组分(A)、(B)和/或(C)更具挥发性。因此，甚至在反应期间，去除醇副产物可以包括蒸馏、加热、施加减压/真空、与溶剂共沸、利用分子筛等，以及它们的组合。
在某些实施方案中，去除水副产物和/或醇副产物包括在反应期间从反应混合物中蒸馏水副产物和/或醇副产物，使得反应在蒸馏条件下进行。蒸馏条件通常包括：(i)高温；(ii)减压；或(iii)高温和减压两者。升高或减小意指与室温和大气压相比。如本领域所理解的，在任何蒸馏中利用的塔板数量可被优化，并且可影响醇副产物相对于所产生的馏出物的速率和/或回收率。蒸馏可以是连续的或分批的，并且可包括使用溶剂(例如己烷、甲苯等)，使得蒸馏可以是共沸蒸馏。可以在从其中(例如经由溶剂相萃取)去除水副产物之后重复使用和/或再循环包含所利用的共沸溶剂的馏出物。
在一些实施方案中，反应在高温下进行。可根据所选择的特定初始有机硅氧烷化合物(A)、特别是所选择的醇组分(B)、所选择的有机硅化合物(D)(例如，作为组分(D)的取代基R8O-的因素产生的特定醇副产物)、所选择的反应容器(例如，无论是开放到环境压力、密封、还是减压等)等选择和控制高温。因此，本领域的技术人员基于所选择的反应条件和参数以及本文的描述将容易地选择高温。高温通常为大于环境温度至150℃，诸如30℃至140℃，另选地40℃至140℃，另选地40℃至130℃，另选地50℃至130℃，另选地50℃至120℃，另选地50℃至110℃，另选地60℃至110℃，另选地60℃至100℃。
在某些实施方案中，反应在减压下进行。将根据所选择的特定醇组分(B)(例如其有机醇)、所选择的特定催化剂(C)(例如，其羧酸铵化合物)、所选择的有机硅化合物(D)(例如，待从其产生的特定醇副产物)等选择和控制减压。因此，根据所选择的反应条件和参数以及本文的描述，本领域技术人员将容易地选择减压。尽管可以利用在真空与大气压(即，101.325kPa)之间的任何减压，但减压通常是以真空的方式操作。例如，减压可以是大于0kPa至30kPa，另选地大于0kPa至20kPa，另选地大于0kPa至15kPa，另选地大于0kPa至10kPa，另选地大于0kPa至8kPa，另选地大于0kPa至6kPa，另选地大于0kPa至5kPa，另选地大于0kPa至4kPa，另选地大于0kPa至3kPa，另选地大于0kPa至2kPa(例如，通过mmHg测量)。
应当理解，高温和/或减压也可以不同于上述范围，尤其是当利用高温和减压二者时。例如，在某些实施方案中，利用减压以维持反应进展，同时利用较低的反应温度，这可能导致减少形成不期望的副产物(例如聚合副产物、降解副产物和/或分解副产物)。同样，还应当理解，在组分(A)和(B)以及任选的(D)的反应期间可修改反应参数。例如，在反应期间可独立地选择或修改温度、压力和其他参数。这些参数中的任一个参数可独立地为环境参数(例如，室温和/或大气压)和/或非环境参数(例如，低温或高温以及/或者低压或高压)。也可动态地修改、实时地修改即在该方法期间修改任何参数，或者任何参数可为不变的(例如，在反应的持续时间内，或在其任何部分内)。
进行组分(A)和(B)以及任选的(D)的反应以制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的时间是规模、反应参数和条件、特定组分的选择等的函数。在相对较大的规模(例如大于1kg、另选地5kg、另选地10kg、另选地50kg、另选地100kg)上，反应可进行数小时，诸如2小时至48小时、另选地3小时至36小时、另选地4小时至24小时，另选地进行6小时、12小时、18小时、24小时、36小时或48小时，如将由本领域技术人员(例如，通过监测初始有机硅氧烷化合物(A)的转化、烷氧基官能有机硅氧烷化合物的产生等，诸如经由色谱方法和/或光谱学方法)容易确定的。在某些实施方案中，在组分(A)和(B)以及任选的(D)在组分(C)的存在下组合之后，反应进行的时间是大于0小时至48小时，另选地1小时至36小时，另选地1小时至24小时，另选地1小时至12小时，另选地2小时至12小时，另选地2小时至8小时。
一般来讲，组分(A)与(B)的反应制备包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物。具体地，在反应过程中，包含组分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)的反应混合物包含大量的烷氧基官能有机硅氧烷化合物和少量的组分(A)和(B)以及(D)(当利用时)。一旦反应完成(例如，消耗组分(A)和(B)中的一者，不制备额外的烷氧基官能有机硅氧烷化合物等)，反应混合物就可被称为包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物。这样，反应产物通常包含任何剩余量的组分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)，以及它们的降解产物和/或反应产物(例如，先前未经由任何蒸馏、汽提等去除的材料)。如果反应在任何载体媒介物或溶剂中进行，则反应产物也可包含此类载体媒介物或溶剂。
