生产三有机基-单烷氧基硅烷的方法以及生产三有机基-单氯硅烷的方法

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专利名称:生产三有机基-单烷氧基硅烷的方法以及生产三有机基-单氯硅烷的方法
技术领域
本发明涉及能够容易地和有效地生产三有机基-单-(取代的或未取代的烷氧基)硅烷的新型方法,该化合物含有容易地引起位阻的至少两个庞大烃基团,如仲或叔烃基团,其中包括仲或叔烷基基团。上述的硅烷可用于拒水剂的生产和用于甲硅烷基型的羟基保护剂的生产中,该保护剂用于在有机合成中形成的化学中间体中存在的官能羟基的保护。
本发明进一步涉及能够有利地和容易地在工业规模上生产三有机基-单氯硅烷,特别地三有机基-单氯硅烷,的新型方法,此类化合物在其中含有庞大烃基,如仲或叔烃基团。该三有机基-单氯硅烷可以用作硅酮橡胶的合成的原料和用作硅烷化剂来保护在药物、农用化学品等的合成中所进行的有机合成中所形成的化学中间体中的官能羟基。
背景技术
作为将有机基团(即有机基团)如烷基、芳烷基或芳基或类似基团引入到硅化合物中的方法,现在一般使用这样的方法其中含有该有机基团的格利雅试剂与含有一个到四个氯基的有机基-取代的或有机基-未取代的氯硅烷反应,据此形成了含有一个到四个有机基团以及零到三个氯基团的有机基-硅烷。然而,容易地引起位阻的庞大的仲或叔烃基团不容易利用一种包括让含有此类庞大烃基团的格利雅试剂与该有机基-取代的或有机基-未取代的氯硅烷进行反应的方法被引入到含有一个到四个氯基团的该有机基-取代的或有机基-未取代的氯硅烷中。
还有已知的另一种方法,其中使用仲或叔烷基锂,代替此类格利雅试剂,并且与该有机基-取代的或有机基-未取代的氯硅烷反应(参见J.Org.Chem.43卷,p.3649(1978))。
对于利用格利雅反应将容易引起位阻的仲烃基团或叔烃基团引入到有机基-卤硅烷的硅原子上的方法,现有已知的已知方法其中含有仲或叔烃基团的格利雅试剂与有机基-卤硅烷在包含铜化合物或氰化物化合物或硫氰酸化合物的催化剂存在下进行反应(参见日本专利出版物Hei-7-86115,日本专利No.2838342和日本专利No.2854832)。
此外,还已知用于二甲基-单烷氧基-芳基硅烷和二甲基-单烷氧基-环己基硅烷的合成的方法,它包括二甲基-单烷氧基-氯硅烷与含有苯基,1-萘基基团或环己基基团的格利雅试剂反应(参见Zh.Obshch.Khim.,1987,57(1),pp.146-151和Chemical Abstracts,Vol.108,Par.6072v)。上述的俄国文献没有关于含有至少两个庞大烃基团的三有机基-单烷氧基硅烷的生产的叙述。
已知一种具有硅-氢键的有机基-氢基硅烷化合物,和还已知一种包括让此类有机基-氢基硅烷化合物与含有叔烃基团的格利雅试剂反应的方法(参见日本专利No.3091992)。
此外,现有许多已知的生产含有庞大烃基团的三有机基-单氯硅烷的方法。为此目的提出的主要的已知方法如下所述。
(1)包括以下步骤的方法让有机基-卤硅烷与格利雅试剂在催化剂存在下反应以生产所需的三有机基-单氯硅烷,过滤所获得的反应溶液以从中除去所沉积的氯化镁,和回收所需的硅烷产品(日本专利出版物Hei-7-86115)。
(2)根据以上方法(1)的一种方法,其中从格利雅反应形成的反应溶液是在使用由聚(亚烷基)二醇二烷基醚组成的溶剂进行格利雅反应之后直接进行蒸馏(日本专利No.2854832)。
(3)适合于工业规模生产的工业用方法,其中三有机基-氢基硅烷的硅-氢键用氯来氯化。
(4)其中三有机基-烷氧基硅烷的烷氧基用氯化剂如酰氯,亚硫酰氯,三氯化磷等加以氯化的方法。
(5)其中三有机基-氢基硅烷的氯化是通过在催化剂存在下在三有机基-氢基硅烷和氯硅烷之间的交换反应来进行的方法(日本专利No.3131868)。
(6)其中三有机基-氢基硅烷与氯化氢气体在无水条件下在VIII族的过渡金属或它的配合物存在下反应的方法(日本专利预出版物Kokai Hei-6-157554)。
(7)如在J.Am.Chem.Soc.,Vol.68,p.2282(1946)中所述的方法,其中三乙基硅烷醇在冰冷却下用浓盐酸处理,因此以77%产率获得三乙基氯硅烷。
(8)如在书“Chemistry and Technology of Silicones”,86页(由ACADEMIC PRESS于1968年出版)中所述的方法,其中三烷基烷氧基硅烷在无水条件下用氯化氢气体处理并转化成相应的氯硅烷。
然而,在根据日本专利出版物Hei-7-86115的以上方法(1)中,由过滤除去副产的氯化镁的操作是麻烦的,需要氯化镁的附加处理。在根据日本专利No.2854832的以上方法(2)中,特殊溶剂的使用是必需的,这样该方法在工业上就昂贵的成本而言是不理想的。在以上(3)中所示的工业化生产方法中,需要将氯化溶剂作为反应溶剂,因此面临环境保护的严重问题。在以上(4)中所示的氯化方法中,会涉及到二氧化硫气体和其它副产品的产生并且就环境保护而言是有问题的。在根据日本专利No.3131868的以上方法(5)中,不需要的副产品的不可避免的形成和催化剂的使用从经济角度考虑是不利的。
在根据日本专利预出版物Kokai Hei-6-157554的以上方法(6)中,昂贵的金属催化剂的使用是需要的和因此在工业操作中不是有利的。在根据J.Am.Chem.Soc.,Vol.68,p.2282(1946)的以上方法(7)中,该硅烷醇化合物在冰冷却条件下用浓盐酸处理,因为硅烷醇是易水解的和难以处置,这样从经济角度考虑,该方法的工业实施不是有利的。根据“Chemistry and Technology of Silicones”,p.86的以上方法(8),其中该氯化是在无水条件用氯化氢气体来进行,在它的工业实施中仍然需要针对安全性和操作效率进行改进,归因于氯化氢气体的必需的处理。结果,在现有技术中建议的全部已知方法具有一些不可避免的缺陷。
因此,为了有机基-氯硅烷的生产仍然需要开发任何新型工业生产方法,它们能够在工业规模上更容易地和简单地运行。
为了生产含有仲或叔烷基团的有机基硅烷,如在J.Org.Chem.,Vol.43,p.3649中所述的上述现有技术的方法应该要求该有机基-取代的或有机基-未取代的氯硅烷与仲或叔烷基锂反应。这一现有技术的方法不是合适的,如果它在工业规模操作上在有大量的原料的处理的情况下应用的话,因为金属锂和从它制备的烷基锂两者的处理是非常危险的。
对于由日本专利出版物Hei-7-86115,日本专利No.2838342或日本专利No.2854832教导的现有技术的方法,这些方法应该要求格利雅反应是通过使用由铜化合物,氰化物化合物或硫氰酸酯化合物组成的催化剂来进行。在这些方法中,高毒性的化合物作为催化剂的使用是需要的,因此会在安全上导致诸多问题。在日本专利No.3091992中给出的另一种现有技术的方法中,具有硅-氢键的有机基-氢基硅烷化合物用作该起始原料,并且这一起始原料常常是昂贵的。此外,在其中三氯硅烷用作起始原料的现有技术的另一种方法,该起始原料是低沸点的、易燃的物质,使得需要特殊的谨慎来处置它,因此在安全和经济上引起一些问题。
因此,现在强烈地要求提供用于生产三有机基-单烷氧基硅烷化合物的任何新型方法,该化合物具有各自容易引起位阻的至少两个庞大烃基团,如仲或叔烷基基团,该方法能够在工业规模上以容易的途径,安全地和以高产率来操作。
本发明的公开本发明进行了深入研究,旨在生产具有至少两个庞大烃基团的三有机基-单烷氧基硅烷。结果,我们现在已经证实,对于当四氯硅烷(即,四氯化硅)以常规方式和在常规的反应条件下,其中例如异丙基氯化镁作为格利雅试剂,进行格利雅反应的情况,所需的格利雅反应预计几乎不能进行到生产出所需的三(异丙基)-单氯硅烷的程度。
然而,除了我们已经在以上证实的事实外,我们现在已经首次发现,如果四氯硅烷首先与甲醇、乙醇或正丁醇反应而由甲氧基、乙氧基或正丁氧基基团替代四氯硅烷的四个氯基团中的一个,从而生产出单甲氧基、单乙氧基或单正丁氧基-三氯硅烷,并且如果如此产生的单烷氧基-三氯硅烷然后与异丙基氯化镁按常规方式和在格利雅反应的常见反应条件下接触和反应,导致所需的格利雅反应能够有效地进行到达到预期结果,则所需的三-(异丙基)-单甲氧基,单乙氧基或单-正丁氧基硅烷能够以高产率生产。我们现在进一步发现,上述的反应程序不需要使用任何催化剂和不需要铜化合物、氰化物化合物或硫氰酸酯化合物的存在来推进预期的格利雅反应的进程和完成。
我们现在还发现,当四氯硅烷首先与例如环氧乙烷或苄醇反应时和当如此生产的单(2-氯乙氧基)-三氯硅烷或单苄氧基三氯硅烷然后以常规方式和在格利雅反应的常规反应条件下在异丙基氯化镁或仲丁基氯化镁作为格利雅试剂的情况下进行格利雅反应时,所需的格利雅反应也能够有效地进行,以及所需的三-(异丙基或仲丁基)-单(2-氯乙氧基或苄氧基)硅烷能够以高产率生产。另外,我们已经发现,在以上格利雅反应中生产的三-(异丙基)-单甲氧基,单乙氧基或单-正丁氧基硅烷,以及三-(异丙基或仲丁基)-单(2-氯乙氧基或苄氧基)硅烷然后能够转化成三-(异丙基或仲丁基)-单氯硅烷,如果它由已知的氯化方法,例如,用氯化剂如亚硫酰氯来处理的话。
后一种化合物,三-(异丙基或仲丁基)-单-氯硅烷,已知为保护可用于有机合成中的化学中间体化合物的官能羟基的甲硅烷基型的羟基保护剂,和也已知为用于硅酮型的各种拒水剂的生产中的有用起始原料。
我们已经进行了我们的进一步考察。结果,我们现在已经一般性地发现,具有通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl3-(x+y)(OR3)(I)
其中R1表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,R2表示仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基,和R3表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或基团-OR3表示结构式(A)的2-取代或未取代的-2-氯乙氧基 其中R4是氢原子或含有1-8个碳原子的烷基或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基或链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是含有1-20个碳原子的直链或支链烷基或含有2-10个碳原子的链烯基或芳基,尤其苯基或萘基,和x表示0或1的整数,和y表示0,1或2的整数,条件是整数x和y是在0≤(x+y)≤2范围内,能够容易地与通式(II)的格利雅试剂,以常见方式和在格利雅反应的常规反应条件下和无需在反应体系中添加任何催化剂,进行反应RMgX (II)其中R表示仲烷基,叔烷基或环烷基,或R表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子;和因此生产出含有庞大烃基团R的并具有通式(III)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷R3-(x+y)(R1)x(R2)ySi(OR3) (III)其中R1,R2,R3具有与以上相同的意义,R是如以上所定义的仲烷基,叔烷基或环烷基或如以上所定义的烷基-取代的芳族烃基团,以及x和y表示以上限定的整数。
可以推测,氯基团,它经由在通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基-或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷中存在的硅-氯键连接到该硅烷的硅原子上,使庞大烃基团具有增加的反应活性,这归因于在结构式(I)的硅烷中存在的烷氧基、环烷氧基或芳烷氧基OR3的某些官能团。
根据本发明的第一方面,因此,提供了含有庞大烃基团R并满足通式(III)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的生产方法R3-(x+y)(R1)x(R2)ySi(OR3)(III)其中R1表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,R2表示仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基,和R3表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或基团-OR3表示结构式(A)的2-取代或未取代的-2-氯乙氧基 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,和其中R表示仲烷基,叔烷基或环烷基,或R是如以下所定义的烷基-取代的芳族烃基团,和x表示0或1的整数和y表示0,1或2的整数,前提条件是x和y的这些整数是在0≤(x+y)≤2范围内,特征在于该方法包括让通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl3-(x+y)(OR3)(I)其中R1,R2,R3,x和y具有与以上所定义的相同的意义,与通式(II)的格利雅试剂进行反应RMgX (II)其中R表示如以上所定义的仲烷基,叔烷基或环烷基,或R表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子。
现在详细解释本发明的第一方面的以上方法。
首先,解释用于制备通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷的下列三种方法(I)-(III),该化合物在本发明的第一方面的方法中用作起始化合物。
