TW200405895A - Method for preparing organofunctional silanes - Google Patents

Description

200405895 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於經由燒氧基化（反應），更特定言之，柄由 甲氧基化（反應）製備某些有機官能性矽烷。 【先前技術】 有機官能性矽烷在各種應用中有用，包括其使用作為還 原劑、甲矽烷基化劑、拒水劑、偶合劑、交連劑及作為製 備具有不同稠度的聚矽氧烷之單體。因此，經常需要關於 其製備之更有效方法及關於製備此等矽烷之更簡化和較價 廉方法。 雖然現代技術發展水準包括經由烷氧化三氯矽烷用以製 備矽烷之所熟知方法，舉例而言，美國專利2,927,938號 (I960年3月8曰），但是在公開領域中未顯示關於經由烷氧化 不飽和之二氯矽烷而製備含有不飽和基團之有機官能性矽 烷〈方法。一般，該烯基官能性烷氧基矽烷係由CJrignard反 應予以製備，以Gdgnard反應包括烯丙基氯與鎂，和四烷氧 f矽烷例如四甲氧基矽烷和四乙氧基矽烷的反應，舉例而 言’如美國專利3,403,050號（1968年9月24日）中所述。 【發明内容】 本發明係關於經由單晞基二氯矽烷與單羥基醇產生反應 而:成烯基烷氧基矽烷來製造有機官能性矽烷之方法。、 上=~基二氯矽烷例如烯丙基二氯矽烷及單羥基醇例如甲 醇是在最佳之反應組份中。關於此點，可能獲得烯丙基三 甲氧基矽烷。 本各月的此等和其他特徵自考慮詳細敘述將變得顯然可 200405895 見。 【實施方式】 根據本發明，該方法包括經由單烯基二氯矽烷與單羥基 醇產生反應來製備有機官能性矽烷例如缔基烷氧基矽烷。 該方法以方程式予以舉例說明如下： R1 H R2 C====C-[-C--]3rSi—Cl + y R3—〇H ——-Η Η H Cl

R1 H C===lC+C^Si+OR3]y + yHC|

Η Η H 上述方程式中，R1代表氫或具有1-6個碳原子之烷基基團 例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基和 己基或R1可能是環烷基基團例如環丁基、環戊基和環己 基，R2代表氫；R3代表含1-6個碳原子之烷基基團例如甲 基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基和己基， 壞燒基基團例如環丁基、環戊基和環己基或烯丙基基團；X 是0-4;而y是3。 適當單埽基二氣矽烷的某些代表性實例包括乙埽基二氣 石夕燒 CHfCHSiHCl2、烯丙基二氯矽烷 CH2=CHCH2SiHCl2、2- 丁婦基二氣5夕燒CH3CH=CHCH2SiHCl2、3 - 丁晞基二氯碎燒 CHfCHC^CHJiHCl2及 5-烯基二氯矽烷 CH尸CH(CH2)4SiHCl2。 可採用之某些代表性單羥基醇包括甲醇、乙醇、丙醇、 200405895 井丙醇、環丁醇、環戊醇、環己醇及烯丙（基）醇。 例如此等之組份可產生各種烯基烷氧基矽烷例如乙烯基 二甲氧基石夕燒、乙錦基三乙氧基石夕燒、乙錦基三丙氧基石夕 烷、乙烯基三丁氧基矽烷、乙烯基三戊氧基矽烷、乙烯基 二己氧基石夕燒、婦丙基三甲氧基石夕垸、稀丙基三乙氧基石夕 烷、烯丙基三丙氧基矽烷、烯丙基三丁氧基矽烷、烯丙基 二戊氧基珍烷、烯丙基三己氧基矽烷、2_丁烯基三甲氧基 矽烷、2-丁埽基三乙氧基矽烷、2_丁烯基三丙氧基矽烷、 2- 丁烯基三丁氧基矽烷、2_丁埽基三成氧基矽烷、2•丁烯基 二己氧基矽烷、5-己烯基三曱氧基矽烷、5_己缔基三乙氧 基矽烷、5-己烯基三丙氧基矽烷、5_己埽基三丁氧基矽烷_5_ 己烯基三成氧基矽烷及5_己烯基三己氧基矽烷。 基於使用何種醇，可製備之某些另外缔基烷氧基矽烷包 括埽丙基三環丁氧基錢、晞丙基三環戊氧基錢、缔丙 基環己婦氧基錢、晞丙基三埽丙氧基㈣、3•丁缔芙三 丁氧基錢、3·丁烯基三戊氧基錢'3·丁晞基三己：： 梦燒、3_丁埽基三丁氧基㈣、3_ 丁缔基三戊氧基錢： 3- 丁烯基三己氧她、3_ 丁埽基三埽丙氧基石夕垸、 基二丁氧基錢、2_丁埽基三戊氧基錢、m希基 乳基矽烷、2-丁埽基三晞丙氧基矽烷、5_己烯基三 基核、％己缔基三環戊氧基錢、5_己埽基三環 基矽烷及5-己烯基三埽丙氧基矽烷。 :此：在本發明的較佳具體實施例之特別一者中 丙基一氯石夕燒與甲醇反岸而產 Μ 1 [而產生烯丙基三甲A基矽烷和 200405895 氯’如下列方程式中所示： + 3 CH3〇h —— ^\^Si(OCH3)3 + 3HCI 原料單體烯丙基二氯矽烷市面上有售， 同時與烯丙基氣和氫氯酸反應予以製備， 國專利5,338,876號（1994年8月16日）中所述， 列方程式： 或其可使元素矽 舉例而言，如美 其反應係依照下 + HCI + Si__ :據本發明所使用之單晞基二氣矽烷和單羥基醇的相對 數量可變更。當並不要求該反應在化學計量條件下予以進 =時，最好該反應使用化學計量過量的單羥基醇予以音 她。因此，最佳是使用約O.ii 1〇%化學計量過量之單羥基來 進行該反應。該反應不需用觸媒，同時該程序可分批:半 連續或連續進行，以批式處理最佳。 單烯基二氯矽烷與單羥基醇間之接觸可在負80至350它間 爻溫度下發生，較佳在20至25〇t，但是最佳在約室溫下， 即·· 20至25°C/68-77QF。 最適宜反應時間基於反應物、反應溫度及單烯基二氯石夕 烷和單羥基醇的濃度可變更。通常，延長反應物的接觸時 間超過約24小時並無利益，但是同樣，通常亦無害，除非 採用極低溫度。關於本文中所使用之大多數的特別反應 200405895 物，實定量產率可在約4小時内獲得。 該反應可在大氣壓、真空壓力或超大氣壓下進行。此處 亦然，條件的選擇多半是邏輯的事情，基於反應物的性質 和可供利用之設備。非揮發性反應物特別適應於在大氣壓 下加熱（使用或不使用回流設備）。在通常溫度下係氣態之 反應物較佳在自生壓力或感生壓力下，以大體上恆定體積 產生反應。最佳結果係由維持所有反應物呈液相而獲得。 實例 為了更詳細舉例說明本發明，特舉出下列實例。 實例1 -製備烯丙基三甲氧基石夕燒 此實例中所使用之裝置包含倚靠在加熱罩上之三頸1〇〇 笔升圓底燒瓶、具有磁性攪拌棒之起重機，一具加成漏斗， 一具回流冷凝為，一支溫度計及氮氣入口系統。 將12.6克/0.9莫耳的晞丙基二氯矽烷裝載入該燒瓶中。將 8.57克/0.26莫耳的甲醇裝載入加成漏斗中。然後將甲醇在室 溫下逐滴加至燒瓶中之烯丙基二氯矽烷中。將甲醇添加至 燒瓶中需要約20分鐘完成。觀察到：該反應是略呈放熱。 產生氯化氫並經由使用氮氣噴佈自燒瓶中移出。利用氣相 層析（GC)分析反應混合物顯示··其含有約4〇% Gc區域百分 數之締丙基二甲氧基矽烷，而其餘是未反應之甲醇和3_甲 氧基丙基三甲氧基矽烷CH3〇(CH2)3Si(〇CH3)3。缔丙基三甲氧 基石夕k之存在於反應混合物中係由氣相層析/質譜法 (GC/MS)分析予以證實。 只要不脫離本發明的基本特徵，其他變更可對於本文中 200405895 所述之化合物、組合物及方法作成。本文中所特別舉例說 明之本發明的具體實施例僅是例示並無意欲作為對於本發 明範圍之限制，除去如附隨之申請專利範圍所界定者以外。

Claims (1)

1. 200405895 拾、申清專利範圍·· L 一種製備有機官能性矽烷之方法，包括 使單埽基二氯矽烷與具有1至6個碳原子之單經基醇產 生反應而形成烯基烷氧基矽烷，並將該烯基烷氧基矽烷 與反應混合物分離。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該單烯基二氯矽烷係 由下列各化合物組成之群中選出：乙烯基二氣矽垸、缔 丙基二氯矽烷、2-丁烯基二氣矽烷、3-丁烯基二氯矽烷 及％己烯基二氯矽烷。 上如申請專利範圍第1項之方法，其中該單羥基醇係由下列 各醇組成之群中選出：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、缔 丙醇、環丁醇、環戊醇及環己醇。 4·如申請專利範圍第丨項之方法，其中該烯基烷氧基矽烷係 由下列各種矽烷組成之群中選出：乙晞基三甲氧基矽 、七乙：^基一乙氧基石夕坑、乙埽基三丙氧基石夕燒、乙埽 基二丁氧基矽烷、乙晞基三戊氧基矽烷、乙晞基三己氧 基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、 埽丙基二丙氧基矽燒、烯丙基三丁氧基石夕燒、埽丙基三 戊氧基矽燒.、烯丙基三己氧基矽垸、2 -丁烯基三甲氧基 矽烷、2 - 丁烯基三乙氧基矽烷、2 - 丁婦基三丙氧基矽烷二 2· 丁埽基三丁氧基矽烷、2-丁埽基三戊氧基矽烷、2_丁 、希基二己氧基石夕燒、5 -己埽基三甲氧基矽垸、5 _己晞基 三乙氧基矽烷、5-己烯基三丙氧基矽烷、5_己烯基三丁 氧基矽烷、5-己烯基三戊氧基矽烷、5_己烯基三己氧基 矽烷、晞丙基三環丁氧基矽烷、婦丙基三環戊氧基矽烷、 200405895 烯丙基環己晞氧基矽烷、烯丙基三烯丙氧基矽烷、3 _ 丁 烯基三丁氧基矽烷、3-丁埽基三戊氧基矽烷、3_丁烯基 二己氧基矽烷、3 -丁婦基三丁氧基矽垸、3_ 丁婦基三戊 氧基矽垸、3-丁烯基三己氧基矽烷、％丁缔基三烯丙氧 基梦燒、2-丁埽基三丁氧基矽烷、丁烯基三戊氧基矽 燒、2 - 丁缔基二己氧基矽垸、2 - 丁烯基三缔丙氧基矽垸、 5-己烯基三環丁氧基矽烷、％己烯基三環戊氧基矽烷、 5-己烯基三環己埽氧基矽烷及％己烯基三埽丙氧基矽 烷。 5. —種製備婦丙基三甲氧基矽烷之方法，包括在室溫下， 不需要觸媒，使晞丙基二氯矽烷與甲醇（產生）反應，及 將埽丙基三甲氧基矽烷與反應混合物分離。 200405895 柴、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（）圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：