[發明專利]具有季銨基團的有機聚硅氧烷的制備方法

有效

• 申請號: 200910135355.0
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101591437A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: C·赫爾齊希
• 申請（專利權）人: 瓦克化學有限公司
• 主分類號: C08G77/06
• 分類號: C08G77/06;C08G77/388
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司
• 代理人: 程 偉

技術領域

本發明涉及具有季銨基團的有機聚硅氧烷的制備方法。

背景技術

具有四價氮原子的化合物，通常簡稱為季銨化物(quats)，是已知 的。

DE?32?36?466A1(對應于US?4,417,066)描述了通過硅醇與包含季 銨鹵化物基團和至少兩個可縮合的烷氧基的硅烷的反應制備包含季銨 鹵化物基團的硅氧烷的方法。硅烷的季銨基團通過二價烴橋連接至硅 原子，所述烴橋還可以包含以醚或羥基形式的氧原子。預先單獨制得 的以鹽形式的四官能硅烷在硅氧烷中的溶解性差；需要大約150℃的數 小時的相對苛刻的反應條件，而且，最后必須除去制備過程的揮發性 副產物。

已知US?5,602,224中記載了相似的方法，其中硅醇與四官能三烷 氧基硅烷在胺的輔助下反應。四價氮可以包含聚醚取代基。

硅醇與含(甲)乙氧基的有機硅烷的縮合方法描述在US?6,525,130 中。其包括使用堿性催化劑和乳化劑包，以及具有2或3個(甲)乙 氧基的事實上如所述的官能化的有機硅烷。未公開叔或季氨基硅烷。

EP?1?063?344A2(對應于US?6,515,095)描述了用于纖維和織物處 理的制劑，所述制劑包含含有至少一個結構元素的硅氧烷，所述結構 元素由還被2個二有機硅氧烷取代基和一個烷氧基取代的含氮硅烷單 元組成。制劑包含至少一個乳化劑類型。含氮硅烷單元不被描述為季 銨。該胺單元也不能形成鏈端。為了得到末端氨基，需要與含氮二烷 氧硅烷的另外的反應步驟。沒有描述制備末端四硅氧烷的方法。

DE?196?52?524A1和WO?2004/044306A1各自描述了制備四官能 硅氧烷的方法。DE?196?52?524A1描述了制備四官能硅氧烷乳化劑。通 過利用甲苯磺酸甲酯(methyl?tosylate)重復常規的具有伯/仲氨基的氨 基硅氧烷的烷基化實現季銨化反應。對于聚烷基化，需要大量烷基化 劑，釋放的磺酸必須在水(水的量為20-95.99重量％，優選水的量為 60-90重量％，每種情況都基于乳化劑的總重量)的存在下與大量碳酸 氫鈉中和以獲得具有高鹽負荷的乳液。在水中進行的結果是必須在室 溫下操作從而不破壞乳液，這導致較長的反應時間，因而導致較長時 間的設備占用以及不經濟的時空收率。

根據WO?2004/044306A1，在兩階段合成順序中由環氧前體獲得末 端四官能硅氧烷：首先環氧前體與仲/叔二胺反應，然后用甲苯磺酸甲 酯進行烷基化。其中沒有一個是縮合過程。

發明內容

本發明的目標是提供一種制備具有季銨基團的有機聚硅氧烷的方 法，該方法避免了上述缺點且是快速和經濟可行的，其中通過較低鹽 負荷獲得具有季銨基團的有機聚硅氧烷，實質上，由此獲得了較高濃 度的活性成分。

本發明的另一目標是提供具有季銨基團和具有硅氧烷單元的有機 聚硅氧烷，所述硅氧烷單元既包含季銨基團也包含反應基，例如烷氧 基或羥基。

所述目標通過本發明得以實現。

本發明提供了通過如下步驟制備具有季銨基團的有機聚硅氧烷的 方法：

在第一步中，

縮合具有至少一個末端單元的具有如下通式的有機聚硅氧烷(1)

HO-SiR²₂O_1/2??(I)

與具有如下通式的氨基硅烷(2)

A_aR_bSi(OR¹)_4-(a+b)????(II)，

其中

A為單價SiC鍵合的有機基團，其包含至少一個叔胺基團，前提 是A基團不包含伯或仲胺基團，

R可以相同或不同，且為具有1至18個碳原子的單價烴基，

R¹為具有1至8個碳原子的烷基，

a為1或者2，且

b為0或者1，

前提是a+b之和為1或者2， 任選地，在催化劑(3)的存在下，從而得到具叔胺基團的有機聚硅氧 烷(4)，以及

在第二步中，

由在第一步驟中獲得的有機聚硅氧烷(4)與烷基化劑(5)部分 或全部季銨化氮原子， 前提是在第二步驟中不加入堿，和