方法(i)用作起始化合物的通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷,其中在结构式(I)的基团-OR3不指结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基团,可通过通式(IV)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(IV)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数,与通式(V)的醇进行反应R3OH (V)其中R3表示如以上所定义的伯或仲烷基,环烷基或芳烷基。
该四氯硅烷是结构式(B)的化合物 它被包括在以上结构式(IV)的化合物中(即,x=y=0的情况)。
在以上通式(IV)的化合物中的取代基R1是伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基。
R1的伯,仲或叔烷基优选是具有1-20个碳原子的直链或支链烷基,典型地诸如甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,正戊基,异戊基,仲戊基,1,1-二甲基丙基,正己基,正庚基,正辛基,2-乙基己基,正十二烷基和正十八基之类的那些直链或支链烷基。
R1的环烷基典型地是具有3-8个碳原子的环烷基,如环戊基和环己基。R1的典型链烯基可以是乙烯基,甲基烯丙基,烯丙基等。作为R1的典型炔基可以是乙炔基,1-丙炔基等。
R1的芳基典型地是苯基,烷基-取代的苯基,如邻-甲苯基,间-甲苯基,对-甲苯基,2,3-二甲苯基,2,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,2,6-二甲苯基,3,4-二甲苯基,3,5-二甲苯基,2,4,6-三甲苯基,1-萘基等。R1的芳烷基典型地是被苯基取代的低级烷基,如苄基,苯基乙基(即苯乙基)等。
该取代基R2是仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基。R2的仲烷基是具有3-10个碳原子的仲烷基和典型地是异丙基,仲丁基,仲戊基,等等。
该叔烷基R2可以是具有4-10个碳原子的那些叔烷基和典型地是叔丁基,1,1-二甲基丙基,1-乙基-1-甲基丙基,1,1,2-三甲基丙基和1,1-二乙基丙基。
R2的环烷基可以是具有3-8个碳原子的那些,如环戊基和环己基。R2的芳基可以是在与以上对于基团R1所举例的相同范围内的那些。
结构式(IV)的化合物的优选例子包括四氯硅烷,甲基三氯硅烷,乙基三氯硅烷,乙烯基三氯硅烷,苯基三氯硅烷,二苯基二氯硅烷,苯基甲基二氯硅烷,等等。
与结构式(IV)的化合物反应的结构式(V)的醇R3OH是伯或仲属烷基醇或环烷基醇或芳烷基醇。
在以上结构式(V)的醇中,烷基醇(链烷醇)典型地是甲醇,乙醇,正丙醇,异丙醇,正丁醇,异丁醇,仲丁醇,等等。该环烷基醇典型地是环戊基醇和环己基醇。典型的芳烷基醇可以是苄基醇,苯基乙基醇,等等。
烷氧基化或芳烷氧基化反应的步骤,其中通式(IV)的四氯硅烷或有机基氯硅烷与结构式(V)的醇反应,优选地为了与1mol的结构式(IV)的四氯硅烷或有机基氯硅烷反应而使用0.5-2mol,特别地0.5-1.5mol的结构式(V)的醇来进行。烷氧基化或芳烷氧基化反应的步骤可以在溶剂不存在的情况下或在质子惰性的有机溶剂中进行。作为此类质子惰性的有机溶剂,可以使用通常用于格利雅反应中的醚型溶剂如二乙基醚、四氢呋喃等,或烃型溶剂如己烷,甲苯等等。这些溶剂可以单独使用或以它们的两种或多种的任何结合物使用。烷氧基化或芳烷氧基化的反应步骤可以在-10℃-150℃,优选0℃-100℃范围内的温度下进行。与结构式(V)的醇的反应将产生作为副产物的氯化氢气体,因此需要从反应体系中逐出气体。
在以上的烷氧基化或芳烷氧基化反应的完成之后,获得了含有如此生产的通式(I)的单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-氯硅烷的反应溶液。通式(I)的化合物可通过在大气压或减压下让反应溶液进行分馏来回收。另外,该反应溶液可以原样用于本发明的第一方面的方法中,该方法对应于后续的格利雅反应步骤。
方法(ii)在用作起始化合物的通式(I)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷当中,通式(I′)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单烷氧基-三,二或单氯硅烷 其中R1,R2和R4具有与以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数,能够通过一种方法来制备,该方法包括让通式(IV)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(IV)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数,与通式(VI)的烯化氧或缩水甘油醚进行反应 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基或R4表示结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基。
通式(VI)的化合物,其中R4是氢原子或烷基,是通式(VI)的烯化氧,它是在烃链的末端具有环氧基的环氧化合物,如环氧乙烷,环氧丙烷等。
另一方面,通式(VI)的化合物,其中R4是结构式(A)的烷氧基亚甲基或链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,是通式(VI)的化合物,它是缩水甘油醚。它可以是,例如,丁基缩水甘油醚,缩水甘油基甲基醚,等等。
通式(VI)的缩水甘油醚的其它例子包括2-乙基己基缩水甘油醚,十八烷基缩水甘油醚;烯丙基缩水甘油醚;缩水甘油基苯基醚。
在方法(ii)中的反应可通过0.5-2mol的通式(VI)的烯化氧或缩水甘油醚与1mol的通式(IV)的四氯硅烷或有机基-氯硅烷在溶剂不存在的情况下或在质子惰性的有机溶剂中,例如在二乙醚中,在-10℃-150℃的温度下反应来进行。烃的混合溶剂也可使用。通式(VI)的化合物的环氧基,当它与通式(IV)的有机基-氯硅烷反应时,能够经历开环反应,因此在其中引入了通式(IV)的氯硅烷化合物的氯基团,因此没有产生氯化氢气体,与以上方法(i)相反。
方法(iii)用作起始化合物的通式(I)的有机基-未取代的或单-或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷,其中在结构式(I)的基团-OR3不指2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基团,也可通过一种方法来制备,该方法包括将通式(VII)的烷氧基硅烷(R1)x(R2)ySi(OR3)zCl4-(x+y+z)(VII)其中R1,R2和R3具有与以上所定义的相同的意义,x表示0或1的整数,和y表示0,1或2的整数,条件是x和y在的整数是在0≤(x+y)≤2范围内;和z表示2,3或4的整数,条件是它是在2≤(x+y+z)≤4的范围内,与通式(IV)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷进行混合(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(IV)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数,并进行在通式(IV)的四氯硅烷或氯硅烷和通式(VII)的烷氧基硅烷之间的歧化反应通式(VII)的烷氧基硅烷的R1和R2表示与通式(I)或(IV)的R1和R2相同的取代基。通式(VII)的烷氧基硅烷的具体例子可以是四甲氧基硅烷,四乙氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷,甲基三乙氧硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,苯基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷,二苯基二乙氧基硅烷,苯基甲基二甲氧基硅烷,和苯基甲基二乙氧基硅烷,等等。
在以上歧化反应中,通式(IV)的四氯硅烷或氯硅烷和通式(VII)的烷氧基硅烷优选按照它们的比例进行反应,该比例要求对于1mol的通式(IV)的四氯硅烷或氯硅烷使用0.1-3mol,特别地0.2-1.5mol的通式(VII)的烷氧基硅烷,以便诱导形成最高比例的所要生产的通式(I)的单氯硅烷。该歧化反应可以在溶剂不存在的情况下在0-50℃,优选10-30℃下进行。
从歧化反应的步骤获得的反应溶液是混合物的反应溶液,该混合物含有作为主要成分的通式(I)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)氯硅烷,即这一反应步骤的所需产物,和进一步含有未反应的起始原料和其中两个或更多个氯基团已经烷氧基化的副产物。
对于与在该歧化步骤之后的格利雅反应步骤对应的本发明的第一方面的方法,有可能的是从该歧化反应获得的反应溶液可以原样使用。然而,该反应溶液可以一次进行分馏以分离出通式(I)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的提纯产物,它然后可用于本发明的第一方面的方法中。
从以上解释可以清楚地看出,本发明的第一方面的方法是通过让通式(I)的氯硅烷化合物与通式(II)的格利雅试剂反应来进行。
在属于通式(II)的格利雅试剂的有机金属化合物中,其中所含的庞大烃基团R可以是仲烷基,叔烷基或环烷基,或烃基团R可以是具有如以上所定义的烷基取代基的芳族烃基团。仲烷基的例子包括异丙基,仲丁基和仲戊基。叔烷基的例子包括叔丁基,1,1-二甲基丙基,1-甲基-1-乙基丙基,1,1-二乙基丙基和1,1,2-三甲基丙基。作为该环烷基,可以列举环戊基,环己基,1-甲基环戊基,1-甲基环己基和1-乙基环己基。
对于具有烷基取代基的芳族烃基团,可以例举烷基-取代的苯基如邻-甲苯基,2,3-二甲苯基,2,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,2,6-二甲苯基和2,4,6-三甲苯基,和1-萘基等。x表示卤素原子,它是氯,溴或碘。
作为通式(II)的格利雅试剂的具体例子,可以列举异丙基氯化镁,异丙基溴化镁,异丙基碘化镁;仲丁基氯化镁,仲丁基溴化镁,仲丁基碘化镁;仲戊基氯化镁,仲戊基溴化镁,仲戊基碘化镁;环戊基氯化镁,环戊基溴化镁,环戊基碘化镁;环己基氯化镁,环己基溴化镁,环己基碘化镁;叔丁基氯化镁,叔丁基溴化镁,叔丁基碘化镁;1,1-二甲基丙基氯化镁,1,1-二甲基丙基溴化镁,1,1-二甲基丙基碘化镁;1-甲基-1-乙基丙基氯化镁,1-甲基-1-乙基丙基溴化镁,1-甲基-1-乙基丙基碘化镁;1,1-二乙基丙基氯化镁,1,1-二乙基丙基溴化镁,1,1-二乙基丙基碘化镁;1,1,2-三甲基丙基氯化镁,1,1,2-三甲基丙基溴化镁,1,1,2-三甲基丙基碘化镁;1-甲基环戊基氯化镁,1-甲基环戊基溴化镁,1-甲基环戊基碘化镁;1-甲基环己基氯化镁,1-甲基环己基溴化镁,1-甲基环己基碘化镁;1-乙基环己基氯化镁,1-乙基环己基溴化镁1-乙基环己基碘化镁;邻-甲苯基氯化镁,邻-甲苯基溴化镁,邻-甲苯基碘化镁;2,3-二甲苯基氯化镁,2,3-二甲苯基溴化镁,2,3-二甲苯基碘化镁;2,4-二甲苯基氯化镁,2,4-二甲苯基溴化镁,2,4-二甲苯基碘化镁;2,5-二甲苯基氯化镁,2,5-二甲苯基溴化镁,2,5-二甲苯基碘化镁;2,6-二甲苯基氯化镁,2,6-二甲苯基溴化镁,2,6-二甲苯基碘化镁;2,4,6-三甲苯基氯化镁,2,4,6-三甲苯基溴化镁,2,4,6-三甲苯基碘化镁;1-萘基氯化镁,1-萘基溴化镁或1-萘基碘化镁,但是这些例子绝不将可使用的格利雅试剂限制于它们。
在本发明的第一方面的方法中的格利雅反应可以在醚型溶剂中或在醚型溶剂与上述质子惰性的有机溶剂的混合溶剂中进行。作为此类质子惰性的有机溶剂,可以例举烃型溶剂,如己烷,庚烷,甲苯,二甲苯等。通式(II)的格利雅试剂优选以1-10mol,优选1-5mol/每1mol的通式(I)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)氯硅烷的比例用于格利雅反应中。
对于当从制备通式(I)的起始化合物的反应步骤中形成的反应溶液被原样用于格利雅反应时,和当使用反应溶剂时的情况,通常希望的是,该格利雅反应是在与用于前面步骤中的反应溶剂相同的醚型溶剂或相同的醚型溶剂与质子惰性的有机溶剂的混合溶剂中进行的。该格利雅反应优选在-10℃-150℃,优选20℃-150℃范围内的温度下进行。此外还希望该格利雅反应是在惰性气体气氛如氮气,氩气等中进行,因为在反应体系中氧的存在会导致与格利雅试剂反应,因此使得所需反应产物的产率的降低。
该格利雅反应可以按常规方式进行1-24小时,直到该反应完成为止。随后,添加合适量的饱和氯化铵水溶液或稀硫酸并混入到所形成的反应溶液中。因此,沉积在反应溶液中的无机镁盐能够溶于该氯化铵水溶液或稀硫酸中。该有机层然后与水层分离,和所分离的有机层在大气压或减压下进行分馏(即,精馏),据此能够回收由通式(III)的所需三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷组成的级分。
