[發明專利]一種制備氨基硅氧烷的方法

有效

• 申請號: 201210114477.3
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102633829A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 周傳健;鄭亞森;陳國文;張晨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王立曉

技術領域

本發明涉及一種制備氨基硅氧烷的方法，利用的硅氫加成反應新催化體系制備氨基硅氧烷的方法，屬于有機硅化學領域。

背景技術

含有氨基的硅氧烷是一類重要的功能性材料，在織物整理、印染等領域有廣泛的用途，如1，3-二丙胺基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、氨丙基聚硅氧烷等，工業上一般采用相應的氨基硅烷單體共水解制備。而相應的氨基單體是通過硅氫加成制備得到的。硅氫加成反應是制備有機硅偶聯劑、交聯劑以及功能化有機硅聚合物的重要手段之一，Pd，Pt，Rh等過渡金屬配合物對硅氫加成反應都有一定的催化活性，其中關于鉑類催化劑的應用最廣泛。常用的鉑催化劑包括氯鉑酸-異丙醇溶液(peier’s催化劑)、氯鉑酸與含有乙烯基的硅烷或硅氧烷的絡合物(Karstedt催化劑)等，這些催化劑對于大多數不飽和化合物的硅氫加成反應都有良好的催化效果，但這兩種催化劑對含有伯胺和仲胺基團的的不飽和化合物的催化效果并不理想，通常需要對氨基進行保護，加成結束后再對氨基進行脫保護，制備步驟多、流程長、收率低；另外，這兩種催化劑屬于均相催化劑，催化劑難以從體系中分離，對產品的性能影響較大，因此，含氨基的硅氧烷特別是如1，3-二丙胺基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷等硅氧烷的制備一直還未有簡單、有效的方法。2002年，Alain?Wagner報道了PtO₂催化小分子的二烷氧基含氫硅烷，如甲基二乙氧基硅烷，與不飽和胺、不飽和酯、不飽和酸的硅氫加成的研究成果，表明PtO₂是催化胺類小分子硅氫加成的潛在催化劑。然而，后續研究表明，PtO₂雖然對小分子的含氫硅氧烷與不飽和胺的加成有良好的催化效果，但對1，1，3，3四甲基-1，3-二硅氧烷、含氫D4等含有硅氫鍵的有機硅氧烷與丙烯胺的硅氫加成的催化效果不理想。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備氨基硅氧烷的方法，該種方法催化體系對氨基穩定，反應條件溫和，選擇性高，催化劑分離方便，可回收再利用，還可消除催化劑殘留對產品性能的不利影響。

本發明采取的技術方案為：

一種制備氨基硅氧烷的方法，包括步驟如下：

(1)將不飽和胺類化合物、含硅氫的硅氧烷、二氧化鉑按質量比1～10∶1∶0.001～0.05加入反應器中，再加入總反應物質量0.1％-1％的分子量為5000-15萬的聚硅氧烷，將反應器通惰性氣體置換出空氣，密封；

(2)將反應物加熱到40-150℃范圍，優選70-90℃，攪拌下反應1-72小時，優選24小時；

(3)降溫至室溫，過濾，純化得產物。

上述的不飽和胺類化合物結構通式如下：

其中R₁、R₂、R₃相同或不同，為氫原子或烷基，烷基優選碳原子數在1-3范圍的直鏈或支鏈烷基；R₄、R₅相同或不同，為氫原子、烷基或取代烷基，其中烷基優選碳原子數在1-5范圍的直鏈或支鏈烷基，取代烷基是指含有一個或幾個N、O、S等雜原子的烷基；n為1-20的整數，優選1-3。

上述的含硅氫的硅氧烷通式如下：

其中R為烷基，同一結構式中相同或不同，優先選自甲基、乙基、苯基、三氟丙基；m為0-1000整數，優選2-30；n為1-1000自然數，優選1-30。

所述的含硅氫的硅氧烷優選四甲基二氫二硅氧烷、環狀或線性含硅氫聚硅氧烷，環狀或線性含硅氫聚硅氧烷如七甲基基四硅氧烷、四甲基環四硅氧烷、含氫硅油等。

所述的聚硅氧烷優選聚二甲基硅氧烷。

當含硅氫的硅氧烷Si-O-Si鏈節數在20以上時，聚硅氧烷可以不添加。

上述步驟(3)所述的純化為減壓蒸餾。

本發明的有益效果是：

1.催化劑的主成分二氧化鉑可以采用過濾的方式除去，在體系內無殘留，提高材料的介電；

2.反應收率高，在98％左右(¹H-NMR)；

3.反應選擇性高，γ-加成產物的含量在95％左右(¹H-NMR)；