在某些实施方案中，该方法还包括从反应产物中分离和/或纯化烷氧基官能有机硅氧烷化合物。如本文所用，分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物通常被定义为增加烷氧基官能有机硅氧烷化合物相比于与其组合的其他化合物(例如在反应产物中或其纯化型式)的相对浓度。因此，如本领域中所理解的，分离/纯化可包括从此类组合中去除其他化合物(即，例如在反应产物中，减少与烷氧基官能有机硅氧烷化合物组合的杂质的量)以及/或者从该组合中去除烷氧基官能有机硅氧烷化合物本身。可使用任何合适的分离技术和/或方案。合适的分离技术的示例包括蒸馏、汽提/蒸发、提取、过滤、洗涤、分配、相分离、色谱法等。如本领域技术人员将理解的，这些技术中的任何技术可与任何其他技术组合(即，顺序地)使用以分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物。应当理解，分离可包括并因此可被称为纯化烷氧基官能有机硅氧烷化合物。然而，与用于分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物的那些技术相比，纯化烷氧基官能有机硅氧烷化合物可包括另选的和/或附加的技术。无论所选择的一种或多种特定技术如何，烷氧基官能有机硅氧烷化合物的分离和/或纯化都可以按反应本身依次(即，根据反应本身)进行，因此可以是自动的。在其他情况下，纯化可为包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物所经受的独立程序。
在特定实施方案中，分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物包括从反应产物中蒸馏和/或汽提挥发物。例如，在某些实施方案中，诸如当组分(B)以超过组分(A)使用时，从包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应混合物中蒸馏和/或汽提出剩余量的组分(B)。在这些或其他实施方案中，分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物包括过滤反应产物以去除剩余量的催化剂(C)和/或由催化剂(C)形成的固体。在这两种情况下或任一情况下(例如在经由汽提/蒸馏和/或过滤去除组分(B)和/或组分(C)之后)，反应产物可称为包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的纯化反应产物。
在特定实施方案中，该方法还包括纯化烷氧基官能有机硅氧烷化合物。可使用任何合适的纯化技术。在某些实施方案中，纯化烷氧基官能有机硅氧烷化合物包括蒸馏，以去除烷氧基官能有机硅氧烷化合物(例如作为馏出物)或从其中汽提其他化合物/组分(即，在罐中留下烷氧基官能有机硅氧烷化合物作为反应混合物或纯化的反应混合物的高沸点组分)。如本领域技术人员将理解的，蒸馏反应产物或纯化反应产物以纯化和/或分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物通常在高温和减压下进行。高温和减压是独立选择的，例如基于反应的特定组分、制备的特定烷氧基官能有机硅氧烷化合物、所利用的其他分离/纯化技术等独立选择。例如，本文所述的高温和减压中的任一者可以用于纯化烷氧基官能有机硅氧烷化合物。
根据以上描述，本领域技术人员将理解，根据该方法制备的特定烷氧基官能有机硅氧烷化合物是在催化剂(C)存在下反应的特定初始有机硅氧烷化合物(A)、醇组分(B)和有机硅化合物(D)(当利用时)的函数。通常，该方法制备具有通式(II)的烷氧基官能有机硅氧烷化合物：
[(R3O)c(R7)3-cSiO1/2]w[(R3O)d(R9)2-dSiO2/2]x[R10SiO3/2]y[(R3O)(R1)2SiO1/2]z (II)，
其中每个R1、R3和R7为独立选择的烃基基团；在由下标x指示的每个单元中，每个R9是R1或R7；在由下标y指示的每个单元中，R10独立地为R1或R7；在由下标w指示的每个单元中，下标c独立地为1或2；在由下标x指示的每个单元中，下标d独立地为1或2；并且下标w、x、y和z各自≥0且≤1，条件是w+x+z＞0且w+x+y+z＝1。