对于当有机基-未取代的或单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三氯硅烷用作通式(I)的起始化合物并与具有高度庞大叔烷基如叔丁基的格利雅试剂反应时的情况,有可能的是所生产的所需三-有机基-取代的-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的产率可以是仅仅非常低的,即使格利雅反应进行了长时间。
通式(III)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷也可由通式(III′)表示 其中R1,R2,R3,R,x和y各自具有与以上所定义的相同的意义。
作为由本发明的第一方面的方法生产的通式(III)的单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷衍生物的具体例子,可以列举三异丙基甲氧基硅烷,三异丙基乙氧基硅烷,三异丙基异丙氧基硅烷,三异丙基-正丁氧基硅烷,三异丙基-2-氯乙氧基硅烷,三异丙基苄氧基硅烷,三-仲-丁基甲氧基硅烷,三-仲-丁基乙氧基硅烷,三-仲-丁基异丙氧基硅烷,三-仲丁基-正丁氧基硅烷,三-仲丁基-2-氯乙氧基硅烷,三-仲-丁基苄氧基硅烷,三环己基甲氧基硅烷,三环己基乙氧基硅烷,三环己基异丙氧基硅烷,三环己基-正丁氧基硅烷,三环己基-2-氯乙氧基硅烷,三环己基苄氧基硅烷,三-邻-甲苯基甲氧基硅烷,三-邻-甲苯基乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基异丙氧基硅烷,三-邻-甲苯基-正丁氧基硅烷,三-邻-甲苯基-2-氯乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基苄氧基硅烷,二异丙基甲基甲氧基硅烷,二异丙基-甲基乙氧基硅烷,二异丙基甲基-异丙氧基硅烷,二异丙基甲基-正丁氧基硅烷,二异丙基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二异丙基-甲基苄氧基硅烷,二异丙基乙烯基甲氧基硅烷,二异丙基乙烯基乙氧基硅烷,二异丙基乙烯基异丙氧基-硅烷,二异丙基-乙烯基-正丁氧基硅烷,二异丙基乙烯基-2-氯乙氧基-硅烷,二异丙基乙烯基苄氧基硅烷,二异丙基-苯基甲氧基硅烷,二异丙基苯基乙氧基硅烷,二异丙基苯基异丙氧基硅烷,二异丙基-苯基-正丁氧基硅烷,二异丙基苯基-2-氯乙氧基硅烷,二异丙基苯基苄氧基硅烷,二-仲-丁基甲基甲氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-乙氧基硅烷,二-仲-丁基甲基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二-仲-丁基甲基苄氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基甲氧基硅烷,二-仲丁基-乙烯基乙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-正丁氧基硅烷,二-仲丁基-乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-苄氧基硅烷,二-仲-丁基苯基甲氧基硅烷,二-仲-丁基苯基乙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-异丙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-2-氯乙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-苄氧基硅烷,二环己基甲基甲氧基硅烷,二环己基甲基甲氧基硅烷,二环己基-甲基异丙氧基硅烷,二环己基甲基-正丁氧基硅烷,二环己基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二环己基甲基苄氧基硅烷,二环己基乙烯基-甲氧基硅烷,二环己基乙烯基乙氧基硅烷,二环己基乙烯基异丙氧基硅烷,二环己基乙烯基-正丁氧基硅烷,二环己基乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二环己基乙烯基苄氧基硅烷,二环己基-苯基甲氧基硅烷,二环己基苯基乙氧基硅烷,二环己基苯基异丙氧基硅烷,二环己基苯基-正丁氧基硅烷,二环己基苯基-2-氯乙氧基硅烷,二环己基苯乙基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-2-氯乙氧基-硅烷,二-邻-甲苯基甲基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基-苯基-2-氯乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基苄氧基硅烷,异丙基二苯基甲氧基硅烷,异丙氧基二苯基乙氧基硅烷,异丙基二苯基-异丙氧基硅烷,异丙基二苯基-正丁氧基硅烷,异丙基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,异丙基二苯基苄氧基硅烷,仲-丁基二苯基-甲氧基硅烷,仲-丁基二苯基乙氧基硅烷,仲丁基-二苯基异丙氧基硅烷,仲-丁基二苯基-正丁氧基硅烷,仲-丁基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,仲-丁基二苯基苄氧基硅烷,环己基-二苯基甲氧基硅烷,环己基二苯基乙氧基硅烷,环己基二苯基异丙氧基硅烷,环己基-二苯基-正丁氧基硅烷,环己基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,环己基二苯基苄氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基甲氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基-乙氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基异丙氧基硅烷,邻-甲苯基-二苯基-正丁氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基-2-氯乙氧基-硅烷,邻-甲苯基二苯基苄氧基硅烷,叔-丁基二苯基甲氧基硅烷,叔-丁基二苯基-乙氧基硅烷,叔丁基-二苯基异丙氧基硅烷,叔-丁基二苯基-正丁氧基硅烷,叔-丁基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,叔丁基-二苯基苄氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基甲氧基硅烷,叔-丁基苯基-甲基乙氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基异丙氧基-硅烷,叔-丁基苯基甲基-正丁氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基-2-氯乙氧基硅烷,等等,但它们决不将结构式(III)的硅烷衍生物的范围限于它们。
在能够由本发明的第一方面的方法生产的结构式(III)的硅烷衍生物当中,三-异丙基-单烷氧基硅烷,三-仲丁基-单烷氧基硅烷和三-环己基-单烷氧基硅烷特别可用作三-有机基-氯硅烷的合成的原料,该三-有机基-氯硅烷是用于保护在药物等的合成生产的各种方法中生产的化学中间体化合物的官能羟基的一种硅烷化剂;以及它们也用于其它有用的应用中。
从以上解释可以清楚地看出,从相对便宜的四氯硅烷SiCl4开始制备结构式(I)的单(甲氧基,乙氧基,异丙氧基,正丁氧基或苄氧基或2-氯乙氧基)-三氯硅烷的步骤能够通过四氯硅烷与1摩尔比例的例如甲醇,乙醇,正丁醇,异丙醇或苄醇或环氧乙烷等在溶剂不存在下或在通常用于格利雅反应的醚型有机溶剂(有机溶剂可以是包括醚和质子惰性的芳族烃溶剂如甲苯的混合溶剂)中反应来进行。
生产具有三个如以上所定义的仲烷基、环烷基或烷基-取代的芳族烃基团的结构式(III)的所需三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的后续步骤能够接着以一种方式来进行,该方式应使得在以上步骤中生产的结构式(I)的单-(有机基-氧基)-三氯硅烷化合物或含有结构式(I)的单-(有机基-氧基)-三氯硅烷化合物的反应溶液与含有仲烷基或环烷基或烷基-取代的芳族烃基团的结构式(II)的格利雅试剂反应。而且,有利的是,在前面步骤中生产的通式(I)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)-三氯硅烷化合物作为中间体产物能够直接用于后续的步骤中,即使没有将它从前面步骤中获得的反应溶液中分离出来,和因此有可能以相继或连串方式进行上述的前面步骤和后续步骤。
根据本发明的第二方面,因此,提供了通式(IIIa)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的生产方法(Ra)3-Si-(OR3a) (IIIa)其中R3a表示1-6个碳原子的直链或支链烷基或环烷基或芳烷基和Ra表示如以上所定义的仲烷基或环烷基或烷基-取代的芳族烃基团,或提供了通式(IIIb)的三-有机基-单-(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)硅烷的生产方法
其中R4a表示氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4a表示(C1-C20)烷氧基-亚甲基,(C2-C10)链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,和Ra是如以上所定义并表示仲烷基或环烷基,或Ra是如以上所定义的烷基-取代的芳族烃基团,特征在于该方法包括第一步骤让四氯硅烷与结构式(Va)的醇R3a-OH (Va)其中R3a具有与以上所定义的相同的意义,或与结构式(VIa)的烯化氧或缩水甘油醚 其中R4a具有与以上所定义的相同的意义,在任何溶剂不存在下或在通常用于格利雅反应的醚型溶剂或芳族烃溶剂的存在下,进行反应,因此生产出结构式(Ia)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)-三氯硅烷(R3aO)-Si-Cl3(Ia)其中R3a具有与以上所定义的相同的意义,或生产出结构式(Ib)的单(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)-三氯硅烷(R3bO)-Si-Cl3(Ib)其中该基团R3bO-表示结构式(A′)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基团 其中R4a具有与以上所定义的相同的意义;以及第二步骤将从第一步骤获得的并在其中含有所生产的结构式(Ia)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)-三氯硅烷或生产的结构式(Ib)的单(2-取代或未取代的-2-氯乙氧基)-三氯硅烷的反应溶液,与结构式(II′)的格利雅试剂掺混RaMgx(II′)其中Ra表示仲烷基或环烷基,或Ra表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子,和随后进行在结构式(Ia)或(Ib)的化合物和结构式(II′)的格利雅试剂之间的预定格利雅反应,以生产出结构式(IIIa)或(IIIb)的硅烷化合物。
在本发明的第二方面的方法中,它的第一步步骤,为了制备可用于本发明的第一方面的方法中的结构式(Ia)或(Ib)的起始化合物,可以按照与上述方法(i)和方法(ii)的方式相同的方式来进行,其中通式(IV)的四氯硅烷或有机基-氯硅烷化合物与通式(V)的醇R3OH或通式(VI)的烯化氧或缩水甘油醚反应。本发明的该第二方面的方法的第二步骤可以按照与对于本发明的第一方面的方法所解释的相同的方式来进行。
根据本发明的第一和第二方面的生产方法,能够容易地和有效地生产出具有至少两个庞大烃基团的三-有机基-单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)硅烷化合物,无需使用难以处置的锂试剂,和无需使用高毒性的催化剂。
除了有关本发明的第一和第二方面的我们的研究工作外,我们现在也急切地进行我们的研究,旨在开发用于三-有机基-单-氯硅烷的生产中的新型方法。在相关的现有技术中,一般的常识是,当具有可水解的基团的三-有机基-硅烷化合物用已添加在其中的氢氯酸处理时,它发生水解而形成硅烷醇,后者然后脱水和缩合而转化成硅氧烷化合物。
然而,出乎意料地,我们现在已经发现,作为我们现在进行的研究的结果,如果氢氯酸与三-有机基-硅烷在合适条件下反应,则三-有机基-硅烷能够转变成三-有机基-氯硅烷。本发明的我们的第三方面基于这一发现得以完成。
