[發明專利]一種環氧基硅烷偶聯劑的制備方法

有效

• 申請號: 202011621317.9
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112745345B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 丁冰;梁秋鴻;楊靜;李連朋;葛利偉;周煜華
• 申請（專利權）人: 江西晨光新材料股份有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C07F7/14;C07F7/20
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 陳沖

本發明提供了一種環氧基硅烷偶聯劑的制備方法。該制備方法包括如下步驟：(1)氯丙烯與烯丙醇在催化劑及堿的作用下合成二烯丙基醚；(2)將所述二烯丙基醚與含氫氯硅烷在鉑催化劑作用下經硅氫加成反應得到烯丙基氧代丙基氯硅烷；(3)將所述烯丙基氧代丙基氯硅烷與飽和醇發生酯化反應，得到烯丙基氧代烷氧基硅烷；(4)所述烯丙基氧代烷氧基硅烷經氧化劑環氧化后得到γ?(2,3?環氧丙氧丙基)烷氧基硅烷。本發明提供的制備方法可以適用于所有的γ?(2,3?環氧丙氧丙基)型的環氧基硅烷，且使用的催化劑以及原料易得，收率高，工業上可行性高。

技術領域

本發明涉及硅烷偶聯劑的合成技術領域，更具體地，涉及一種環氧基硅烷偶聯劑的制備方法。

背景技術

含環氧基官能團的硅烷是一種通用型硅烷偶聯劑，目前研究較多的環氧基硅烷偶聯劑有兩種，一種是2-(3，4-環氧環己基)乙基硅烷，其中以2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷(簡稱A-186)研究較多；另一種是γ-(2,3-環氧丙氧丙基)硅烷，其中以γ-(2,3-環氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷(簡稱A-187)研究較多，因原料1,2-環氧-4-乙烯基-環己烷成本高，工業應用難以推廣。

在工業上，合成γ-(2,3-環氧丙氧丙基)型的環氧基硅烷多以烯丙基縮水甘油醚與三烷氧基含氫硅烷在貴金屬及其配合物的催化下經硅氫加成反應得到。研究較多的是特定的催化劑，即貴金屬及其配合物的合成，用鉑、釕、銠作為催化劑或是使用氯鉑酸和醇為原料再加入縛酸劑和絡合劑得到的物質作為催化劑。但由于因三氯氫硅與飽和醇經酯化反應制備含氫烷氧基硅烷時，硅氫的穩定性較差，導致酯化收率低，尤其不適于合成三乙氧基含氫硅烷、異丙氧基含氫硅烷，且烷氧基含氫硅烷在金屬催化下，極易發生歧化反應釋放氫氣，降低原料利用率及反應收率，同時，烯丙基縮水甘油醚中的碳碳雙鍵與含烷基的含氫硅烷加成活性較低，所以目前以烯丙基縮水甘油醚為原料的硅氫化反應大多是與三甲氧基含氫硅烷的硅氫加成制備A-187，難以推廣合成其他硅功能基的環氧基硅烷，限制了環氧基硅烷的應用領域。有研究者對催化劑進行了深入研究，但是這樣的催化劑的重現率不高，同時特定的催化劑僅適用于特定某種的環氧基硅烷。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種環氧基硅烷偶聯劑的制備方法，該制備方法可以適用于所有的γ-(2,3-環氧丙氧丙基)型的環氧基硅烷，且使用的催化劑以及原料易得，收率高，工業上可行性高。

該制備方法包括如下步驟：

(1)氯丙烯與烯丙醇在催化劑及堿的作用下合成二烯丙基醚；

(2)將所述二烯丙基醚與含氫氯硅烷在鉑催化劑作用下經硅氫加成反應得到3-烯丙氧基丙基氯硅烷；其中，反應路線為：

其中，所述R為甲基，a＝0～1；

(3)將所述3-烯丙氧基丙基氯硅烷與飽和醇發生酯化反應，得到3-烯丙氧基丙基烷氧基硅烷；

(4)所述烯3-烯丙氧基丙基烷氧基硅烷經氧化劑環氧化后得到γ-(2,3-環氧丙氧丙基)烷氧基硅烷。

本發明提供的制備方法尤其適用于烷氧基為乙氧基、甲基二烷氧基以及異丙氧基硅烷的γ-(2,3-環氧丙氧丙基)型的環氧基硅烷。

在本發明一個優選實施方式中，步驟(1)的合成路線為：

在步驟(1)中，堿優選為液堿，其中，液堿的濃度20～50％，優選35～45％。催化劑優選為四丁基溴化銨、四乙基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、三苯基乙基溴化鏻中的一種，進一步優選為四丁基溴化銨(TBAB)。在本發明中，若無特別說明，百分比均為質量百分比。