参考通式(II)，下标w、x、y和z各自为摩尔分数，使得w+x+y+z＝1。此外，下标w、x、y和z各自指示烷氧基官能有机硅氧烷化合物中特定甲硅烷氧基部分的存在或任选存在。具体地，根据本文的描述，本领域技术人员将理解，该方法中利用的特定初始有机硅氧烷化合物(A)形成烷氧基官能有机硅氧烷化合物的甲硅烷氧基部分的由下标x指示的部分(其中每个R9是R1)、由下标y指示的那些部分(其中R10是R1)和由下标z指示的那些部分。同样，该方法中利用的特定有机硅化合物(D)形成甲硅烷氧基部分的由下标w指示的部分，由下标x指示的那些部分(其中每个R9是R7)和由下标y指示的那些部分(其中R10是R7)以及由下标z指示的那些部分。还应理解，该方法中利用的醇组分(B)的特定有机醇形成在烷氧基官能有机硅氧烷化合物的各种甲硅烷氧基部分中的式R3O-的烷氧基基团。因此，在式(II)的烷氧基官能有机硅氧烷化合物与组分(A)、(B)和/或(D)之间共享式、结构、部分、基团或其他此类基序的情况下，上文关于此类共享基序的描述可等同地描述所制备的烷氧基官能有机硅氧烷化合物。
例如，如上文关于组分(A)、(B)和(C)所述，每个R1通常是独立选择的取代或未取代的烃基基团，诸如具有1至18个碳原子的取代或未取代的烃基基团(例如甲基、苯基等)。每个R3通常为独立选择的具有3至30个碳原子的取代或未取代的烃基基团(例如，其中当水解时式R3O-的烷氧基基团对应于式R3OH的有机醇)。每个R7通常为独立选择的具有1至6个碳原子的取代或未取代的烃基基团(例如甲基、苯基等)。
在某些实施方案中，在催化剂(C)而不是组分(D)(即，当不利用组分(D)时)的存在下，组分(A)和(B)反应，烷氧基官能有机硅氧烷化合物具有通式(III)：
[(R3O)d(R1)2-dSiO2/2]x[R1SiO3/2]y[(R3O)(R1)2SiO1/2]z (III)，
其中每个R1、R3和下标d、x、y和z如上所定义。例如，在一些实施方案中，烷氧基官能有机硅氧烷化合物具有通式(IV)：
Figure BDA0003530759730000251
其中每个R11独立地为R1或-OR3，条件是至少一个R11为-OR3：每个R1和R3如上所定义；下标m为1至8000；并且下标n为0至20。在具体实施方案中，下标n为0并且每个R11为-OR3，使得烷氧基官能有机硅氧烷化合物具有下式：
Figure BDA0003530759730000252
其中每个R1、R3和下标m如上所定义。
在某些实施方案中，在催化剂(C)和组分(D)(即，当利用组分(D)时)的存在下，组分(A)和(B)反应，烷氧基官能有机硅氧烷化合物具有以下通式：
Figure BDA0003530759730000261
其中每个R1、R3和R7如上所定义，下标m’为1至8000，另选地6至8000；并且下标n’为0至20。
还提供了包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的组合物。组合物通常包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物和至少一种其他组分，诸如非反应性组分(例如载体媒介物、溶剂等)、反应性组分(例如，与烷氧基官能有机硅氧烷化合物反应或能够使其与烷氧基官能有机硅氧烷化合物反应的化合物)或它们的组合。在某些实施方案中，基于其中组分的总量(例如，基于组合物的总重量的重量％)，组合物包含小于0.1％的环状聚二有机硅氧烷。
通常，包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的组合物可以包含或可以是根据上述实施方案制备的反应产物。然而，在一些实施方案中，该方法包括从反应产物纯化和/或分离烷氧基官能有机硅氧烷化合物，并且因此组合物包含分离和/或纯化的烷氧基官能有机硅氧烷化合物。
在特定实施方案中，该方法包括制备包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物，并且从该反应产物中去除催化剂(C)，以得到纯化的烷氧基官能有机硅氧烷化合物。在此类实施方案中，基于其中组分的总量(例如，基于组合物的总重量的重量％)，纯化的烷氧基官能有机硅氧烷化合物包含小于1％、另选地小于0.8％、另选地小于0.6％、另选地小于0.4％、另选地小于0.2％、另选地小于0.1％的环状聚二有机硅氧烷含量。在一些此类实施方案中，该方法进一步包括经由组合纯化的烷氧基官能有机硅氧烷化合物和至少一种其他组分来制备包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的组合物。在这些实施方案中，基于其中组分的总量(例如，基于组合物的总重量的重量％)，组合物包含小于0.1％、另选地小于0.05％、另选地小于0.01％的环状聚二有机硅氧烷。
示出本公开的实施方案的以下实施例旨在示出而非限制本发明。下文紧接着的概要提供了关于实施例中所用的某些缩写、缩略符号和组分的信息。除非另外指明，否则未明确示出并且来自硅原子侧向的每个基团为甲基基团(-CH3)。
将实施例中利用的各种组分列于下面的表1中。
表1：实施例1至8中利用的化合物
Figure BDA0003530759730000271