因此,根据本发明的第三方面,提供了通式(XIIa)的三-有机基-单氯硅烷的生产方法(R1)(R2)(R3)SiCl (XIIa)其中R1,R2和R3彼此相同或不同并各自表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳烷基或芳基,但是其中R1,R2和R3各自和全部不同时表示甲基,或提供了通式(XIIb)的三-有机基-单氯-硅烷的生产方法(R1)(R2)(R3a)SiCl(XIIb)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义和R3a是仲烷基或叔烷基或环烷基,或R3a是烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与可键接于镁原子上的芳族烃基团的碳原子相邻,特征在于该方法包括让氢氯酸与结构式(XIa)的三-有机基-硅烷化合物(R1)(R2)(R3)SiZ1(XIa)其中R1,R2和R3各具有与以上所定义的相同的意义和Z1是可水解的基团,或特别地与含有庞大烃基团R3a和具有结构式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物,进行反应(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)其中R1,R2和R3a具有与以上所定义的相同的意义和Z2是伯或仲烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基,或Z2是结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基团 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,因此生产出结构式(XIIa)的三-有机基-单氯硅烷或结构式(XIIb)的三-有机基-单氯硅烷。
应该指出,对于根据本发明的第三方面的通式(XIa)或(XIb)的R1和R2的定义比对于根据本发明的第一方面的方法的通式(I)所给出的R1和R2的那些定义更宽。
在用于本发明的第三方面的方法中的通式(XIa)的三-有机基-硅烷化合物中的可水解的基团Z1是取代的或未取代的烷氧基,环烷氧基,芳烷氧基,酰氧基,氨基,无机酸酯残基,或假卤素基团,特别地氰基。作为可水解的基团Z1的烷氧基的例子包括甲氧基,乙氧基,正丙氧基,异丙氧基,正丁氧基,仲丁氧基,异丁氧基,正己氧基,环己氧基,正辛基氧基,2-乙基己氧基,3-甲基丁氧基,苯氧基,2-氯乙氧基,2-氯-3-正丁氧基丙氧基等,但它们没有将基团Z1的范围限于它们。
作为可水解的基团Z1的酰氧基的典型实例,可以给出乙酰氧基,和作为氨基,不仅有简单的氨基,而且有二甲基氨基,二乙基氨基,二-正丙基氨基,二异丙基氨基,二-正丁基氨基和二-正辛基氨基,等等。Z1的无机酸的酯残基的例子是硫酸酯残基等。作为Z1的假卤素基团的例子,有氰基基团,硫氰基,异硫氰基等,但它们没有此类基团的范围。而且,本发明的第三方面的方法的氯化反应特别适合于具有庞大烃取代基和具有通式(XIb)的三-有机基-单氯硅烷的制备。
在本发明的第三方面方法中用作起始化合物的通式(XIa)的三-有机基-硅烷化合物的有机基团R1、R2和R3可以彼此相同或彼此不相同,并且它们可以是伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,或芳烷基或芳基。
结构式(XIa)的R1,R2或R3的烷基优选是1-20个碳原子的直链或支链烷基和具体地是甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,正戊基,异戊基,仲戊基,1,1-二甲基-丙基,正己基,正庚基,正辛基,2-乙基己基,正十二烷基,正十八基以及其它基团。对于作为R1,R2,R3的烷基是仲或叔烷基的情况,它可以是下面对于基团R3a所列出的仲或叔烷基。在通式(XIa)中的R1,R2或R3的环烷基可以是具有3-8个碳原子的基团,如环戊基,环己基等。对于在通式(XIa)中的R1,R2或R3的链烯基,可以列举乙烯基,甲基烯丙基,烯丙基等。对于R1、R2或R3的炔基,可以列举乙炔基,1-丙炔基等。对于R1,R2或R3的芳基,可以列举苯基,烷基-取代的苯基,如邻-甲苯基,间-甲苯基,对-甲苯基,2,3-二甲苯基,2,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,2,6-二甲苯基,3,4-二甲苯基,3,5-二甲苯基,2,4,6-三甲苯基,或1-萘基等。对于R1,R2或R3的芳烷基,可提到苯基-取代的低级烷基,例如,苄基,苯基乙基(即,苯乙基),等等。
在通式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的有机基团R1和R2可以与通式(XIa)的R1和R2的那些基团相同。通式(XIb)的化合物的有机基团R3a是仲烷基,叔烷基或环烷基,或烷基-取代的芳族烃基团。作为R3a的仲烷基优选是3-10个碳原子的基团,如,例如,异丙基,仲丁基和仲戊基。R3a的叔烷基优选是4-10个碳原子的基团,如,例如,叔丁基,1,1-二甲基丙基,1-甲基-1-乙基丙基,1,1-二乙基乙基基团,1,1,2-三-甲基丙基等等。R3a的环烷基优选是3-8个碳原子的基团,如,例如,环戊基,环己基,1-甲基环戊基,1-甲基环己基,1-乙基环己基等。R3a的烷基-取代的芳族烃基团优选是7-10个碳原子的基团,如烷基-取代的苯基,例如,邻-甲苯基,2,3-二甲苯基,2,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,2,6-二甲苯基,2,4,6-三甲苯基,或1-萘基等。
在本发明的第三方面的方法中,氢氯酸能够以1-50mol的氯化氢/每1mol的通式(XIa)或(XIb)的起始三-有机基-硅烷化合物的比例使用。氢氯酸的浓度取决于具有通式(XIIa)或(XIIb)的所生产的三-有机基-氯硅烷的可水解性。氢氯酸的可用浓度范围是10%(按重量计)到饱和浓度(37wt%),在该范围内可以选择HCl的合适浓度。对于通式(XIIa)或(XIIb)的三-有机基-单氯硅烷产物是高度可水解的情况,希望使用大量的具有高氯化氢浓度的氢氯酸。也有可能将氢氯酸与氯化氢气体联合使用。氯化反应的反应温度可以是-20℃-100℃,优选-10℃-50℃。
在本发明的第三方面的方法中,与氢氯酸的反应可以在有机溶剂中进行。作为有机溶剂,可提到醇溶剂,如甲醇,乙醇;或脂族烃溶剂,如己烷,庚烷;或芳族烃溶剂,如甲苯,苯,二甲苯;或醚溶剂,如四氢呋喃,等等。该有机溶剂可以添加到反应介质中,单独或多种一起。对于使用有机溶剂的情况,在反应介质中有机溶剂的浓度没有特别地限制。然而,如果使用质子溶剂如醇,则质子有机溶剂的浓度有可能加以限制,这取决于所需产物的可水解性。
作为用作本发明的第三方面的方法的起始化合物的通式(XIa)或(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的具体例子,可列举,首先,三乙基甲氧基-硅烷,其中包括三异丙基甲氧基硅烷,三异丙基-乙氧基硅烷,三异丙基异丙氧基硅烷,三异丙基-正丁氧基硅烷,三异丙基-2-氯乙氧基硅烷,三异丙基-3-甲基丁氧基硅烷,三异丙基-苄氧基硅烷,三-仲-丁基甲氧基硅烷,三-仲-丁基乙氧基硅烷,三-仲-丁基异丙氧基硅烷,三-仲丁基-正丁氧基硅烷,三-仲丁基-2-氯乙氧基硅烷,三-仲丁基-3-甲基戊氧基硅烷,三-仲-丁基苄氧基硅烷,三环己基甲氧基硅烷,三环己基乙氧基硅烷,三环己基异丙氧基硅烷,三环己基-正丁氧基硅烷,三环己基-2-氯乙氧基硅烷,三环己基-2-环己基-乙氧基硅烷,三环己基苄氧基硅烷,三-邻-甲苯基甲氧基硅烷,三-邻-甲苯基乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基-异丙氧基硅烷,三-邻-甲苯基-正丁氧基硅烷,三-邻-甲苯基-2-氯乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基-2-邻-甲苯基-乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基苄氧基硅烷,二异丙基-甲基甲氧基硅烷,二异丙基甲基乙氧基硅烷,二异丙基甲基异丙氧基硅烷,二异丙基甲基-正丁氧基硅烷,二异丙基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二异丙基甲基-3-甲基丁氧基硅烷,二异丙基-甲基苄氧基硅烷,二异丙基乙烯基甲氧基硅烷,二异丙基乙烯基乙氧基硅烷,二异丙基乙烯基异丙氧基硅烷,二异丙基乙烯基-正丁氧基硅烷,二异丙基乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二异丙基乙烯基-3-甲基丁氧基硅烷,二异丙基乙烯基苄氧基硅烷,二异丙基苯基甲氧基硅烷,二异丙基苯基乙氧基-硅烷,二异丙基苯基异丙氧基硅烷,二异丙基-苯基-正丁氧基硅烷,二异丙基苯基-2-氯乙氧基-硅烷,二异丙基苯基-3-甲基丁氧基硅烷,二异丙基苯基苄氧基硅烷,二-仲-丁基甲基甲氧基-硅烷,二-仲-丁基甲基乙氧基硅烷,二-仲丁基-甲基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二-仲丁基-甲基-3-甲基戊氧基硅烷,二-仲-丁基甲基苄基-氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基甲氧基硅烷,二-仲丁基-乙烯基乙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-3-甲基戊氧基-硅烷,二-仲-丁基乙烯基苄氧基硅烷,二-仲丁基-苯基甲氧基硅烷,二-仲-丁基苯基乙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-2-氯乙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-3-甲基戊氧基硅烷,二-仲-丁基苯基苄氧基硅烷,二环己基甲基甲氧基-硅烷,二环己基甲基甲氧基硅烷,二环己基-甲基异丙氧基硅烷,二环己基甲基-正丁氧基硅烷,二环己基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二环己基-甲基-2-环己基乙氧基硅烷,二环己基甲基-苄氧基硅烷,二环己基乙烯基甲氧基硅烷,二环己基乙烯基乙氧基硅烷,二环己基乙烯基异丙氧基硅烷,二环己基乙烯基-正丁氧基硅烷,二环己基乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二环己基乙烯基-2-环己基乙氧基硅烷,二环己基乙烯基苄氧基硅烷,二环己基苯基甲氧基硅烷,二环己基苯基乙氧基硅烷,二环己基苯基异丙氧基硅烷,二环己基苯基-正丁氧基硅烷,二环己基苯基-2-氯乙氧基硅烷,二环己基-苯基-2-环己基乙氧基硅烷,二环己基苯基-苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-2-氯乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-2-氯乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基-苯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基苄基-氧基硅烷,异丙基二甲基甲氧基硅烷,异丙基-二甲基乙氧基硅烷,异丙基二甲基异丙氧基硅烷,异丙基二甲基-正丁氧基硅烷,异丙基二甲基-2-氯乙氧基硅烷,异丙基二甲基-3-甲基丁氧基硅烷,异丙基二甲基苄氧基硅烷,异丙基二乙烯基甲氧基硅烷,异丙基二乙烯基-乙氧基硅烷,异丙基二乙烯基异丙氧基硅烷,异丙基二乙烯基-正丁氧基硅烷,异丙基二乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,异丙基二乙烯基-3-甲基-丁氧基硅烷,异丙基二乙烯基苄氧基硅烷,异丙基二苯基甲氧基硅烷,异丙基二苯基乙氧基-硅烷,异丙基二苯基异丙氧基硅烷,异丙基-二苯基-正丁氧基硅烷,异丙基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,异丙基二苯基-3-甲基-丁氧基硅烷,异丙基二苯基苄氧基硅烷,仲-丁基二甲基甲氧基硅烷,仲-丁基二甲基乙氧基硅烷,仲-丁基二甲基异丙氧基硅烷,仲-丁基二甲基-正丁氧基硅烷,仲-丁基二甲基-2-氯乙氧基硅烷,仲-丁基二甲基-3-甲基戊氧基硅烷,仲丁基-二甲基苄氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基甲氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基乙氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基异丙氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基-正丁氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基-3-甲基戊氧基硅烷,仲-丁基二乙烯基苄氧基硅烷,仲-丁基二苯基甲氧基硅烷,仲-丁基二苯基乙氧基硅烷,仲-丁基二苯基异丙氧基硅烷,仲-丁基二苯基-正丁氧基硅烷,仲-丁基二苯基-2-氯-乙氧基硅烷,仲-丁基二苯基-3-甲基戊氧基硅烷,仲-丁基二苯基苄氧基硅烷,环己基二甲基-甲氧基硅烷,环己基二甲基乙氧基硅烷,环己基二甲基异丙氧基硅烷,环己基二甲基-正丁氧基硅烷,环己基二甲基-2-氯乙氧基硅烷,环己基二甲基-2-环己基乙氧基硅烷,环己基二甲基苄氧基硅烷,环己基-二乙烯基甲