[發(fā)明專利]含2?氰基乙基的有機(jī)氧基硅烷化合物、倍半硅氧烷和制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710793103.1
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107793445A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊藤雄佑;清森步
• 申請（專利權(quán)）人: 信越化學(xué)工業(yè)株式會社
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C07F7/10;C08G77/26
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 杜麗利

相關(guān)申請的交叉引用

本非臨時申請?jiān)诿绹ǖ涞?5卷第119節(jié)(a)款下要求2016年9月6日于日本提交的第2016-173335號專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含2-氰基乙基的有機(jī)氧基硅烷化合物、倍半硅氧烷和制備它們的方法。

背景技術(shù)

通常將含氰基的有機(jī)氧基硅烷化合物用作硅烷偶聯(lián)劑和HPLC柱處理劑。它們還可用于有機(jī)-無機(jī)混雜材料中，因?yàn)榭梢詫⑺銮杌?jīng)由水解轉(zhuǎn)變成羧酸或酰胺或經(jīng)由還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變成胺或醛。

已知的含氰基的有機(jī)氧基硅烷化合物中，例如非專利文獻(xiàn)1描述了其上加成有兩分子丙烯腈的γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷。非專利文獻(xiàn)2描述了具有可水解的甲硅烷基的環(huán)氧氨基丙腈。專利文獻(xiàn)1公開了具有酯結(jié)構(gòu)部分的含氰基的有機(jī)氧基硅烷化合物。

通常，將有機(jī)氧基硅烷化合物水解成待使用的聚硅氧烷。尤其是，從三官能的硅烷水解獲得的(RSiO_3/2)_n結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)絡(luò)聚硅氧烷被稱為“倍半硅氧烷”。倍半硅氧烷具有熱穩(wěn)定性、動態(tài)穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性并且可以通過引入官能團(tuán)而被賦予各種性質(zhì)。

作為具有氰基的典型的倍半硅氧烷，專利文獻(xiàn)2公開了從氰基乙基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的共水解獲得的倍半硅氧烷，可將其用作有機(jī)TFT的柵極電介質(zhì)。氰基有助于介電常數(shù)方面的改進(jìn)。

引用列表

專利文獻(xiàn)1：JP-A 2010-511695

專利文獻(xiàn)2：JP-A 2009-059651

非專利文獻(xiàn)1：Chemical Engineering Journal,209,235-244,2012

非專利文獻(xiàn)2：Zhurnal Obshchei Khimii,37,3739-41,1967

發(fā)明簡述

然而，前述有機(jī)氧基硅烷化合物具有缺點(diǎn)。專利文獻(xiàn)1中描述的具有β-氰基酯結(jié)構(gòu)的所述有機(jī)氧基硅烷化合物因?yàn)轷ソY(jié)構(gòu)部分的高反應(yīng)性而對水解或酯交換極其敏感。在一些情況下，期望的倍半硅氧烷是不可得的。

專利文獻(xiàn)2中所描述的包含2-氰基乙基的倍半硅氧烷以溶液形式可得。當(dāng)為了除去殘余硅烷醇而分離倍半硅氧烷時，其經(jīng)常損失與有機(jī)溶劑的相容性。

在水解時，非專利文獻(xiàn)1的二官能有機(jī)氧基硅烷化合物形成直鏈或環(huán)狀硅氧烷化合物，其具有比從三官能的有機(jī)氧基硅烷化合物的水解獲得的倍半硅氧烷差的耐熱性。

在非專利文獻(xiàn)2的含環(huán)氧基的有機(jī)氧基硅烷化合物水解時，由環(huán)氧基產(chǎn)生的羥基經(jīng)歷與三烷氧基硅烷的分子間反應(yīng)。這導(dǎo)致更多的交聯(lián)點(diǎn)，有時招致與有機(jī)溶劑的相容性降低。

本發(fā)明的目的在于提供具有耐熱性和與有機(jī)溶劑的相容性的含2-氰基乙基的倍半硅氧烷，和因此作為起始反應(yīng)物的含2-氰基乙基的有機(jī)氧基硅烷化合物。

本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，由含2-氰基乙基的有機(jī)氧基硅烷化合物的水解獲得倍半硅氧烷和所產(chǎn)生的倍半硅氧烷具有改進(jìn)的耐熱性和與有機(jī)溶劑的相容性。

在一個方面，本發(fā)明提供了具有通式(1)的含2-氰基乙基的有機(jī)氧基硅烷化合物。

NC-CH₂-CH₂-X-Si(OR¹)₃(1)

其中R¹各自獨(dú)立地為C₁-C₂₀直鏈、支鏈或環(huán)狀的一價烴基和X為C₂-C₂₀直鏈、支鏈或環(huán)狀的二價烴基，其包含亞甲基和/或次甲基結(jié)構(gòu)部分，所述亞甲基和次甲基結(jié)構(gòu)部分的至少一個被二價雜原子連接結(jié)構(gòu)部分NR、三價雜原子連接結(jié)構(gòu)部分N或其組合取代，其中R為氫、C₁-C₂₀一價烴基或2-氰基乙基，條件是所述雜原子連接結(jié)構(gòu)部分彼此不鄰接，所述雜原子連接結(jié)構(gòu)部分不鄰接硅原子，和NC-CH₂-CH₂-連接基鍵合至包括在X中的雜原子連接結(jié)構(gòu)部分。

優(yōu)選地，R為C₁-C₆直鏈一價烴基或2-氰基乙基。