在以下实施例中的每一者中，通过将样品装载到杯子中，使杯子静置一分钟以达到室温，并且然后在25℃下在布鲁克菲尔德(Brookfield)DV-III粘度计上测量样品的粘度(其中调整rpm以达到45％至55％的应力)来确定粘度。
实施例1
3颈烧瓶配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A1)(84.13重量％)、醇组分(B1)(12.91重量％)、胺化合物(C-A1)(1.63重量％)和羧酸(C-B1)(1.34重量％)以形成反应混合物，然后在搅拌下在氮气吹扫下将该反应混合物加热至并保持在90℃，持续2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度维持在90℃以使反应混合物蒸馏3小时至4小时。然后使反应混合物冷却至室温，以得到包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物(粘度为约70cP至100cP的透明琥珀棕色聚合物)。
经由1H和29Si NMR分析反应产物的样品以显示硅键合的烷氧基基团。然后用一部分初始有机硅氧烷化合物(A1)掺入样品以提供对应于游离硅烷醇基团的峰，Si-O-C峰和Si-OH峰之间的分离指示初始有机硅氧烷化合物(A)与醇组分(B)的完全烷氧基化，即转化。
实施例2
3颈烧瓶配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A1)(84.13重量％)、醇组分(B1)(12.91重量％)、胺化合物(C-A1)(1.63重量％)和羧酸(C-B2)(1.34重量％)以形成反应混合物，然后在搅拌下在氮气吹扫下将该反应混合物加热至并保持在90℃，持续2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度维持在90℃以使反应混合物蒸馏3小时至4小时。然后使反应混合物冷却至室温，以得到琥珀棕色的包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物(粘度为约70cP至100cP的透明琥珀棕色聚合物)，然后经由1H和29Si NMR对该反应产物进行分析。
实施例3
3颈烧瓶(250mL)配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A2)(89.46g；85.39重量％)、醇组分(B1)(6.78g；6.47重量％)和有机硅化合物(D1)(3.53g；3.37重量％)并在搅拌下加热到100℃至120℃。胺化合物(C-A1)(2.62g；2.39重量％)和羧酸(C-B1)(2.61g；2.39重量％)在单独的容器中组合以形成催化剂混合物，然后将该催化剂混合物添加到具有组分(A)、(B)和(D)的烧瓶中以形成反应混合物。然后在氮气吹扫下将反应混合物加热至并保持在100℃至120℃，持续2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度维持在120℃以使反应混合物蒸馏4小时，得到包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物。反应混合物的粘度在蒸馏期间增加，指示成功的缩合/烷氧基化。
实施例4
3颈烧瓶(250mL)配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A2)(89.46g；85.20重量％)、醇组分(B1)(6.78g；6.46重量％)、胺化合物(C-A1)(2.62g；2.5重量％)、羧酸(C-B1)(2.5g；2.38重量％)、羧酸(C-B2)(0.11g；0.10重量％)和有机硅化合物(D1)(3.53g；3.36重量％)以形成反应混合物，然后在搅拌下在氮气吹扫下将该反应混合物加热至并保持在90℃，持续2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度升高至并保持在120℃以使反应混合物蒸馏2小时。然后使反应混合物冷却至室温，以得到包含烷氧基官能有机硅氧烷的反应产物(粘度＞10,000cP的琥珀棕色聚合物)，然后经由1H和295i NMR对该反应产物进行分析。
实施例5
3颈烧瓶(250mL)配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A2)(83.61重量％)、醇组分(B1)(10.27重量％)、胺化合物(C-A1)(1.68重量％)、羧酸(C-B2)(1.38重量％)和有机硅化合物(D1)(3.06重量％)以形成反应混合物，然后在搅拌下在氮气吹扫下将该反应混合物加热至并保持在120℃，持续2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度维持在120℃以使反应混合物蒸馏3小时至4小时。然后使反应混合物冷却至室温，以得到包含烷氧基官能有机硅氧烷的反应产物(粘度为350cP至1400cP的琥珀棕色聚合物)，然后经由1H和29SiNMR对该反应产物进行分析。