氧基硅烷,环己基二乙烯基乙氧基硅烷,环己基二乙烯基异丙氧基硅烷,环己基二乙烯基-正丁氧基硅烷,环己基二乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,环己基二乙烯基-2-环己基乙氧基硅烷,环己基-二乙烯基苄氧基硅烷,环己基二苯基甲氧基硅烷,环己基二苯基乙氧基硅烷,环己基二苯基-异丙氧基硅烷,环己基二苯基-正丁氧基硅烷,环己基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,环己基-二苯基-2-环己基乙氧基硅烷,环己基二苯基-苄氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基甲氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基乙氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基异丙氧基-硅烷,邻-甲苯基二甲基-正丁氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基-2-氯乙氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基-2-邻-甲苯基-乙氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基苄氧基硅烷,邻-甲苯基二乙烯基甲氧基硅烷,邻-甲苯基二乙烯基乙氧基硅烷,邻-甲苯基二乙烯基异丙氧基硅烷,邻-甲苯基二甲基-正丁氧基硅烷,邻-甲苯基二乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,邻-甲苯基二乙烯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,邻-甲苯基-二乙烯基苄氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基甲氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基乙氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基异丙氧基-硅烷,邻-甲苯基二苯基-正丁氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基-2-邻-甲苯基乙氧基-硅烷,邻-甲苯基二苯基苄氧基硅烷,叔-丁基二甲基甲氧基硅烷,叔-丁基二甲基乙氧基-硅烷,叔-丁基二甲基异丙氧基硅烷,叔-丁基二甲基-正丁氧基硅烷,叔-丁基二甲基-2-氯乙氧基硅烷,叔-丁基二甲基-3,3-二甲基丁氧基硅烷,叔-丁基二甲基苄氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基甲氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基乙氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基异丙氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基-正丁氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基-2-氯乙氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基-3,3-二甲基丁氧基硅烷,叔-丁基二乙烯基苄氧基硅烷,叔-丁基二苯基甲氧基硅烷,叔-丁基二苯基-乙氧基硅烷,叔-丁基二苯基异丙氧基硅烷,叔-丁基二苯基-正丁氧基硅烷,叔-丁基二苯基-2-氯乙氧基硅烷,叔-丁基二苯基-3,3-二甲基丁氧基硅烷,叔-丁基二苯基苄氧基硅烷,叔-丁基乙烯基甲基甲氧基硅烷,叔-丁基乙烯基-甲基乙氧基硅烷,叔-丁基乙烯基甲基异丙氧基-硅烷,叔-丁基乙烯基甲基-正丁氧基硅烷,叔-丁基乙烯基甲基-2-氯乙氧基硅烷,叔-丁基乙烯基-甲基-3,3-二甲基-正丁氧基硅烷,叔-丁基苯基-甲基甲氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基乙氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基异丙氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基-正丁氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基-2-氯乙氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基-3,3-二甲基丁氧基硅烷,等。
在通式(XIa)或(XIb)的硅烷化合物中存在的以上例举的未取代的或取代的烷氧基,如甲氧基,乙氧基,异丙氧基,2-氯乙氧基,丁氧基,能够在本发明的第三方面的方法中用氢氯酸处理而被氯基团取代,得到相应的三-有机基-单氯硅烷。
作为由本发明的第三方面方法生产的三-有机基-单氯-硅烷的具体例子,可列举三乙基氯硅烷,三-正丙基氯硅烷,三异丙基氯硅烷,三-正丁基氯硅烷,三异丁基氯硅烷,三-仲-丁基氯硅烷,三-叔-丁基氯硅烷,三-正辛基氯硅烷,三环戊基氯硅烷,三环己基氯硅烷,三甲基烯丙基氯硅烷,三-邻-甲苯基氯硅烷,三-2,3-二甲苯基氯硅烷,三-2,4-二甲苯基氯硅烷,三-2,5-二甲苯基氯硅烷,三-2,6-二甲苯基氯硅烷,三-3,4-二甲苯基氯硅烷,三-3,5-二甲苯基氯硅烷,三(2,4,6-三甲苯基)氯硅烷,甲基二-正丙基氯硅烷,甲基二异丙基氯硅烷,甲基二-正丁基氯硅烷,甲基-二异丁基氯硅烷,甲基二-仲-丁基氯硅烷,甲基二-叔-丁基氯硅烷,甲基二-正辛基氯硅烷,甲基二环戊基氯硅烷,甲基二环己基氯硅烷,甲基二甲基烯丙基氯硅烷,甲基二-邻-甲苯基氯硅烷,甲基二-2,3-二甲苯基-氯硅烷,甲基二-2,4-二甲苯基氯硅烷,甲基二-2,5-二甲苯基氯硅烷,甲基二-2,6-二甲苯基氯硅烷,甲基二-3,4-二甲苯基氯硅烷,甲基二-3,5-二甲苯基氯硅烷,甲基二(2,4,6-三甲苯基)氯硅烷,乙烯基二乙基氯硅烷,乙烯基二-正丙基氯硅烷,乙烯基二异丙基氯硅烷,乙烯基二-正丁基氯硅烷,乙烯基二异丁基氯硅烷,乙烯基二-仲-丁基氯-硅烷,乙烯基二-叔-丁基氯硅烷,乙烯基二-正辛基氯硅烷,乙烯基二环戊基氯硅烷,乙烯基二环己基氯硅烷,乙烯基二甲基烯丙基-氯硅烷,乙烯基二-邻-甲苯基氯硅烷,乙烯基-二-2,3-二甲苯基氯硅烷,乙烯基二-2,4-二甲苯基氯硅烷,乙烯基二-2,5-二甲苯基氯硅烷,乙烯基二-2,6-二甲苯基氯-硅烷,乙烯基二-3,4-二甲苯基氯硅烷,乙烯基二-3,5-二甲苯基-氯硅烷,乙烯基二(2,4,6-三甲苯基)氯硅烷,苯基二乙基-氯硅烷,苯基二-正丙基氯硅烷,苯基-二异丙基氯硅烷,苯基二-正丁基氯硅烷,苯基-二异丁基氯硅烷,苯基二-仲-丁基氯硅烷,苯基二-叔-丁基氯硅烷,苯基二-正辛基氯硅烷,苯基二环戊基氯硅烷,苯基二环己基氯硅烷,苯基二甲基烯丙基氯硅烷,苯基二-邻-甲苯基氯硅烷,苯基二-2,3-二甲苯基氯硅烷,苯基二-2,4-二甲苯基氯硅烷,苯基二-2,5-二甲苯基氯硅烷,苯基二-2,6-二甲苯基氯硅烷,苯基二-3,4-二甲苯基氯-硅烷,苯基二-3,5-二甲苯基氯硅烷,苯基二(2,4,6-三甲苯基)-氯硅烷,正丙基二甲基氯硅烷,异丙基-二甲基氯硅烷,正丁基二甲基氯硅烷,异丁基二甲基氯硅烷,仲-丁基二甲基氯硅烷,叔-丁基二甲基氯硅烷,正辛基二甲基-氯硅烷,环戊基二甲基氯硅烷,环己基二甲基氯硅烷,甲基烯丙基二甲基-氯硅烷,邻-甲苯基二甲基氯硅烷,2,3-二甲基苯基-二甲基氯硅烷,2,4-二甲基苯基二甲基氯硅烷,2,5-二甲基苯基二甲基氯硅烷,2,6-二甲基苯基二甲基-氯硅烷,3,4-二甲基苯基二甲基氯硅烷,3,5-二甲基苯基二甲基氯硅烷,(2,4,6-三甲苯基)二甲基-氯硅烷,正丙基乙烯基甲基氯硅烷,异丙基乙烯基甲基氯硅烷,正丁基乙烯基甲基-氯硅烷,异丁基乙烯基甲基氯硅烷,仲-丁基乙烯基甲基氯硅烷,叔-丁基乙烯基甲基-氯硅烷,正辛基乙烯基甲基氯硅烷,环戊基乙烯基甲基氯硅烷,环己基乙烯基-甲基氯硅烷,甲基烯丙基乙烯基甲基氯硅烷,邻-甲苯基乙烯基甲基氯硅烷,2,3-二甲基苯基乙烯基甲基氯-硅烷,2,4-二甲基苯基乙烯基甲基氯硅烷,2,5-二甲基苯基乙烯基-甲基氯硅烷,2,6-二甲基苯基乙烯基甲基氯硅烷,3,4-二甲基苯基乙烯基甲基氯硅烷,3,5-二甲基苯基乙烯基-甲基氯硅烷,(2,4,6-三甲苯基)乙烯基甲基氯硅烷,正丙基苯基甲基氯硅烷,异丙基苯基-甲基氯硅烷,正丁基苯基甲基氯硅烷,异丁基苯基甲基氯硅烷,仲-丁基苯基甲基-氯硅烷,叔-丁基苯基甲基氯硅烷,正辛基苯基甲基氯硅烷,环戊基苯基甲基-氯硅烷,环己基苯基甲基氯硅烷,甲基烯丙基苯基甲基氯硅烷,邻-甲苯基苯基甲基-氯硅烷,2,3-二甲基苯基苯基甲基氯硅烷,2,4-二甲基苯基苯基甲基氯硅烷,2,5-二甲基苯基苯基-甲基氯硅烷,2,6-二甲基苯基苯基甲基氯硅烷,3,4-二甲基苯基苯基甲基氯硅烷,3,5-二甲基苯基苯基-甲基氯硅烷,(2,4,6-三甲苯基)苯基甲基氯硅烷,正丙基二乙烯基氯硅烷,异丙基二乙烯基氯硅烷,正丁基二乙烯基氯硅烷,异丁基二乙烯基氯硅烷,仲-丁基二乙烯基氯硅烷,叔-丁基二乙烯基氯硅烷,正辛基二乙烯基氯硅烷,环戊基二乙烯基氯硅烷,环己基二乙烯基氯硅烷,甲基烯丙基二乙烯基氯硅烷,邻-甲苯基二乙烯基氯硅烷,2,3-二甲基苯基二乙烯基氯-硅烷,2,4-二甲基苯基二乙烯基氯硅烷,2,5-二甲基苯基二乙烯基-氯硅烷,2,6-二甲基苯基二乙烯基氯硅烷,3,4-二甲基苯基-二乙烯基氯硅烷,3,5-二甲基苯基二乙烯基氯硅烷,(2,4,6-三甲苯基)二乙烯基氯硅烷,正丙基二苯基氯硅烷,异丙基二苯基氯硅烷,正丁基二苯基氯硅烷,异丁基二苯基氯硅烷,仲-丁基二苯基氯硅烷,叔-丁基二苯基氯硅烷,正辛基二苯基氯硅烷,环戊基二苯基-氯硅烷,环己基二苯基氯硅烷,甲基烯丙基二苯基氯硅烷,邻-甲苯基二苯基氯硅烷,2,3-二甲基苯基二苯基氯硅烷,2,4-二甲基苯基二-苯基氯硅烷,2,5-二甲基苯基二苯基氯硅烷,2,6-二甲基苯基二苯基氯硅烷,3,4-二甲基苯基二苯基-氯硅烷,3,5-二甲基苯基二苯基氯硅烷,2,4,6-三甲苯基-二苯基氯硅烷,等等,但是这些特殊的例子没有限制预定的三-有机基-单氯硅烷的范围。
在由本发明的第三方面方法生产的以上列举的化合物当中,三异丙基氯硅烷,三-仲-丁基氯硅烷,三环戊基氯硅烷,三环己基氯硅烷和叔-丁基二甲基氯硅烷特别可用于药物和类似物的生产的目的和也用作三-有机基-氯硅烷,后者是用于保护合成中间体的官能团的硅烷化剂或是用于此类硅烷化剂的制备中的中间体。
几种方法可用于通式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的制备(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)它含有庞大烃基团R3a如仲或叔烷基,和它在本发明的第三方面的方法中用作起始化合物。
具体地说,现有如在下面(i)-(vi)中所述的可利用的方法(A),方法(B),方法(C),方法(D),方法(E)和方法(F)。
(i)方法(A)为了通式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的制备而作调整(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)其中在通式(XIb)中的基团Z2不指结构式(A)的2-取代或未取代的-2-氯乙氧基,它被用作起始化合物。这一方法(A)包括让通式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2具有与以上定义的相同的意义以及x和y各自是0,1或2的整数,并且是在0≤(x+y)≤2的范围内,与通式(XIV)的醇进行反应R6OH (XIV)其中R6表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,因此生产出通式(XVa)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl3-(x+y)(OR6)(XVa)其中R1,R2,R6,x和y具有与以上所定义的相同的意义,然后让结构式(XVa)的三,二或单氯硅烷化合物与结构式(XVI)的格利雅试剂反应(R3a)MgX (XVI)其中R3a表示如以上所定义的仲烷基,叔烷基或环烷基,或R3a表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子。
作为用于这一方法(A)的结构式(XIII)的氯硅烷化合物的优选的例子,可提及四氯硅烷,甲基三氯硅烷,二甲基二氯硅烷,乙基三氯硅烷,乙烯基三氯硅烷,二乙烯基二氯硅烷,苯基三氯硅烷,二苯基二氯硅烷,乙烯基甲基二氯硅烷,苯基甲基二氯硅烷,等。
与结构式(XIII)的氯硅烷化合物反应的结构式(XIV)的醇R6OH包括伯或仲烷基醇或环烷基醇或芳烷基醇。
在结构式(XIV)的醇当中,该烷基醇(链烷醇)可以具体地是甲醇,乙醇,正丙醇,异丙醇,正丁醇,异丁醇,仲丁醇,等等。该环烷基醇可以是,例如,环戊醇和环己基醇。该芳烷基醇可以是,例如,苄醇,苯乙醇,等等。
包括让结构式(XIII)的四氯硅烷或有机基-氯硅烷与结构式(XIV)的醇反应的烷氧基化或芳烷氧基化反应的步骤优选通过使用0.5-2mol,特别地0.5-1.5mol的结构式(XIV)的醇/每1mol的结构式(XIII)的四氯硅烷或有机基-氯硅烷。
