[發明專利]氟碳官能烷氧基硅烷和氯硅烷的合成

無效

• 申請號: 201080038795.5
• 申請日: 2010-08-16
• 公開（公告）號: CN102482300A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 波格丹·馬茨涅克;希爾羅尼姆·馬切耶夫斯基;米哈爾·杜特凱維奇;伊莎貝拉·東貝克;喬安娜·卡拉謝維奇
• 申請（專利權）人: 亞當密茨凱維奇大學
• 主分類號: C07F7/14
• 分類號: C07F7/14;C07F7/18
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 陳增新

發明主題是通式1的氟碳官能硅烷(fluorocarbofunctional?silane)的合成，

HCF₂(CF₂)_n(CH₂)_mOC₃H₇SiR¹R²R³????(1)

其中，

-n取從1到12的值，m取從1到4的值，

-R¹代表烷氧基或鹵素，

R²和R³可以與R¹相同或與R¹不同，且代表：

如果R¹代表烷氧基，那么R²和R³可以是相同的或不同的且代表包含C＝1-4的烷氧基、包含C＝1-12的烷基(alkyl?group)或芳基，

如果R¹代表鹵素，那么R²和R³可以是相同的或不同的且代表鹵素、包含C＝1-12的烷基或芳基。

包含氟的有機硅衍生物是受關注的，主要由于其在現代材料的生產中的應用。氟烷基硅烷(fluoroalkyl?silane)被用作表面活性劑，用于透鏡和光學纖維的表面改性，用于防油、防污垢和防水表面的生產，用作潤滑劑，用作許多化妝品制劑的組分以及用作氟橡膠和硅橡膠的改性劑。盡管有許多受關注的特性，但氟烷基硅烷并不是普遍應用的，主要是由于其合成中的問題、粗制產物的高價格和低可及性。包含至少一個烷氧基的氟碳官能的烷基硅烷、烷氧基硅烷或芳基硅烷通過適當的氟碳官能氯硅烷的醇解而獲得。

氟碳官能硅烷的直接氫化硅烷化排他地產生氟碳官能氯烷基硅烷，一旦醇解，氟碳官能氯烷基硅烷就被轉化為相應的包含烷氧基的衍生物。因此，這個過程必須以加成和醇解的兩步驟進行。此外，醇解的產物由于過程中HCl的釋放而被酸化，且必須被脫酸，否則產物不穩定且經歷縮合。

氟碳官能氯烷基硅烷的最通用的合成方法是適當的氟化烯烴的氫化硅烷化。因為硅的陽電特征，所使用的烯烴的不飽和基團不能被氟化且應該有必要為乙烯基-CH＝CH₂或烯丙基-CH₂CH＝CH₂。后者的存在是特別有益的，這是由于它的反應性。

在工業規模上，氟化烯烴由作為前驅體的氟烷基碘化物獲得，這意味著所獲得的烯烴可包含一定量的碘化物離子，碘化物離子對氫化硅烷化具有不利影響，因為它們會使催化劑中毒。在大多數合成方法中，將催化劑溶解在烯烴中，且將硅烷引入到此混合物，所以如果存在于烯烴中的碘化物離子導致催化劑中毒，那么反應將不會發生，且昂貴的粗制產物的混合物不適于進一步的使用。

氫化硅烷化是用于氟化硅烷(1)的合成中的主要反應。

氟烯烴的氫化硅烷化的催化劑是鉑物質；WO?2006/127664專利描述了具有第四氧化態的鉑的六氯鉑酸H₂PtCl₆作為催化劑的用途，而EP0075865專利描述了具有第二氧化態的鉑的化合物[PtCl₂(cod)]的用途，且US6255516專利描述了具有零氧化態的鉑的Karstedt的催化劑的用途。鉑化合物在寬類別的不同官能烯烴的氫化硅烷化中顯示了催化活性，但它們易被不同的雜質中毒，特別是碘化物離子(2)。

存在通過在封閉系統中氫化硅烷化合成氟碳官能硅烷的已知方法。日本專利JP?02178292描述了在H₂PtCl₆的存在下，氟烯烴與HSiCl₃在密封的玻璃管中于100℃下的反應，且反應進行了3h，收率為86％。歐洲專利EP0538061公開了氟烯烴與HSiMeCl₂經作為催化劑的H₂PtCl₆的反應，反應在高壓釜中在120℃發生20h，收率為67％。從技術觀點上來說，這樣的反應是非常困難的，這是由于需要應用高壓、試劑的低沸點和因此試劑的高蒸汽壓和侵蝕特性，意味著需要使用由特定的昂貴材料制成的壓力裝置。