实施例6
3颈烧瓶(250mL)配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A1)(42.07g；81.86重量％)、醇组分(B1)(5.33g；10.37重量％)、胺化合物(C-A2)/有机硅化合物(D2)(0.53g；1.03重量％)和有机硅化合物(D1)(1.86g；3.62重量％)并在搅拌下在氮气吹扫下加热至90℃。然后将第一部分羧酸(C-B1)(0.76g；1.48重量％)添加到烧瓶中以得到反应混合物，然后将该反应混合物在氮气吹扫下在90℃保持2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度维持在90℃以使反应混合物蒸馏1小时。然后将第二部分羧酸(C-B1)(0.84g；1.63重量％)添加到反应混合物中，然后将其加热至并保持在120℃，持续1小时。然后使反应混合物冷却至室温，以得到包含烷氧基官能有机硅氧烷的反应产物(粘度为约1000cP至1500cP的透明琥珀棕色聚合物)，然后经由1H和29Si NMR对该反应产物进行分析。
实施例7
3颈烧瓶(250mL)配备有回流冷凝器、氮气吹扫、搅拌器和连接到温度控制器和热电偶的加热套。在烧瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A1)(83.61重量％)和醇组分(B2)/胺化合物(C-A3)(2.53重量％)并在搅拌下在氮气吹扫下加热至90℃。然后将羧酸(C-B1)(2.10重量％)添加到烧瓶中以形成反应混合物，将该反应混合物在氮气吹扫下在90℃保持2小时。然后在烧瓶上抽真空(压力<50mmHg)，同时将温度维持在90℃以使反应混合物蒸馏2小时至3小时。然后将温度增加至并保持在120℃，持续2小时。然后使反应混合物冷却至室温，以得到包含烷氧基官能有机硅氧烷的浑浊反应产物。然后过滤反应产物以去除盐，得到纯化的烷氧基官能有机硅氧烷(粘度为约4500cP至10000cP的透明无色聚合物)，然后经由1H和29Si NMR对该烷氧基官能有机硅氧烷进行分析。
实施例8至11：用羧酸铵催化剂制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物
对于实施例8至11中的每一者，在20mL小瓶中装入初始有机硅氧烷化合物(A1)(8.41g)、醇组分(B)(0.8g至1g)、胺化合物(C-A1)(0.16g)和羧酸(C-B2)(0.13g)以形成反应混合物。然后将反应混合物在恒定氮气吹扫下加热至并保持在温度(T)，持续4小时至6小时，以得到包含烷氧基官能有机硅氧烷化合物的反应产物。实施例8至实施例11的参数和结果列在下表2中。
表2：实施例8至实施例11
实例： 8 9 10 11
醇组分(B)： B1 B3 B4 B5
等效物(B)： 3 2 6 3.4
温度(T) 120 90 90 90
转化率(％)(<sup>1</sup>H NMR)： 100 95 100 100

Claims (13)

1.一种制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法，所述方法包括：
使(A)具有至少一个硅烷醇基团的初始有机硅氧烷化合物和(B)包含有机醇的醇组分在(C)包含羧酸铵化合物的催化剂的存在下反应，由此制备所述烷氧基官能有机硅氧烷化合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述(A)初始有机硅氧烷化合物具有以下通式：
Figure FDA0003530759720000011
其中每个R1为独立选择的取代或未取代的烃基基团；每个R2独立地为R1或-OH，条件是至少一个R2为-OH；下标m为1至8000；并且下标n为0至20。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述醇组分(B)的所述有机醇具有式R3OH，其中R3是独立选择的取代或未取代的烃基基团。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述催化剂(C)的所述羧酸铵化合物包含胺化合物和羧酸的反应产物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
i)所述胺化合物包含具有以下通式的部分：
Figure FDA0003530759720000012
其中每个R4为独立选择的具有1至18个碳原子的取代或未取代的烃基基团，并且下标a为0、1或2；
ii)所述胺化合物在大气压力下的气化点为50℃至300℃；或者
iii)(i)和(ii)两者。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中：