烷氧基化或芳烷氧基化反应的步骤可以在溶剂不存在的情况下或在质子惰性的有机溶剂中进行。作为质子惰性的有机溶剂,可使用通常用于格利雅反应中的醚溶剂,如二乙基醚,四氢呋喃,或烃熔剂如己烷,甲苯。溶剂可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。该烷氧基化或芳烷氧基化反应可以在-10℃-150℃,优选0℃-100℃范围内的温度下进行。与结构式(XIV)的醇的这一烷氧基化或芳烷氧基化反应会产生作为副产物的氯化氢气体,因此需要从该反应体系中逐出氯化氢气体。
在烷氧基化或芳烷氧基化反应的完成之后,获得了含有如此生产的通式(XVa)的单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-氯硅烷的反应溶液。结构式(XVa)的单-有机基-氯硅烷可通过让反应溶液在大气压力或减压下进行分馏来分离或回收。另外地,该反应溶液可以原样使用,即直接地,用于后续的格利雅反应步骤中。
接着,在以上步骤中获得的结构式(XVa)的单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)氯硅烷与通式(XVI)的格利雅试剂反应。
作为结构式(XVI)的格利雅试剂的具体实例,可列举异丙基氯化镁,异丙基溴化镁,异丙基碘化镁;仲丁基氯化镁,仲丁基溴化镁,仲丁基碘化镁;仲戊基氯化镁,仲戊基溴化镁和仲戊基碘化镁。格利雅试剂的其它例子包括环戊基氯化镁,环戊基溴化镁,环戊基碘化镁;环己基氯化镁,环己基溴化镁,环己基碘化镁;叔丁基氯化镁,叔丁基溴化镁,叔丁基碘化镁;1,1-二甲基丙基氯化镁,1,1-二甲基丙基溴化镁,1,1-二甲基丙基碘化镁;1-甲基-1-乙基丙基氯化镁,1-甲基-1-乙基丙基溴化镁,1-甲基-1-乙基丙基碘化镁;1,1-二乙基丙基氯化镁,1,1-二乙基丙基溴化镁,1,1-二乙基丙基碘化镁;1,1,2-三甲基丙基氯化镁,1,1,2-三甲基丙基溴化镁,1,1,2-三甲基-丙基碘化镁;1-甲基环戊基氯化镁,1-甲基环戊基溴化镁,1-甲基环戊基碘化镁;1-甲基环己基氯化镁,1-甲基环己基溴化镁,1-甲基环己基碘化镁;1-乙基环己基氯化镁,1-乙基环己基溴化镁,1-乙基环己基碘化镁;邻-甲苯基氯化镁,邻-甲苯基溴化镁,邻-甲苯基碘化镁;2,3-二甲基苯基氯化镁,2,3-二甲基苯基溴化镁,2,3-二甲基苯基碘化镁;2,4-二甲基苯基氯化镁,2,4-二甲基苯基溴化镁,2,4-二甲基苯基碘化镁;2,5-二甲基苯基氯化镁,2,5-二甲基苯基溴化镁,2,5-二甲基苯基碘化镁;2,6-二甲基苯基氯化镁,2,6-二甲基苯基溴化镁,2,6-二甲基苯基碘化镁;2,4,6-三甲苯基氯化镁,2,4,6-三甲苯基溴化镁,2,4,6-三甲苯基碘化镁;1-萘基氯化镁,1-萘基溴化镁或1-萘基碘化镁。然而,这些例子没有限制可使用的格利雅试剂的范围。
以上格利雅反应可以在醚溶剂中或在醚溶剂与质子惰性的有机溶剂的混合溶剂中进行。作为可使用的质子惰性的有机溶剂,可以提到烃熔剂如己烷,庚烷,甲苯,二甲苯等。结构式(XVI)的格利雅试剂优选以1-10mol,优选1-5mol/每1mol的结构式(XVa)的单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-氯硅烷的比例用于预定的反应。当在结构式(XVa)的化合物的制备的前面反应步骤中获得的反应溶液原样用于格利雅反应的步骤中时,通常希望如果溶剂用于格利雅反应,则格利雅反应是在与在前面的反应步骤中所用的相同的醚溶剂或该醚溶剂与非质子传递溶剂的混合溶剂中进行。该格利雅反应可以在-10℃-150℃,优选20℃-150℃范围内的温度下进行。此外,该反应令人想望地在惰性气体气氛如氮气,氩气等中进行,因为氧在反应体系中的存在会引起格利雅试剂与氧的不希望有的反应,因此导致所需产物的产率的下降。
该格利雅反应可以按照常规方式进行1-24小时,直到反应完成为止。其后,所获得的反应混合物或溶液与合适量的饱和氯化铵水溶液或稀硫酸混合,因此在反应混合物中沉积的无机镁盐能够溶于氯化铵水溶液或稀硫酸中。该有机层然后从水层中分离并在大气压或减压下进行分馏,因此分离和回收了由通式(XIb)的所需三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷组成的级分。
(ii)方法(B)为了结构式(XIb-1)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(2-取代的-2-氯乙氧基)硅烷的制备而作调整
其中R1,R2,R3a和R4具有与以上所定义的相同的意义,它被包括在通式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的范围内(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)它被用作起始化合物。这一方法(B)包括让通式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数,与通式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚进行反应 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,因此生产出结构式(XVb)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)-三,二或单氯硅烷 其中R1,R2,R4,x和y具有与以上所定义的相同的意义,然后让结构式(XVb)的氯硅烷化合物与结构式(XVI)的格利雅试剂反应(R3a)MgX (XVI)其中R3a表示以上所定义的仲烷基,叔烷基或环烷基,或R3a是如以上所定义的烷基-取代的芳族烃基团。
对于在方法(B)中使用的结构式(XVII)的化合物的基团R4是氢原子或烷基的情况,结构式(XVII)的烯化氧是在其末端具有环氧基的环氧化合物,如环氧乙烷,环氧丙烷等。
对于结构式(XVII)的化合物的基团R4是烷氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基的情况,结构式(XVII)的化合物是缩水甘油醚,如丁基缩水甘油醚,缩水甘油基甲基醚等。结构式(XVII)的缩水甘油醚的另一个例子是2-乙基己基缩水甘油醚,十八烷基缩水甘油醚,烯丙基缩水甘油醚和缩水甘油基苯基醚。
在方法(B)中,该反应能够通过0.5-2mol的通式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚与1mol的结构式(XIII)的四氯硅烷或有机基-氯硅烷在溶剂不存在的情况下或在质子惰性的有机溶剂例如二乙醚中,在-10℃-150℃的温度下反应来进行。烃熔剂可以用作助溶剂。与方法(A)相反,在方法(B)中没有产生氯化氢气体,因为结构式(XVII)的化合物的环氧基能够通过与结构式(XIII)的氯硅烷反应而开环,据此在其中吸收了结构式(XIII)的氯硅烷化合物的氯基团。
(iii)方法(C)为了其中在结构式(XIb)中的基团Z2不指结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基的结构式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的制备而作调整。这一方法(C)包括向结构式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷中(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数,添加通式(XIX)的烷氧基硅烷(R1)x(R2)ySi(OR6)zCl4-(x+y+z)(XIX)其中R1,R2和R6具有与以上所定义的相同的意义,x和Y各自表示0,1或2的整数,但是在0≤(x+y)≤2的范围内,和z表示2,3或4的整数,但是在2≤(x+y+z)≤4的范围内,然后进行在结构式(XIII)的氯硅烷和结构式(XIX)烷氧基硅烷之间的歧化反应以生产烷氧基氯硅烷,和进一步让所获得的烷氧基氯硅烷产物与结构式(XVI)的格利雅试剂,(R3a)MgX,进行反应。
用于方法(C)的结构式(XIX)的烷氧基硅烷的基团R1和R2表示与结构式(XIa)或(XIII)的R1和R2相同的取代基。结构式(XIX)的烷氧基硅烷的具体例子可以是四甲氧基硅烷,四乙氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷,甲基三乙氧硅烷,二甲基二甲氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,二乙烯基二甲氧基硅烷,二乙烯基二乙氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,苯基三乙氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷,二苯基二乙氧基硅烷,乙烯基甲基二甲氧基硅烷,乙烯基甲基二乙氧基硅烷,苯基甲基二甲氧基硅烷,苯基甲基二乙氧基硅烷,等等。
在方法(C)中进行的歧化反应中,结构式(XIII)的氯硅烷和结构式(XIX)的烷氧基硅烷优选按照一种方式来一起进行反应,该方式要求对于每1mol的结构式(XIII)的氯硅烷使用0.1-3mol,特别地0.2-1.5mol的结构式(XIX)的烷氧基硅烷,从而使所要生产的所需烷氧基氯硅烷产物的比例达到最大值。该歧化反应可以在溶剂不存在的情况下在0-50℃,优选10-30℃的温度下进行。
从以上歧化反应步骤获得的反应溶液是混合产物的溶液形式,该溶液不仅含有作为主要组分的所需的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷,而且含有仍然未反应的起始原料和由副反应所形成的一些副产物,其中起始氯硅烷化合物(XIII)的氯基团中的两个或多个已经烷氧基化。该有机基-氯硅烷产物然后在下一步骤中进行与格利雅试剂(XVI)的格利雅反应。在格利雅反应的该下一步骤中,从前面的歧化反应步骤形成的反应溶液能够原样使用。另外,该反应溶液进行分馏以从中分离出作为提纯产物的所需单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)硅烷,它然后用于下一格利雅反应步骤。
(iv)方法(D)为了通式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物的制备而作调整(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)它被用作起始化合物。该方法(D)包括将结构式(XIV)的醇(R6)OH (XIV)其中R6是以上所定义的伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或将结构式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚 其中R4是如上所述的氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,添加到结构式(XVI)的格利雅试剂中(R3a)MgX(XVI)其中R3a表示仲烷基,叔烷基或环烷基,或R3a表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,然后进行它们之间的格利雅反应,然后向由所形成的格利雅反应混合物形成的溶液中添加一定量的结构式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2,如在结构式(XI)中所定义,彼此是相同或不同的,和各自表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,以及x和y各自表示0,1或2的整数,但是在0≤(x+y)≤2范围内,随后进行在反应活性组分之间的反应,然后从含有不同的反应产物的所获得的反应溶液中分离和回收以上结构式(XIb)的所需三-有机基硅烷化合物。
(v)方法(E)为了结构式(XIb)的起始三-有机基-硅烷化合物的制备而作调整(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)方法(E)包括向与在以上方法(D)中所用相同的结构式(XVI)的格利雅试剂中添加一定量的与在以上方法(D)中所用相同的通式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷,让它们彼此反应和随后向所获得的反应混合物中添加一定量的与在方法(D)中所用相同的结构式(XIV)的醇或结构式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚,让反应活性组分彼此反应,和最终从所形成的不同的反应产物中回收结构式(XIb)的所需三-有机基-硅烷化合物。
由上述方法(A)到方法(E)制备的结构式(XIa)或(XIb)的硅烷化合物可以是从在它们的制备步骤中获得的反应溶液中分离出来的化合物,或可以是仍然包含在未提纯的该反应溶液中的化合物。
