二烷基钴催化剂及它们用于氢化硅烷化和脱氢硅烷化的用途的制作方法

技术特征：

1.一种方法，其包括使包含(a)含至少一个不饱和官能团的不饱和化合物、(b)含至少一个SiH官能团的硅烷基氢化物和/或硅烷氧基氢化物和(c)催化剂的混合物反应，以制备选自氢化硅烷化产物、脱氢硅烷化产物或它们的两种或更多种组合的硅烷化产物，其中所述催化剂是式(I)的配合物或其加合物：

其中每个出现的R¹、R²、R³、R⁴和R⁵独立地为氢、C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基、芳基、取代的芳基或惰性取代基，其中R¹-R⁵中的一个或多个，除氢外，任选地包含至少一个杂原子；每个出现的R⁶和R⁷独立地为C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基，和/或烷氧基，其中R⁶和R⁷中的一个或两者任选地包含至少一个杂原子；任选地R¹-R⁷的任两个彼此相邻，R¹-R²，和/或R⁴-R⁵合起来可形成环，所述环为取代或未取代的、饱和或不饱和的环状结构，条件是R¹-R⁷和R⁵-R⁶不参与形成三联吡啶环；且R⁸和R⁹独立地选自C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基，且R⁸和R⁹任选地含有一个或多个可被芳基取代的杂原子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中R⁸和R⁹独立地包含烷基硅烷基基团。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述烷基硅烷基基团是三甲基硅烷基甲基。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述催化剂是式(II)的配合物：

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中R¹和R⁵独立地选自甲基和乙基。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中R¹和R⁵独立地选自甲基和苯基。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中R²、R³和R⁴为氢。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中R¹和R⁵各自为甲基。

9.根据权利要求8所述的方法，其中R⁶和R⁷各自为甲基。

10.根据权利要求8所述的方法，其中R⁶和R⁷各自为乙基。

11.根据权利要求8所述的方法，其中R⁶和R⁷各自为甲氧基。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂选自式(III)-(VI)的配合物或它们的两种或更多种的组合：

13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其中所述硅烷化产物包含氢化硅烷化产物。

14.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其中所述硅烷化产物包含脱氢硅烷化产物。

15.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其中所述硅烷化产物包含氢化硅烷化产物和脱氢硅烷化产物的混合物。

16.根据权利要求1-15任一项所述的方法，其中所述硅烷基/硅烷氧基氢化物选自下式化合物的一种或组合：

R¹⁰_mSiH_pX_4-(m+p)；和

M_aM^H_bD_cD^H_dT_eT^H_fQ_g，

其中各R¹⁰独立地为取代或未取代的脂肪族或芳香族烃基，X是卤素、烷氧基、酰氧基或硅氮烷；m为0-3；p为1-3；M代表式R¹¹₃SiO_1/2的单官能团；D代表式R¹²₂SiO_2/2的双官能团；T代表式R¹³SiO_3/2的三官能团；Q代表式SiO_4/2的四官能团；M^H代表HR¹⁴₂SiO_1/2，T^H代表HSiO_3/2，和D^H代表R¹⁵HSiO_2/2；每个出现的R^10-15独立地为C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₈取代的烷基、C₆-C₁₄芳基或取代的芳基，其中R^10-15任选地且独立地包含至少一个杂原子；下标a、b、c、d、e、f和g是如此以使所述化合物的摩尔质量在100-100,000道尔顿之间。

17.根据权利要求1-16任一项所述的方法，其中所述不饱和化合物(a)选自不饱和聚醚、乙烯基官能化的烷基封端的烯丙基或甲基烯丙基聚醚、末端不饱和胺、炔烃、C2-C45烯烃、不饱和环氧化物、末端不饱和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、不饱和芳基醚、不饱和芳香烃、不饱和环烷烃、乙烯基官能化的聚合物或低聚物、乙烯基官能化的硅烷、乙烯基官能化的有机硅、末端不饱和的烯基官能化的硅烷和/或有机硅、不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酯或它们的两种或更多种的组合。

18.根据权利要求1-17任一项所述的方法，其中所述不饱和化合物(a)选自具有下面通式的一种或多种聚醚：

R¹⁶(OCH₂CH₂)_z(OCH₂CHR¹⁷)_w-OR¹⁸；和/或

R¹⁶O(CHR¹⁷CH₂O)_w(CH₂CH₂O)_z-CR¹⁹₂-C≡C-CR¹⁹₂(OCH₂CH₂)_z(OCH₂CHR¹⁷)_wOR¹⁸

其中，R¹⁶选自具有2-10个碳原子的不饱和有机基团；R¹⁸独立地选自氢，乙烯基，烯丙基，甲基烯丙基，或1-8个碳原子的聚醚封端的基团，酰基，β-酮酯基团，或三烷基硅烷基；R¹⁷和R¹⁹独立地选自氢、单价烃基、芳基、烷芳基和环烷基；每个出现的z为0-100，包括端点；且每个出现的w为0-100，包括端点。