i)所述羧酸具有以下通式：
Figure FDA0003530759720000021
其中R5为独立选择的具有1至18个碳原子的取代或未取代的烃基基团；
ii)所述羧酸在大气压力下的气化点为100℃至300℃；或者
iii)(i)和(ii)两者。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述羧酸铵化合物包含：(i)乙酸盐；(ii)丙酸盐；或(iii)(i)和(ii)两者。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述方法还包括使所述初始有机硅氧烷化合物(A)和所述醇组分(B)在(D)具有至少一个烷氧基甲硅烷基基团的有机硅化合物的存在下反应。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述有机硅化合物(D)具有以下通式：
Figure FDA0003530759720000022
其中每个R7为独立选择的具有1至6个碳原子的取代或未取代的烃基基团；每个R8为独立选择的具有1至18个碳原子的烃基基团；并且下标b为1、2或3。
10.一种反应产物，所述反应产物包含根据权利要求1至9中任一项所述的方法制备的所述烷氧基官能有机硅氧烷化合物。
11.根据权利要求10所述的反应产物，其中所述烷氧基官能有机硅氧烷化合物具有以下通式：
[(R3O)c(R7)3-cSiO1/2]w[(R3O)d(R9)2-dSiO2/2]x[R10SiO3/2]y[(R3O)(R1)2SiO1/2]z，
其中每个R1为独立选择的取代或未取代的烃基基团；每个R3为独立选择的取代或未取代的烃基基团；每个R7为独立选择的取代或未取代的烃基基团；在由下标x指示的每个单元中，每个R9是R1或R7；在由下标y指示的每个单元中，R10独立地为R1或R7；在由下标w指示的每个单元中，下标c独立地为1或2；在由下标x指示的每个单元中，下标d独立地为1或2；并且下标w、x、y和z各自≥0且≤1，条件是w+x+z＞0且w+x+y+z＝1。
12.根据权利要求10或11所述的反应产物，其中所述烷氧基官能有机硅氧烷化合物具有以下通式：
Figure FDA0003530759720000031
其中每个R1为独立选择的取代或未取代的烃基基团；每个R11独立地为R1或-OR3，条件是至少一个R11为-OR3，其中每个R3为独立选择的取代或未取代的烃基基团；下标m为1至8000；并且下标n为0至20。
13.一种组合物，所述组合物包含根据权利要求10至12中任一项所述的反应产物，所述组合物包含小于0.1％的环状聚二有机硅氧烷。
CN202080062028.1A 2019-09-09 2020-09-09 制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法 Active CN114375314B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962897702P 2019-09-09 2019-09-09
US62/897702 2019-09-09
PCT/US2020/049819 WO2021050465A1 (en) 2019-09-09 2020-09-09 Method of preparing alkoxy-functional organosiloxane compounds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114375314A true CN114375314A (zh) 2022-04-19
CN114375314B CN114375314B (zh) 2023-05-02

Family

ID=72615955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080062028.1A Active CN114375314B (zh) 2019-09-09 2020-09-09 制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220332897A1 (zh)
EP (1) EP4028452A1 (zh)
JP (1) JP2022546567A (zh)
KR (1) KR20220062553A (zh)
CN (1) CN114375314B (zh)
WO (1) WO2021050465A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE7507305L (sv) * 1974-06-26 1975-12-29 Union Carbide Corp Alkylsiloxanhydraulvetskor.