(vi)方法(F)为了结构式(XIa)的起始三-有机基-硅烷化合物的制备而作调整(R1)(R2)(R3)SiZ1(XIa)方法(F)包括让结构式(XVIII)的三-有机基-氢基硅烷化合物(R1)(R2)(R3)SiH (XVIII)其中R1,R2和R3彼此相同或不同并各自表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳烷基或芳基,和其中全部的基团R1,R2和R3不同时是甲基,与结构式(XIV)的醇R6OH (XIV)其中R6表示如以上所定义的伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,在碱催化剂存在下进行反应。利用以上方法(F),生产结构式(XIa-1)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或链烯氧基)硅烷(R1)(R2)(R3)Si(OR6)(XIa-1)其中R1,R2,R3和R6具有与以上所定义的相同的意义。
在以上方法(F)中,所使用的碱催化剂可以是碱金属氢氧化物如氢氧化钠和氢氧化钾,或低级链烷醇的醇钠如甲醇钠和乙醇钠。结构式(XVIII)的三-有机基-氢基硅烷与结构式(XIV)的醇的反应可以在链烷醇溶剂如甲醇或乙醇中进行。该反应可以在20℃到回流温度的温度下进行。
对于用作本发明的第三方面的方法的起始化合物的结构式(XIa)的三-有机基-硅烷化合物具有可水解的基团Z1的情况,具有该基团Z1的三-有机硅烷化合物(XIa)可通过使用烷基原硅酸酯和格利雅试剂的合成方法来制备(参见日本书名“Organic Silicon Chemistry”,p.95和p.242,由Makoto Kumada和Rokuro Okawara联合编著)或由硫酸酯的合成方法来制备(参见书名“Organic Silicon Chemistry”,p.291,由Makoto Kumada和Rokuro okawara联合编著),或通过氨基,氰基,异氰基和异氰酸根-硅烷的合成方法来制备(参见书名“Organic SiliconChemistry”,由Makoto Kumada和Rokuro Okawara联合编著)。
根据本发明的第三方面方法,有可能由简便的反应程序和以良好的收率生产含有庞大烃基团的三-有机基-单氯硅烷。
如上所述,根据本发明的第一和第二方面的方法现在为了生产三-有机基-单烷氧基硅烷的目的而提供。
除了本发明的第一和第二方面的方法外,我们现在也已经利用容易和安全的反应程序来进行了我们的进一步的研究,旨在开发能够生产含有庞大烃基团如仲烷基、叔烷基、环烷基或芳基的三-有机基-单烷氧基硅烷。
作为我们的热切研究的结果,我们现在发现,当用作起始化合物的以上结构式(I)的氯硅烷与以上结构式(II)的格利雅试剂反应时,和当下面所定义的结构式(XXIII)的醇或下面定义的结构式(XXIV)的环氧化合物的在进行该反应的反应体系中共存在时,能够推进该醇或环氧化物与结构式(II)的格利雅试剂的反应而生产作为中间体产物的醇镁化合物,和该中间体产物然后与结构式(I)的起始氯硅烷的氯基团中的一个反应,因此生产单烷氧基-氯硅烷,附带了这样一个优点在所生产的单烷氧基-氯硅烷中的剩余氯基团的反应活性已经增强,和我们已经发现,所生产的单烷氧基氯硅烷然后能够容易地进一步与含有具有高度位阻性质的仲烷基、叔烷基、环烷基或烷基-取代的芳族烃基团的格利雅试剂反应,据此,此类仲烷基,叔烷基或环烷基或烷基-取代的芳族烃基团能够引入到该单烷氧基-氯硅烷的硅原子上。基于这一发现,我们完成了如下所述的本发明的第四个方面。
根据本发明的第四个方面,提供了含有庞大烃基团R和具有结构式(XXVa)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的生产方法R3-(x+y)(R1)x(R2)ySi(OR7)(XXVa)其中R1表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,R2表示仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基,和其中R表示仲烷基或叔烷基或环烷基,或R表示如以下所定义的烷基-取代的芳族烃基团,和R7具有与下面所定义的R3相同的意义,或R7是结构式-CH2-CH(R)-R4的基团,其中R和R4具有与下面所定义的相同的意义,和x表示0或1的整数和y表示0,1或2的整数,其中x和y的整数是在0≤(x+y)≤2的范围内,特征在于该方法包括让结构式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XXI)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y各自表示如以上所定义的整数,与结构式(XXII)的格利雅试剂按照一种方式进行反应RMgX (XXII)其中R表示仲烷基或叔烷基或环烷基,或R表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子,该方式应使得结构式(XXI)的四氯硅烷或二或三氯硅烷与结构式(XXII)的格利雅试剂的反应是在添加了结构式(XXIII)的醇并与其反应的情况下R3OH (XXIII)其中R3表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或添加了结构式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚并与其反应来进行的 其中R4表示氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4表示结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基。
在结构式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷中(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XXI)它用于本发明的第四方面方法中,R1表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基和R2表示如上所述的仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基。
在以上结构式(XXI)的氯硅烷化合物中取代基R1的伯,仲或叔烷基优选是1-10个碳原子的直链或支链烷基,和它的具体例子包括甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,正戊基,异戊基,仲戊基,1,1-二甲基丙基,正己基,正庚基,正辛基,2-乙基己基,正十二烷基和正十八烷基。R1的环烷基可以是具有3-8个碳原子的那些,如环戊基和环己基。
作为在结构式(XXI)中的R1的链烯基,可以列举乙烯基,甲基烯丙基,烯丙基等。作为R1的炔基,有乙炔基,1-丙炔基等。作为R1的芳基,例如有苯基,烷基-取代的苯基,如邻-甲苯基,间-甲苯基,对-甲苯基,2,3-二甲苯基,2,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,2,6-二甲苯基,3,4-二甲苯基,3,5-二甲苯基,2,4,6-三甲苯基,或1-萘基等。作为R1的芳烷基,可以提及被苯基取代的低级烷基,如苄基,苯基乙基(即苯乙基)等。
在结构式(XXI)中的R2的仲烷基是具有3-10个碳原子的那些,它的实例包括异丙基,仲丁基,仲戊基等等。R2的叔烷基是具有4-10个碳原子的那些,它的例子包括叔丁基,1,1-二甲基丙基,1-乙基-1-甲基丙基,1,1,2-三甲基丙基和1,1-二乙基丙基。
在结构式(XXI)中R2的环烷基是具有3-8个碳原子的那些,如环戊基和环己基。R2的芳基可以与以上对于R1所举例的那些相同。
作为结构式(XXI)的氯硅烷化合物的优选例子,可提及四氯硅烷,甲基三氯硅烷,乙基三氯硅烷,乙烯基三氯硅烷,苯基三氯硅烷,二苯基二氯硅烷,苯基甲基二氯硅烷等。
在本发明的第四方面方法中被用作结构式(XII)的格利雅试剂的有机金属化合物RMgX中,其中所含的庞大烃基团R是仲或叔烷基或环烷基,或烷基-取代的芳族烃基团。R的仲烷基的例子包括异丙基,仲丁基,仲戊基等等。R的叔烷基的例子包括叔丁基,1,1-二甲基丙基,1-甲基-1-乙基丙基,1,1-二乙基丙基,1,1,2-三甲基丙基等等。作为该环烷基,可以例举环戊基,环己基,1-甲基环戊基,1-甲基环己基,1-乙基环己基等。
作为R的烷基-取代的芳族烃基团,可以例举烷基-取代的苯基如邻-甲苯基,2,3-二甲苯基,2,4-二甲苯基,2,5-二甲苯基,2,6-二甲苯基,2,4,6-三甲苯基或1-萘基等等。该基团X表示卤素基团,是氯,溴或碘。
作为结构式(XXII)的格利雅试剂的具体例子,可以例举异丙基氯化镁,异丙基溴化镁,异丙基碘化镁;仲丁基氯化镁,仲丁基溴化镁,仲丁基碘化镁;仲戊基氯化镁,仲戊基溴化镁,仲戊基碘化镁;和环戊基氯化镁,环戊基溴化镁,环戊基碘化镁;环己基氯化镁,环己基溴化镁,环己基碘化镁;叔丁基氯化镁,叔丁基溴化镁,叔丁基碘化镁;1,1-二甲基丙基氯化镁,1,1-二甲基丙基溴化镁,1,1-二甲基丙基碘化镁;1-甲基-1-乙基丙基氯化镁,1-甲基-1-乙基丙基溴化镁,1-甲基-1-乙基丙基碘化镁;1,1-二乙基丙基氯化镁,1,1-二乙基丙基溴化镁,1,1-二-乙基丙基碘化镁;和1,1,2-三甲基丙基氯化镁,1,1,2-三甲基丙基溴化镁,1,1,2-三甲基丙基碘化镁;和1-甲基环戊基氯化镁,1-甲基-环戊基溴化镁,1-甲基-环戊基碘化镁;1-甲基环己基氯化镁,1-甲基环己基溴化镁,1-甲基环己基碘化镁;1-乙基环己基氯化镁,1-乙基环己基溴化镁,1-乙基环己基碘化镁;和邻-甲苯基氯化镁,邻-甲苯基溴化镁,邻-甲苯基碘化镁;2,3-二甲基苯基氯化镁,2,3-二甲基苯基溴化镁,2,3-二甲基苯基碘化镁;2,4-二甲基苯基氯化镁,2,4-二甲基苯基溴化镁,2,4-二甲基苯基碘化镁;2,5-二甲基苯基氯化镁,2,5-二甲基苯基溴化镁,2,5-二甲基苯基碘化镁;2,6-二甲基苯基氯化镁,2,6-二甲基苯基溴化镁,2,6-二甲基苯基碘化镁;(2,4,6-三甲苯基)氯化镁,(2,4,6-三甲苯基)溴化镁,2,4,6-三甲苯基碘化镁;1-萘基氯化镁,1-萘基溴化镁和1-萘基碘化镁,但这些具体的例子没有限制可使用的格利雅试剂的范围。
用于本发明的第四方面方法中的结构式(XXIII)的醇R3OH是伯或仲烷基醇或环烷基醇或芳烷基醇。
在结构式(XXIII)的醇当中,该烷基醇(链烷醇)典型地是甲醇,乙醇,正丙醇,异丙醇,正丁醇,异丁醇,仲丁醇等等。该环烷基醇典型地是环戊醇和环己基醇,和该芳烷基醇典型地是苄醇,苯乙醇等等。
进一步,对于根据本发明的第四方面方法所使用的和具有结构式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚(即以上所述的环氧化合物) 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4表示结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,结构式(XXIV)的化合物是烯化氧,当R4是氢原子或烷基,即在末端具有环氧基的环氧化合物。该烯化氧可以是环氧乙烷,环氧丙烷等。
另一方面,当结构式(XXIV)的环氧化合物的R4是烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基时,结构式(XXIV)的环氧化合物是缩水甘油醚。缩水甘油醚的例子可以是丁基缩水甘油醚,缩水甘油基甲基醚等等。缩水甘油醚的其它例子包括2-乙基己基缩水甘油醚,十八烷基缩水甘油醚;烯丙基缩水甘油醚;和缩水甘油基苯基醚。
如上所述,根据本发明的第四个方面的方法包括以一种方式进行结构式(XXI)的氯硅烷化合物与结构式(XXII)的格利雅试剂的反应,该方式要求在开始该反应时通过添加结构式(XXIII)的醇或结构式(XXIV)的环氧化合物(更具体地说,烯化氧或缩水甘油醚)来进行该反应,以使醇(XXIII)或环氧化合物(XXIV)参与到与该格利雅试剂和氯硅烷化合物的反应。
本发明的第四方面方法可以根据分别在下面的(i)-(ii)中解释的程序(A)或程序(B)来进行。
(i)在程序(A)中,结构式(XXI)的氯硅烷与结构式(XXII)的格利雅试剂的反应是通过将结构式(XXXII)的格利雅试剂与结构式(XXIII)的醇或结构式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚掺混和反应,然后向含有剩余格利雅试剂以及格利雅试剂与醇或烯化氧或缩水甘油醚的反应的所形成反应产物的所获得的反应混合物中添加一定量的结构式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷,和进行在混合物中存在的格利雅试剂,反应产物和该添加的四氯硅烷或该添加的二或单-有机基-二或三氯硅烷之间的进一步反应,以生产结构式(XXVa)的三-有机基-单-(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷。在这一程序(A)中,优选使用和添加0.5-2mol,特别地0.5-1.5mol的结构式(XXIII)的醇或结构式(XXIV)的环氧化合物/每1mol的结构式(XXI)的氯硅烷化合物以进行该反应。也优选的是,结构式(XXII)的格利雅试剂是以1-10mol,特别地2-5mol/每1mol的结构式(XXI)的氯硅烷化合物的比例使用,以进行该反应。