19.根据权利要求1-18任一项所述的方法，其进一步包括催化剂组合物的移除。

20.根据权利要求19所述的方法，其中通过过滤实现催化剂组合物的移除。

21.根据权利要求1-20任一项所述的方法，其中所述反应在约-10℃至约300℃的温度下实施。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应温度为20-100℃。

23.根据权利要求1-22任一项所述的方法，其中基于不饱和化合物的量，所述催化剂以约0.01摩尔％至约10摩尔％的量存在。

24.一种用于制备交联材料的方法，所述方法包括使如下物质的混合物反应：(a)含硅烷基氢化物的聚合物，(b)单不饱和烯烃、不饱和聚烯烃或它们的两种或更多种的组合，和(c)催化剂，其中所述催化剂是式(I)的配合物或其加合物：

其中每个出现的R¹、R²、R³、R⁴和R⁵独立地为氢、C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基、芳基、取代的芳基或惰性取代基，其中R¹-R⁵中的一个或多个，除氢外，任选地包含至少一个杂原子；每个出现的R⁶和R⁷独立地为C1-C18烷基或C1-C18取代的烷基，或烷氧基，其中R⁶和R⁷中的一个或两者任选地包含至少一个杂原子；任选地R¹-R⁷中的任两个彼此相邻，R¹-R²，和/或R⁴-R⁵合起来可形成环，所述环为取代或未取代的、饱和或不饱和的环状结构，条件是R¹-R⁷和R⁵-R⁶不参与形成三联吡啶环；且R⁸和R⁹独立地选自C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基，且R⁸和R⁹任选地含有一个或多个可包含芳基取代基的杂原子。

25.一种用于含氢化硅烷化反应物的组合物的氢化硅烷化的方法，所述氢化硅烷化反应物选自(a)含至少一个不饱和官能团的不饱和化合物，和(b)含至少一个SiH官能团的硅烷基氢化物和/或硅烷氧基氢化物，所述方法包含接触含所述氢化硅烷化反应物的组合物，其中所述催化剂是式(I)的配合物或其加合物：

其中每个出现的R¹、R²、R³、R⁴和R⁵独立地为氢、C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基、芳基、取代的芳基或惰性取代基，其中R¹-R⁵中的一个或多个，除氢外，任选地包含至少一个杂原子；每个出现的R⁶和R⁷独立地为C1-C18烷基或C1-C18取代的烷基，和/或烷氧基，其中R⁶和R⁷中的一个或两者任选地包含至少一个杂原子；任选地R¹-R⁷中的任两个彼此相邻，R¹-R²，和/或R⁴-R⁵合起来可形成环，所述环为取代或未取代的、饱和或不饱和的环状结构，条件是R¹-R⁷和R⁵-R⁶不参与形成三联吡啶环；且R⁸和R⁹独立地选自C1-C18烷基、C1-C18取代的烷基，且R⁸和R⁹任选地含有一个或多个可包含芳基取代基的杂原子。

26.根据权利要求25所述的方法，其中R⁶和R⁷独立地选自甲基和乙基。

27.根据权利要求25或26所述的方法，其中R¹和R⁵独立地选自甲基和苯基。

28.根据权利要求25或26所述的方法，其中R²、R³和R⁴为氢。

29.根据权利要求25或26所述的方法，其中R²、R³和R⁴中的至少一个包含吡咯烷基基团。

30.根据权利要求25所述的方法，其中所述催化剂选自式(III)-(VI)的配合物或它们的两种或更多种的组合：

31.根据权利要求25所述的方法，其中所述催化剂具有式(III)，且所形成的产物基本不含任何脱氢硅烷化产物。

32.根据权利要求25-31任一项所述的方法，其中所形成的产物包含氢化硅烷化产物和脱氢硅烷化产物的混合物。

33.根据权利要求25-32任一项所述的方法，其中所述硅烷基/硅烷氧基氢化物选自下式化合物的一种或组合：

R¹⁰_mSiH_pX_4-(m+p)；和

M_aM^H_bD_cD^H_dT_eT^H_fQ_g，

其中各R¹⁰独立地为取代或未取代的脂肪族或芳香族烃基，X是卤素、烷氧基、酰氧基或硅氮烷；m为0-3；p为1-3；M代表式R¹¹₃SiO_1/2的单官能团；D代表式R¹²₂SiO_2/2的双官能团；T代表式R¹³SiO_3/2的三官能团；Q代表式SiO_4/2的四官能团；M^H代表HR¹⁴₂SiO_1/2，T^H代表HSiO_3/2，和D^H基团代表R¹⁵HSiO_2/2；每个出现的R^10-15独立地为C₁-C₁₈烷基、C₁-C₁₈取代的烷基、C₆-C₁₄芳基或取代的芳基，其中R^10-15任选地且独立地包含至少一个杂原子；下标a、b、c、d、e、f和g是如此以使所述化合物的摩尔质量在100-100,000道尔顿之间。

34.根据权利要求25-32任一项所述的方法，其中所述硅烷氧基氢化物化合物包含含碳硅氧烷连接的碳硅烷氧基氢化物。

35.根据权利要求34所述的方法，其中所述碳硅烷氧基氢化物具有式RⁱRⁱⁱRⁱⁱⁱSi(CH₂R^iv)_xSiOSiR^vR^vi(OSiR^viiR^viii)_yOSiR^ixR^xH，其中Rⁱ–R^x独立地为单价烷基、环烷基或芳基基团，例如甲基、乙基、环己基或苯基，条件是Rⁱ可独立地为H，下标x具有1-8的值，y具有0-10的值且优选为0-4。

36.根据权利要求25-35任一项所述的方法，其中所述不饱和化合物(a)选自不饱和聚醚、乙烯基官能化的烷基封端的烯丙基或甲基烯丙基聚醚、末端不饱和胺、炔烃、C2-C45烯烃、不饱和环氧化物、末端不饱和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、不饱和芳基醚、不饱和芳香烃、不饱和环烷烃、乙烯基官能化的聚合物或低聚物、乙烯基官能化的硅烷、乙烯基官能化的有机硅、末端不饱和的烯基官能化的硅烷和/或有机硅、不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酯、乙烯基官能的合成或天然矿物或它们的两种或更多种的组合。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述不饱和化合物(a)选自具有下面通式的一种或多种聚醚：

R¹⁶(OCH₂CH₂)_z(OCH₂CHR¹⁷)_w-OR¹⁸；和/或

R¹⁶O(CHR¹⁷CH₂O)_w(CH₂CH₂O)_z-CR¹⁹₂-C≡C-CR¹⁹₂(OCH₂CH₂)_z(OCH₂CHR¹⁷)_wOR¹⁸

其中，R¹⁶选自具有2-10个碳原子的不饱和有机基团；R¹⁸独立地选自氢，乙烯基，烯丙基，甲基烯丙基，或1-8个碳原子的聚醚封端的基团，酰基，β-酮酯基团，或三烷基硅烷基；R¹⁷和R¹⁹独立地选自氢、单价烃基、芳基、烷芳基和环烷基；每个出现的z为0-100，包括端点；且每个出现的w为0-100，包括端点。

38.根据权利要求25-37任一项所述的方法，其进一步包括催化剂组合物的移除。

39.根据权利要求38所述的方法，其中通过过滤实现催化剂组合物的移除。

40.根据权利要求25-39任一项所述的方法，其中所述反应在约-10℃至约300℃的温度下实施。

41.根据权利要求25-40任一项所述的方法，其中所述反应在低于大气压的压力中实施。

42.根据权利要求25-40任一项所述的方法，其中所述反应在高于大气压的压力中实施。

43.根据权利要求25-42任一项所述的方法，其中基于不饱和化合物的量，所述催化剂以约0.01摩尔％至约10摩尔％的量存在。

44.根据权利要求1-23任一项所述的配合物，其中所述配合物固定在载体上。

45.根据权利要求44所述的方法，其中所述载体选自碳、二氧化硅、氧化铝、MgCl₂、氧化锆、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(氨基苯乙烯)、磺化聚苯乙烯或它们的两种或更多种的组合。

46.根据权利要求25-43任一项所述的配合物，其中所述配合物固定在载体上。

47.根据权利要求46所述的配合物，其中所述载体选自碳、二氧化硅、氧化铝、MgCl₂、氧化锆、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(氨基苯乙烯)、磺化聚苯乙烯或它们的两种或更多种的组合。

48.所示出的和描述的用于形成脱氢硅烷化产物的方法。

49.所示出的和描述的用于形成氢化硅烷化产物的方法。

50.所示出和描述的钴配合物。