US4486567A (en) * 1983-03-14 1984-12-04 Dow Corning Corporation Method of polymerizing hydroxyl endblocked polydiorganosiloxane using quaternary ammonium carboxylate-carboxylic acid catalyst
CN1798792A (zh) * 2001-08-17 2006-07-05 陶氏康宁公司 聚硅氧烷及其制备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3096486C (en) * 2014-11-14 2023-02-07 The Procter & Gamble Company Silicone compounds

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE7507305L (sv) * 1974-06-26 1975-12-29 Union Carbide Corp Alkylsiloxanhydraulvetskor.
US4486567A (en) * 1983-03-14 1984-12-04 Dow Corning Corporation Method of polymerizing hydroxyl endblocked polydiorganosiloxane using quaternary ammonium carboxylate-carboxylic acid catalyst
CN1798792A (zh) * 2001-08-17 2006-07-05 陶氏康宁公司 聚硅氧烷及其制备

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022546567A (ja) 2022-11-04
EP4028452A1 (en) 2022-07-20
KR20220062553A (ko) 2022-05-17
WO2021050465A1 (en) 2021-03-18
US20220332897A1 (en) 2022-10-20
CN114375314B (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4083413B2 (ja) オルガノアルコキシシロキサンの混合物の連続的製造方法、それらの混合物並びにそれらの使用
JP4400938B2 (ja) イソシアナトオルガノシランの製造方法
JP6382447B2 (ja) イソシアネート官能性オルガノシランの製造
KR101469330B1 (ko) 고분자량 실리콘 수지의 제조 방법
CN107250219A (zh) 高纯度的氨基硅氧烷
JP7030974B2 (ja) オキサミドエステル基を有するシロキサンの製造方法
JP2000026609A (ja) アルコキシ基末端ポリジオルガノシロキサンの製造方法
KR20130004880A (ko) 오르가노폴리실록산 제조 방법
EP0687679B1 (en) Method for decomposing polysiloxane
US20080234441A1 (en) Process for producing bis-(aminoalkyl)-polysiloxanes
JP2010530024A (ja) 環状ポリシロキサンの製造方法
CN114375314B (zh) 制备烷氧基官能有机硅氧烷化合物的方法
JPH0632902A (ja) 分子鎖末端に水酸基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンの製造方法
JP5519006B2 (ja) アミノオルガノシランの製造方法
US11859054B2 (en) Method of preparing alkoxy-functional organosilicon compounds
JP7416927B2 (ja) ヒドリドシリコン化合物からのシロキサンの調製方法
JP6801126B2 (ja) オルガノポリシロキサン樹脂の製造方法
JP2005008563A (ja) アルコキシシランの製造法
JP5490889B2 (ja) オルガノアルコキシハイドロジェンシランの製造方法
JP2004083883A (ja) オルガノポリシロキサンレジンの製造方法
JP5321414B2 (ja) ジメチルビニルシリルトリフラートの製造方法
JP2010270027A (ja) 水酸基を有する低重合度ジオルガノシロキサンの製造方法
JPH06256356A (ja) （メタ）アクリル基含有オルガノシロキサンの製造方法
JPH0673073A (ja) オルガノトリアルコキシシランの製造方法
JPH06312996A (ja) アルコキシシランの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant