TWI700288B - 烴氧基二矽烷 - Google Patents
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Abstract
一種根據式(I)之烴氧基二矽烷 (I) Si2
(OR)x
H6-x
其中x係1至5且R係具有1至10個碳原子之烴基,前提是當x係1時,R不是甲基,並且當x係3時,式(I)不代表1,1,2-三甲氧基二矽烷,以及一種製造烴氧基二矽烷之方法,該方法包括:引起i)烴基胺基二矽烷與ii)根據式(II)之醇反應 (II) R2
OH; 其中R2
係具有1至10個碳原子之烴基,從而形成包含該烴氧基二矽烷之產物混合物。
Description
本發明大致上關於根據下式之新式烴氧基二矽烷(hydrocarbyloxydisilanes): Si2
(OR)x
H6-x
,其中x係1至5且R係具有1至10個碳原子之烴基(hydrocarbyl),並且關於一種製造該新式烴氧基二矽烷之方法。
烷氧基矽烷具有許多用途。其等可用於許多應用中,從製造輪胎到在製造不同矽烷及矽氧烷時作為中間物。不同之矽烷在各種應用中提供不同的效益。這些性能上的差異可能與矽烷之此類特性有關,諸如不同之矽鍵結基團、矽烷之分子量、及聚合度。
已經製造出一些烷氧基二矽烷。例如,單甲氧基二矽烷及1,1,2-三甲氧基二矽烷已有相關報告。
目前可取得之烴氧基二矽烷在一些應用中可能會有一些缺點,因此,需要具有改良或不同性質之新式矽烷,該等矽烷可用於當前或全新應用中,並且可用以從這些矽烷製備出新的含矽材料。
本發明係關於根據式(I)之烴氧基二矽烷 (I) Si2
(OR)x
H6-x
其中x係1至5且R係具有1至10個碳原子之烴基,前提是當x係1時,R不是甲基,並且當x係3時,式(I)不代表1,1,2-三甲氧基二矽烷。
本發明進一步關於一種製造烴氧基二矽烷之方法,該方法包括:引起i)烴基胺基二矽烷與ii)根據式(II)之醇反應 (II) R2
OH 其中R2
係具有1至10個碳原子之烴基,從而形成該烴氧基二矽烷及副產物。
該等烴氧基二矽烷及製造烴氧基二矽烷之方法不同於可得之矽烷,並且二矽烷及製造方法在此類矽烷之應用中可能提供更佳性能,諸如輪胎添加劑及用於製造諸如矽氧烷和聚矽氧烷之材料的前驅物。然而,烴氧基二矽烷亦可能有額外應用,並且不限於此類用途。
[相關申請案之交互參考]
本申請案主張2017年12月8日所申請之美國申請案第62/596,202號的優先權。
發明內容及摘要以引用方式併入此處。上文概述之本發明實施例、用途及優點將在下文進一步描述。
本發明的態樣在本文使用各種常見慣例來描述。例如,所有的物質狀態都是在25℃和101.3 kPa下測定,除非另有指明。所有的%均按重量計,除非另有說明或指明。除非另有指明,所有的%值都是以所有用以合成或製造該組合物的成分之總量計,所有用以合成或製造該組合物的成分加總為100%。
本發明的態樣在本文中使用各種專利用語來描述。例如,「可替代地(alternatively)」指示不同且相異的實施例。「比較例(comparative example)」意指非發明的實驗。「包含(comprise)」及其變型(包含(comprising/comprised of))是開放式的。「由…所組成(consist of)」及其變型(consisting of)是封閉式的。「接觸(contacting)」表示使進行物理接觸。「可(may)」代表有選擇性,而非必要性。「可選(地)(optionally)」代表存在,可替代地不存在。
用語「二矽烷(disilane)」在化學用語中意欲表示包含兩個彼此鍵結之矽原子的化合物。
本發明的態樣在本文中使用各種化學用語來描述。該等用語之涵義相對應於其由IUPAC發布之定義,除非本文另有定義。為了方便起見,對某些化學用語加以定義。
根據式(I)之烴氧基二矽烷 (I) Si2
(OR)x
H6-x
其中x係1至5、替代地2至4、替代地3至4、替代地3、替代地4,並且R係具有1至10個碳原子之烴基,前提是當x係1時,R不是甲基,並且當x係3時,式(I)不代表1,1,2-三甲氧基二矽烷。
R所代表之烴基具有1至10個、替代地1至5個、替代地1至4個碳原子。含有至少3個碳原子的非環烴基可具有支鏈或非支鏈結構。R所代表之基團的實例包括但不限於烷基,諸如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、戊基、己基、辛基、壬基、及癸基,以及其異構物;環烷基,諸如環戊基、環己基、及甲基環己基;芳基,諸如苯基、及萘基;烷芳基,諸如甲基苯基(其中甲基可在鄰位、間位、或對位,替代地在鄰位)、甲苯基、及二甲苯基;芳烷基,諸如苄基及苯乙基;烯基,諸如乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基及辛烯基;芳基烯基,諸如苯乙烯基及桂皮基;以及炔基,諸如乙炔基及丙炔基。在一個實施例中,R係甲基、乙基、丙基、或丁基,替代地係甲基、乙基、丙基、或三級丁基,替代地係甲基、乙基、異丙基、或三級丁基。
烴氧基二矽烷之實例包括但不限於1,1,1-三甲氧基二矽烷、1,1,1,2-四甲氧基二矽烷、1,1,1-三乙氧基二矽烷、1,1,1,2-四乙氧基二矽烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二矽烷、三級丁氧基二矽烷、1,2-二-三級丁氧基二矽烷、及1,1-二-三級丁氧基二矽烷。在一個實施例中,烴氧基二矽烷之實例包含1,1,1-三甲氧基二矽烷、1,1,1,2-四甲氧基二矽烷、1,1,1-三乙氧基二矽烷、1,1,1,2-四乙氧基二矽烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二矽烷、三級丁氧基二矽烷、1,2-二-三級丁氧基二矽烷、或1,1-二-三級丁氧基二矽烷。在一個實施例中,烴氧基二矽烷係選自由下列所組成之群組:1,1,1-三甲氧基二矽烷、1,1,1,2-四甲氧基二矽烷、1,1,1-三乙氧基二矽烷、1,1,1,2-四乙氧基二矽烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二矽烷、三級丁氧基二矽烷、1,2-二-三級丁氧基二矽烷、及1,1-二-三級丁氧基二矽烷。
一種製造烴氧基二矽烷之方法,該方法包括:引起i)烴基胺基二矽烷與ii)根據式(II)之醇反應 (II) R2
OH; 其中R2
係具有1至10個碳原子之烴基,從而形成包含該烴氧基二矽烷之產物混合物。
烴基胺基二矽烷i)係根據式(III) (III) (R1 a
(H)2-a
N)b
Si(H)3-b
Si(H)3-c
(N(H)2-a
R1 a
)c
其中各a獨立地係1或2、替代地2,b係1至3、替代地1或2、替代地1、替代地2,c係0至3、替代地0至2、替代地0或1,並且各R1
獨立地係(C1-
-C10-
)烴基。
R1
所代表之基團1具有1至10個、替代地1至7個、替代地3至7個、替代地3、替代地7個碳原子。R1
所代表之基團的實例包括以上針對R所述者。在一個實施例中,R1
係丙基、替代地異丙基、替代地鄰甲基苯基。
烴基胺基二矽烷之實例包括但不限於二甲基胺基二矽烷、二乙基胺基二矽烷、二異丙基胺基二矽烷、二丙基胺基二矽烷、二丁基胺基二矽烷、二異丁基胺基二矽烷、異丁基胺基二矽烷、三級丁基胺基二矽烷、戊基胺基二矽烷、環己基胺基二矽烷、辛基胺基二矽烷、及鄰甲基苯基胺基二矽烷。在一個實施例中,烴基胺基二矽烷係二丙基胺基二矽烷、二異丙基胺基二矽烷、或鄰甲基苯基胺基二矽烷、替代地二異丙基胺基二矽烷、或鄰甲基苯基胺基二矽烷、替代地二異丙基胺基二矽烷、替代地鄰甲基苯基胺基二矽烷。
烴基胺基二矽烷係以所屬技術領域中已知用於製造烴基胺基二矽烷之方法來製造。例如,二異丙基胺基二矽烷可藉由使金屬二烷基胺化物與六氯二矽烷反應,接著用金屬鋁氫化物進行還原來製造。再者,烴基胺基二矽烷可藉由用另一種烴基胺基二矽烷進行胺基轉移作用(transamination)來製造。另外,烴基胺基二矽烷可商業購得。例如,1,2-雙(二異丙基胺基)二矽烷可購自Nova-Kem, LLC。
醇ii)係根據式(II) (II) R2
OH; 其中R2
係具有1至10個、替代地1至6個碳原子、替代地2至4個、替代地3個碳原子之烴基。
R2
所代表之基團包括但不限於以上針對R及R1
所述之那些基團。在一個實施例中,R2
係乙基、丙基、異丙基、或丁基、替代地乙基、異丙基、或三級丁基。
醇之實例包括但不限於乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、或三級丁醇、戊醇、己醇、環己醇、庚醇、辛醇、壬醇、及癸醇。在一個實施例中,醇係選自由乙醇、異丙醇、及三級丁醇所組成之群組。
本發明之方法可進一步包含溶劑。溶劑可係會溶解該醇及該烴基胺基二矽烷但不會與任一者反應之溶劑,替代地可係會溶解該醇及該烴基胺基二矽烷但不會與任一者反應之芳族烴、脂族烴、或非脂族烴,替代地可係會溶解該醇及該烴基胺基二矽烷但不會與任一者反應之具有5至20個、替代地5至17個碳原子的芳族烴、脂族烴、或非脂族烴,替代地可係會溶解該醇及該烴基胺基二矽烷但不會與任一者反應之具有5至20個、替代地5至17個碳原子的芳族烴或脂族烴。溶劑可係二或多種溶劑之混合物。
溶劑之實例包括但不限於苯、二異丙基苯、異戊烷、正戊烷、己烷、環己烷、庚烷、辛烷、十七烷、及十七烷與正戊烷之混合物。
本發明之方法係在適用於醇與烴基胺基二矽烷之反應的反應器中進行。例如,該方法可在裝配有溫度計套管(thermowell)、氣體接頭、添加漏斗、及混合器(諸如磁力攪拌棒或置頂混合器)之三頸、夾套式容器或燒瓶中進行。可將排放任何所產生氫氣逸出之手段包括在反應器設計中。在一個實施例中,反應器設計包括氣體接頭及氣體歧管或其他手段以在本發明之方法期間安全地移除氫氣。所屬技術領域中具有通常知識者會知道完成本發明之方法所需的反應器類型。
引起醇與烴基胺基二矽烷反應。在一個實施例中,醇與烴基胺基二矽烷的反應係藉由將醇與烴基胺基二矽烷在烷氧基化之足夠條件下混合來引起。烷氧基化之足夠條件係足以使醇與烴基胺基二矽烷反應之溫度及壓力條件,替代地在小於30℃、替代地小於20℃、替代地小於-10℃、替代地-30℃至-15℃之溫度下,並且在低於常壓至超過常壓、替代地低於常壓至常壓、替代地低於常壓、替代地-4至0 KPa、替代地-3至-2 KPa之壓力下。所屬技術領域中具有通常知識者將知道如何根據本揭露來修改溫度及壓力條件以最佳化烴氧基二矽烷之產物。
在一個實施例中,將醇在烷氧基化之足夠條件下伴隨混合添加至烴基胺基二矽烷中。在另一個實施例中,將醇在小於20℃、替代地小於-10℃、替代地-30℃至-15℃之溫度下加入,以形成包含醇及烴基胺基二矽烷之反應混合物,接著將反應混合物伴隨混合溫熱至高於15℃、替代地至約25℃、替代地20至35℃。
本發明之方法係進行直到產生烴基胺基二矽烷、替代地直到烴氧基二矽烷停止產生、替代地至少10天、替代地至多5天、替代地至多8小時。所屬技術領域中具有通常知識者會知道如何監測本發明之混合物。例如,烴氧基二矽烷之生產可以藉由監測下列者之量來監測:醇、烴基胺基二矽烷、及/或反應混合物中之烴氧基二矽烷、及/或包含烴氧基二矽烷之產物混合物。醇、烴基胺基二矽烷、及烷氧基二矽烷之量可使用所屬技術領域中已知之分析技術來監測。例如,氣相層析術(GC)、GC/質譜術、或GC-FID(火焰離子化偵檢器)等之層析術。反應亦可藉由使用例如流量計測量醇解(alcoholysis)期間之氫氣逸出來監測。
醇與烴基胺基二矽烷係藉由將醇添加至烴基胺基二矽烷或藉由將烴基胺基二矽烷添加至醇來組合。當將醇添加至烴基胺基二矽烷時,添加速率可有所變化,替代地將醇緩慢添加至烴基胺基二矽烷,同時監測反應溫度以避免不可控制的放熱,替代地將醇在≥30、替代地≥60、替代地≥120分鐘、替代地2至8小時期間內添加至烴基胺基二矽烷。在一個實施例中,當開始將醇添加至烴基胺基二矽烷時,將醇在足以使醇及烴基胺基二矽烷之溫度保持在烴基胺基二矽烷溫度的上下10℃內之速率下添加至烴基胺基二矽烷。在一個實施例中,R2
係甲基、乙基、或丙基,並且醇及烴基胺基二矽烷係藉由將醇添加至烴基胺基二矽烷來組合。
在該方法包含溶劑之實施例中,將醇與溶劑組合以形成醇-溶劑混合物,替代地將烴基胺基二矽烷與溶劑混合以形成烴基胺基二矽烷-溶劑混合物,替代地將醇與溶劑組合以形成醇-溶劑混合物並將烴基胺基二矽烷與溶劑組合以形成烴基胺基二矽烷-溶劑混合物,然後將醇-溶劑混合物添加至烴基胺基二矽烷-溶劑混合物。
醇與烴基胺基二矽烷之莫耳比係經修改,以調整醇對烴基胺基二矽烷之添加。在一個實施例中,將醇以相較於烴基胺基二矽烷呈化學計量過量添加至烴基胺基二矽烷,替代地醇與烴基胺基二矽烷之莫耳比係1.5至4、替代地1.5至3.5、替代地1.5至3.3。在一個實施例中,醇係甲醇,烴基胺基二矽烷係二異丙基胺基二矽烷,並且甲醇與二異丙基胺基二矽烷之莫耳比係2.5至3、替代地約2.6。在另一個實施例中,醇係乙醇且烴基胺基二矽烷係二異丙基胺基二矽烷,並且乙醇與二異丙基胺基二矽烷之莫耳比係2.75至3.25、替代地3至3.1、替代地約3.03。在另一個實施例中,醇係異丙醇,烴基胺基二矽烷係二異丙基胺基二矽烷,並且異丙醇與二異丙基胺基二矽烷之莫耳比係1至2、替代地1.4至1.8、替代地約1.6。在另一個實施例中,醇係三級丁醇,烴基胺基二矽烷係二異丙基胺基二矽烷,並且三級丁醇與二異丙基胺基二矽烷之莫耳比係0.75至1.25、替代地2.9至1.1、替代地約1。在另一個實施例中,醇係三級丁醇,烴基胺基二矽烷係1,2-雙(二異丙基胺基)二矽烷,並且三級丁醇與1,2-雙(二異丙基胺基)二矽烷之莫耳比係1.75至2.25、替代地1.9至2.1、替代地約2。
在包括醇-溶劑混合物之實施例中,醇與溶劑係以0.1至10、替代地0.1至5、替代地0.25至1之醇/溶劑重量比來組合。
在包括烴基胺基二矽烷-溶劑混合物之實施例中,烴基胺基二矽烷與溶劑係以0.1至10、替代地0.1至5、替代地0.2至0.7之烴基胺基二矽烷/溶劑重量比來組合。
本發明之方法可進一步包含加熱反應混合物。加熱可藉由使反應器及反應物暴露於環境條件下經過一段時間來達成,替代地可藉由所屬技術領域中已知之習知方法及設備(諸如使用蒸汽夾套或加熱包)來加熱反應物。
在一個實施例中,本發明之方法進一步包含加熱由醇與烴基胺基二矽烷之反應所形成的烴氧基二矽烷,以引起烴氧基二矽烷之烷氧基重新排列而形成重新排列之烴氧基二矽烷。在一個實施例中,將1,2-二-三級丁氧基二矽烷加熱以產生1,1-二-三級丁氧基二矽烷。
加熱烴氧基二矽烷以引起烷氧基之重新排列係達重新排列之足夠溫度。如本文所使用,「重新排列之足夠溫度(rearrangement sufficient temperature)」係足以引起烴氧基二矽烷之烷氧基重新排列而形成重新排列之烴氧基二矽烷的溫度,替代地環境至130℃、替代地環境至105℃、替代地至多130℃、替代地40至100℃之溫度。當溫度升高時,重新排列一般會在更短的時間內繼續進行,並且重新排列在大約環境溫度下會在數天內繼續進行,而在大約100℃之溫度下則是幾小時的事情。當加熱係達環境溫度時,反應物會在低於環境溫度之溫度下開始。重新排列可在同上所述之反應器中在相同之壓力下進行。
本發明之方法可進一步包含回收烴氧基二矽烷。烴氧基二矽烷可藉由所屬技術領域中已知之方法(諸如蒸餾或層析術)來回收。所屬技術領域中具有通常知識者會知道如何回收烴氧基二矽烷。
由本發明之方法所形成的烴氧基二矽烷係根據式(IV)之烴氧基二矽烷 (IV) Si2
(OR3
)y
H6-y
其中y係1至5、替代地2至4、替代地3,並且R3
係具有1至10個碳原子之烴基。
R3
所代表之烴基係如以上針對R所述。
烴氧基二矽烷(IV)之實例包括但不限於以上所述者,替代地1,1,1-三甲氧基二矽烷、1,1,1,2-四甲氧基二矽烷、1,1,1-三乙氧基二矽烷、1,1,1,2-四乙氧基二矽烷、1,1,1,2,2-五甲氧基二矽烷、三級丁氧基二矽烷、1,2-二-三級丁氧基二矽烷、及1,1-二-三級丁氧基二矽烷。
在一個實施例中,將烴氧基二矽烷水解及冷凝以形成聚矽氧烷。例如,將水解足夠量的水在水解條件下添加至烴氧基二矽烷以形成聚矽氧烷。所屬技術領域中具有通常知識者會知道如何最佳化足以水解根據本發明之烴氧基二矽烷的水量及條件。
本發明之方法亦可能產生作為副產物之氣體,替代地氫氣。在一個實施例中,該方法進一步包含在該方法期間當氫氣產生時移除氫氣。所屬技術領域中具有通常知識者會知道如何在該方法期間移除氫氣。例如,所產生之氫氣可透過氣體接頭來移除、或排放,並且可加以輸送以進行進一步處理。
本發明的方法亦可能產生烷基胺、替代二烷基胺副產物。烷基胺係根據式R1 c
(H)3-c
N,其中R1
係如上所定義,並且c係1或2,替代地2。在一個實施例中,本發明之方法進一步包括回收烷基胺。烷基胺可在用以回收烴氧基二矽烷之相同程序中回收。在一個實施例中,烷基胺可藉由蒸餾來回收。
本發明之烴氧基二矽烷可用作為製造產品之添加劑。例如,烴氧基二矽烷可在輪胎配方中獨自用作為添加劑,或者用作為二氧化矽填料之改質劑。本發明之方法可用於製造烴氧基二矽烷。 實例
呈現以下實例以更好地說明本發明之方法,但不被視為限制本發明,其係在隨附的申請專利範圍中界定。除非另有說明,在實例中所報導的所有份數及百分比均以重量計。下表1描述實例中所使用之縮寫: 表1.在實例中所使用之縮寫清單。 測試方法/ 條件:
分析樣本製備係在手套箱中在氬氣氛下執行。
NMR:NMR實驗係在Agilent 400 MHz NMR質譜儀上執行。樣本係溶解在以鈉金屬除水之d6
-苯中。1
H NMR實驗係參考NMR譜中之殘餘苯信號。29
Si NMR實驗係參考與儀器相關聯之內部標準品。所有NMR管蓋均以parafilm M包覆以防止空氣緩慢擴散至樣本中。
GC-TCD及GC-MS樣本係在以Teflon隔膜密封之1.5 mL GC小瓶中製作。使用1 µL注射器抽取0.5 µL,並注入連接至HP 5973質量選擇性偵檢器(Mass Selective Detector)之HP 6890系列GC系統中。
DSC:將烴氧基二矽烷樣本裝入空的20 µL SWISSI高壓DSC坩堝中。樣本係在氬氣惰性手套箱中裝入然後立刻在手套箱內密封。使用壓機將坩堝密封。在分析後比較樣本的重量,以判定樣本在溫度斜坡期間是否有損失。將樣本裝入然後在Mettler Toledo TGA/DSC 1上運行。使用熱冷熱方法,藉此將DSC爐在35℃下熱平衡20分鐘,接著以10℃/min從35升至400℃熱平衡20分鐘,然後以10℃/min從400降至35℃熱平衡20分鐘,接著以10℃/min從35升至400℃熱平衡20分鐘。所得熱流信號係使用在相同條件下運行的空盤來減去背景值。實例1 :1,1,1- 三甲氧基二矽烷之合成。
將MeOH (5.86 g, 7.4 mL)溶於DiPB (10.14 g, 11.8 mL)中,然後在2 hr內逐滴添加至劇烈攪拌的DPDS (10.00 g, 62.0 mmol)稀釋於DiPB (34.28 g, 40.0 mL)中之5.7℃溶液。在添加期間,有7.0℃之最大放熱溫度及氣體(H2
)逸出。將溶液攪拌15分鐘,然後讓其在2小時內緩慢溫熱至環境溫度。
TMODS 之純化。
將粗製1,1,1-三甲氧基矽烷通過30 cm Vigreux管柱蒸餾而給出6.39 g的粗製TMODS,然後通過30 cm Vigreux管柱第二次而給出1.20 g(7.9 mmol,12.7%產率)的TMODS。亦回收到額外微量的其他烴氧基二矽烷及烷氧基矽烷:三甲氧基矽烷、四甲氧基矽烷、甲氧基二矽烷、1,1-二甲氧基二矽烷、四甲氧基二矽烷、及六甲氧基二矽烷。實例2 :1,1,1- 三乙氧基二矽烷(TEODS) 之合成。
在惰性化1 L、3頸全夾套式燒瓶(裝配有溫度計套管、氣體接頭、添加漏斗、及磁力攪拌棒)中,將100.7 g的戊烷及101.08 g的DPDS加入然後冷卻至-18.0 C。於添加漏斗(活栓關閉)中,將86.66 g的無水EtOH(稀釋於86.21 g戊烷中)加入。在3小時期間內將EtOH/戊烷溶液逐滴添加至DPDS溶液。添加期間有放熱。在添加程序期間將罐的溫度維持在-11 ±1℃。在添加的前¼期間觀察到少量氣體,這表示胺是發生的第一取代。添加的最後¾見到大量的氣體逸出(H2
)。在添加ETOH溶液後,讓反應混合物溫熱至環境溫度,然後攪拌至少額外3小時以讓剩餘EtOH反應。將任何沉澱物濾出而給出315.22 g的粗製TEODS。
1,1,1- 三乙氧基二矽烷之蒸餾。
將粗製1,1,1-三乙氧基二矽烷與其他兩批粗製TEODS(粗製總共960.02 g)混合,然後放置在附接至5板Oldershaw蒸餾管柱之2 L、3頸燒瓶(裝配有溫度計套管、氣體接頭、及磁力攪拌棒)中,該蒸餾管柱附接至冷卻到-14℃之蒸餾頭及帶有支管之接收燒瓶。低沸溶劑的前餾份(forecut)係藉由在-20至-28 in.(78.7至110.2 mm)Hg之壓力下加熱到24.6至82℃之間來移除。在-18至-28 in.(70.9至110.2 mm)Hg之壓力下將其餘產物加熱到86至107℃之間。獲得330.35 g的97+%純TEODS。亦回收到微量的其他乙氧基(二)矽烷:四及五乙氧基二矽烷,以及三及四甲氧基矽烷。使用DSC分析此> 97%純TEODS。實例3 :BODS 之合成
將t-
BuOH (4.65 g)溶於正戊烷(7.10 g, 11.3 mL)中然後在20分鐘內添加至劇烈攪拌之低於環境溫度DPDS (10.12 g, 62.7 mmol)溶液,此DPDS溶液係在環境溫度下稀釋於正戊烷(20.7 g, 33.1 mL)中。將溶液攪拌20分鐘,然後讓其在2小時內緩慢溫熱至環境溫度。
BODS 之蒸餾。
將反應產物通過30 cm Vigreux管柱蒸餾兩次而給出1.68 g(12.5 mmol,19.9%產率)的BODS。許多產物損失在蒸餾的前餾份及剩餘物(heel)兩者中。實例4 :1,1-BBODS 之合成。
將t-
BuOH (5.87 g)溶於戊烷(12.10 g)中並添加至劇烈攪拌之1,2-雙-二異丙基胺基二矽烷(10.32 g, 39.6 mmol)稀釋於十七烷(8.16 g)及正戊烷(10.00 g)的約25℃溶液,然後攪拌5天。此給出1,1-BBODS與1,2-BBODS之粗製混合物。使用30 cm Vigreux管柱將混合物分餾兩次達至多130℃,從而給出1.03 g(5.0 mmol,12.6%產率)的1,1-BBODS。實例5.iPODS 與(BiPODS) 之合成。
於15 mL閃爍小瓶中倒入0.30 g的DPDS及0.90 g的C6
D6
然後劇烈攪拌。將iPrOH (0.11 g)在一分鐘內逐滴加入,在此期間劇烈冒泡發生。在完成加入後將混合物攪拌1.5小時,冒泡已停止。粗製混合物(其包括iPODS及未反應的DPDS)由18.4% iPODS及26.7% BiPODS所組成。實例6.BODS 之合成
於2 L圓底燒瓶中裝入269.3 g (2.51 mol)的鄰甲苯胺。將燒瓶加熱至70℃。然後在90分鐘內在此溫度下將445.91 g (2.76 mol)的二異丙基胺基二矽烷(DPDS)逐滴加入。當添加第一ml的DPDS時,觀察到冒泡。在添加DPDS期間,暗棕色反應混合物變得幾乎無色。在添加後,將反應混合物在70℃下加熱60分鐘。將二異丙基胺(DiPA)在70℃罐溫及低至24 inHg之真空下蒸餾。根據GC-FID分析,DPDS之轉化率達到90% (w/w)。將反應混合物在70℃罐溫及低至26 inHg之更深真空下蒸餾,從而給出408 g粗製鄰甲苯胺二矽烷(TDDS),其含有96.8% (w/w) TDDS。在92℃罐溫及完全真空下將粗製TDDS通過5板夾套式管柱分餾成53.8 g的前餾份、323.3 g的產物餾份(純度99.2% (w/w),總產率76.9% (w/w))、及25.0 g的罐殘餘物。使用GC-FID分析產物餾份之純度並使用DSC分析其熱性質。
將無水三級丁醇(3.98 g; 53.8 mmol)於3.98 g的四乙二醇二甲基醚(TEGDME)中之溶液在室溫下添加至10.0 g (59.7 mmol)的TDDS。未觀察到放熱。將反應混合物在60℃下加熱2小時。GC-FID分析顯示幾乎全量轉化成三級丁氧基二矽烷。使反應混合物通過6" Vigreux管柱分餾而給出三級丁氧基二矽烷產物,其具有99.4% (w/w) GC-FID純度。使用1
H NMR、GC-FID、GC-MS、及DSC分析產物。
Claims (9)
- 一種製造烴氧基二矽烷之方法,該方法包含:使I)烴基胺基二矽烷,與ii)根據式(II)之醇反應(II) R2OH;其中R2係具有1至10個碳原子之烴基,從而形成包含該烴氧基二矽烷之產物混合物。
- 如請求項1之方法,其中該烴基胺基二矽烷係根據式(III)(III) (R1 a(H)2-aN)bSi(H)3-bSi(H)3-c(N(H)2-aR1 a)c其中各a獨立地係1或2,b係1至3,c係0至3,並且各R1獨立地係(C1--C10-)烴基。
- 如請求項2之方法,其中該烴基胺基二矽烷係二異丙基胺基二矽烷或鄰甲苯胺二矽烷。
- 如請求項1之方法,其中該烴氧基二矽烷係根據式(I)(I) Si2(OR)xH6-x;其中x係1至5,並且R係具有1至10個碳原子之烴基。
- 如請求項1之方法,其中i)及ii)係在低於25℃之溫度下與溶劑組合。
- 如請求項1之方法,其進一步包含回收該烴氧基二矽烷。
- 如請求項6之方法,其中該烴氧基二矽烷係藉由蒸餾來回收。
- 如請求項1之方法,其進一步包含加熱該烴氧基二矽烷,從而引起該烴氧基二矽烷之該等烷氧基重新排列而形成重新排列之烴氧基二矽烷。
- 如請求項8之方法,其中該烴氧基二矽烷係1,2-二-三級丁氧基二矽烷並且該重新排列之烴氧基二矽烷係1,1-二-三級丁氧基二矽烷。
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