如上所述,在程序(A)中,该反应首先通过让结构式(XXII)的格利雅试剂与结构式(XXIII)的醇或结构式(XXIV)的环氧化合物(即烯化氧或缩水甘油醚)掺混和反应来进行。如此获得的反应混合物或溶液含有,作为中间反应产物,结构式(XXVIa)的烷氧基-,环烷氧基-或芳烷氧基-卤化镁(R3O)MgX (XXVIa)其中R3和X具有与以上所定义的相同的意义,它是由结构式(XXII)的格利雅试剂与结构式(XXIII)的醇的反应所形成的,或另外地,反应混合物或溶液含有结构式(XXVIb)的2-取代的-乙氧基-卤化镁 其中R,R4和X具有与以上所定义的相同的意义,它是由结构式(XXII)的格利雅试剂与结构式(XXIV)的环氧化合物的反应所形成的。
已经作为中间反应产物所生产的以上结构式(XXVIa)或结构式(XXVIb)的烷氧基-取代的卤化镁化合物进一步与结构式(XXI)的氯硅烷化合物反应以生产中间体氯硅烷衍生物,后者是由该氯硅烷化合物(XXI)的氯基团的一个被在结构式(XXVIa)或(XXVIb)中存在的基团R3O-或基团R4-CHR-CH2-O-置换所形成的。
如此生产的中间体氯硅烷衍生物可以是结构式(XXVIIa)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl3-(x+y)-(OR3) (XXVIIa)其中R1,R2,R3,x和y具有与以上所定义的相同的意义,或结构式(XXVIIb)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(2-取代的-乙氧基)-三,二或单氯硅烷 其中R,R1,R2,R4,x和y具有与以上所定义的相同的意义。
作为以上中间产物所生产的以上结构式(XXVIIa)或(XXVIIb)的三,二或单氯硅烷衍生物的剩余氯基团能够按照与本发明的第一和第二方面的方法中同样的方式与结构式(XXII)的格利雅试剂进一步反应。由该进一步的在后的格利雅反应,因此形式了以上结构式(XXVa)的三-有机基-单烷氧基硅烷,它是本发明的第四个方面的目标产物。此外,在程序(A)中,仍然存在于反应混合物或体系中的一定量的结构式(XXII)的剩余未反应的格利雅试剂也直接与随后添加的起始氯硅烷化合物(XXI)的一个到两个氯基团直接反应,和因此同时地进行了另一途径的生产有机基-氯硅烷衍生物的一些反应,该衍生物含有一个到两个的作为R的仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基。一些其它的不同的副反应也同时发生。
(ii)接着,在本发明的第四方面的方法的程序(B)中,结构式(XXI)的氯硅烷与结构式(XXII)的格利雅试剂的反应是通过如下来进行的首先让结构式(XXII)的格利雅试剂与结构式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷掺混和反应,然后向含有格利雅试剂以及格利雅试剂与四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷的反应的所形成反应产物的所获得的反应混合物中添加一定量的结构式(XXIII)的醇或结构式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚,和进行在存在于混合物中的格利雅试剂,该反应产物和该添加的醇或该添加的烯化氧或缩水甘油醚之间的进一步反应,生产出结构式(XXVa)的三-有机基-单-(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷。
同样在这一程序(B)中,结构式(XXII)的格利雅试剂是以1-10mol,优选2-5mol/每1mol的氯硅烷化合物(XXI)的比例使用以进行该反应。醇(XXIII)或环氧化合物(XXIV)是以0.5-2mol,优选0.5-1.5mol/每1mol的氯硅烷化合物(XXI)的比例使用以进行该反应。
在这一程序(B)中,有可能采用一种包括将氯硅烷化合物(XXI)添加到结构式(XXII)的格利雅试剂中和然后进行反应的路线,或一种包括将结构式(XXII)的格利雅试剂添加到氯硅烷化合物(XXI)中和然后进行反应的路线。在两路线中,在所形成的反应混合物或溶液中,已经形成了氯硅烷衍生物,它是由结构式(XXII)的格利雅试剂与氯硅烷化合物(XXI)的直接反应作为中间反应产物所生产的。当醇(XXIII)或环氧化合物(XXIV)然后被添加所获得的反应混合物或溶液中时,所添加的该醇或环氧化合物被推测与一定量的结构式(XXII)的剩余未反应的格利雅试剂反应。进一步可推测,后发生的反应将产生与在以上程序(A)中的产物类似的结构式(XXVIa)或(XXVIb)的烷氧基-卤化镁,和如此产生的烷氧基-卤化镁能够进一步与氯硅烷化合物(XXI)反应,因此生产出上述的中间体氯硅烷衍生物(XXVIIa)或(XXVIIb)。因此,结构式(XXVa)的三-有机基-单烷氧基硅烷,它是本发明的第四方面的方法的目标产物,是通过各种路线由格利雅反应所生产的。
在本发明的第四方面方法中,通过程序(A)和程序(B)之中的任何一个,在方法中的反应可以在醚溶剂中或在醚溶剂与质子惰性的有机溶剂的混合溶剂中进行。作为醚溶剂,可提到,例如,二乙醚,四氢呋喃,等等。作为质子惰性的有机溶剂,可使用烃熔剂如己烷,庚烷,甲苯,二甲苯等等。
该反应可以在0-150℃,优选30-150℃范围内的温度下进行。此外,优选在惰性气体气氛如氮气,氩气等中进行该反应,因为在反应体系中氧的存在导致了氧与格利雅试剂的不希望有的反应,导致了所需目标产物的产率的降低。
在本发明的第四方面的方法中,与格利雅试剂的反应正常进行1-24小时,直到反应完成为止。随后,合适量的饱和氯化铵水溶液或稀硫酸与在反应完成之后所获得的最终反应混合物或溶液混合,这样沉积的无机镁盐能够溶于氯化铵水溶液中或溶于稀硫酸中。在反应溶液中的有机层然后从所形成的水层中分离,和分离出的有机层在大气压或减压下进行分馏(即,精馏),和因此分离和回收了结构式(XXVa)的所需三-有机基-单(2-取代的或未取代的烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)硅烷。
顺便一提,当该反应通过使用含有高度庞大叔烷基如叔丁基的结构式(XXII)的格利雅试剂来进行时,则有一种可能性所需的三-叔-烷基-取代的-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-硅烷仅仅以非常低的收率生产,即使该反应已经进行了长时间。
结构式(XXVa)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷另外可以由结构式(XVa-1)表示 其中R1,R2,R,x和y各自具有与在以上结构式(XXI)、(XXII)和(XXIII)中所定义的相同的意义,和R7具有与以上结构式(XXIII)的R3相同的意义,或R7是结构式-CH2-CH(R)-R4的基团,其中R和R4具有与以上所定义的相同的意义。
由本发明的第四方面方法所生产的结构式(XXVa)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷衍生物的具体例子包括三异丙基甲氧基硅烷,三异丙基乙氧基硅烷,三异丙基异丙氧基硅烷,三异丙基-正丁氧基硅烷,三异丙基-3-甲基丁氧基-硅烷,三异丙基苄氧基硅烷,三-仲丁基-甲氧基硅烷,三-仲-丁基乙氧基硅烷,三-仲-丁基异丙氧基硅烷,三-仲丁基-正丁氧基硅烷,三-仲丁基-3-甲基戊氧基硅烷,三-仲丁基-苄氧基硅烷;和三环己基甲氧基硅烷,三环己基乙氧基硅烷,三环己基异丙氧基硅烷,三环己基-正丁氧基硅烷,三环己基-2-环己基乙氧基硅烷,三环己基苄氧基硅烷;和三-邻-甲苯基甲氧基硅烷,三-邻-甲苯基乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基异丙氧基硅烷,三-邻-甲苯基-正丁氧基硅烷,三-邻-甲苯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,三-邻-甲苯基苄氧基硅烷;二异丙基甲基甲氧基硅烷,二异丙基甲基乙氧基硅烷,二异丙基甲基异丙氧基硅烷,二异丙基甲基-正丁氧基硅烷,二异丙基甲基-3-甲基丁氧基硅烷,二异丙基-甲基苄氧基硅烷,二异丙基乙烯基甲氧基硅烷,二异丙基乙烯基乙氧基硅烷,二异丙基乙烯基-异丙氧基硅烷,二异丙基乙烯基-正丁氧基硅烷,二异丙基乙烯基-3-甲基丁氧基硅烷,二异丙基乙烯基-苄氧基硅烷,二异丙基苯基甲氧基硅烷,二异丙基苯基乙氧基硅烷,二异丙基苯基-异丙氧基硅烷,二异丙基苯基-正丁氧基硅烷,二异丙基苯基-3-甲基丁氧基硅烷,二异丙基-苯基苄氧基硅烷,二-仲-丁基甲基甲氧基硅烷,二-仲-丁基甲基乙氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-异丙氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基甲基-3-甲基戊氧基硅烷,二-仲-丁基甲基苄氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基甲氧基-硅烷,二-仲-丁基乙烯基乙氧基硅烷,二-仲丁基-乙烯基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-正丁氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基-3-甲基戊氧基硅烷,二-仲-丁基乙烯基苄氧基硅烷,二-仲-丁基苯基甲氧基-硅烷,二-仲-丁基苯基乙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基异丙氧基硅烷,二-仲-丁基苯基-正丁氧基-硅烷,二-仲-丁基苯基-3-甲基戊氧基硅烷,二-仲-丁基苯基苄氧基硅烷,二环己基甲基-甲氧基硅烷,二环己基甲基甲氧基硅烷,二环己基甲基异丙氧基硅烷,二环己基甲基-正丁氧基硅烷,二-环己基甲基-2-环己基-乙氧基硅烷,二环己基甲基苄氧基硅烷,二环己基乙烯基甲氧基硅烷,二环己基乙烯基乙氧基硅烷,二环己基乙烯基异丙氧基硅烷,二环己基-乙烯基-正丁氧基硅烷,二环己基乙烯基-2-环己基-乙氧基硅烷,二环己基乙烯基苄氧基硅烷,二环己基苯基甲氧基硅烷,二环己基苯基乙氧基硅烷,二环己基苯基异丙氧基硅烷,二环己基苯基-正丁氧基硅烷,二环己基苯基-2-环己基乙氧基硅烷,二环己基苯乙基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基甲基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基乙烯基苄氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基甲氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-异丙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-正丁氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,二-邻-甲苯基苯基-苄氧基硅烷,异丙基二苯基甲氧基硅烷,异丙氧基二苯基乙氧基硅烷,异丙基二苯基-异丙氧基硅烷,异丙基二苯基-正丁氧基硅烷,异丙基二苯基-3-甲基丁氧基硅烷,异丙基二苯基苄氧基硅烷,仲-丁基二苯基甲氧基硅烷,仲-丁基二苯基乙氧基硅烷,仲-丁基二苯基-异丙氧基硅烷,仲-丁基二苯基-正丁氧基硅烷,仲-丁基二苯基-3-甲基戊氧基硅烷,仲-丁基二苯基苄氧基硅烷,环己基二苯基-甲氧基硅烷,环己基二苯基乙氧基硅烷,环己基二苯基异丙氧基硅烷,环己基二苯基-正丁氧基硅烷,环己基二苯基-2-环己基-乙氧基硅烷,环己基二苯基苄氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基甲氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基乙氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基异丙氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基-正丁氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基-2-邻-甲苯基乙氧基硅烷,邻-甲苯基二苯基苄氧基硅烷,叔-丁基二苯基-甲氧基硅烷,叔-丁基二苯基乙氧基硅烷,叔-丁基二苯基异丙氧基硅烷,叔-丁基二苯基-正丁氧基硅烷,叔-丁基二苯基-3,3-二甲基丁氧基硅烷,叔-丁基二苯基苄氧基硅烷,叔-丁基苯基-甲基甲氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基乙氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基异丙氧基硅烷,叔-丁基苯基-甲基-正丁氧基硅烷,叔-丁基苯基甲基-3,3-二甲基丁氧基硅烷,等等,但这些具体的例子无论如何不限制结构式(XXVa)的目标硅烷产物的范围。
在由本发明的第四方面的方法生产的硅烷产物当中,三异丙基单烷氧基硅烷,三-仲丁基-单烷氧基硅烷,三环己基-单烷氧基硅烷和叔-丁基二甲基单烷氧基硅烷特别可用作三-有机基-氯硅烷的合成的起始原料,该三-有机基-氯硅烷作为硅烷化剂用于保护在药物的制备中生产的各种合成中间体的官能的羟基。它们也用于其它应用中。
根据仅仅需要该反应的简易操作的本发明的第四方面的生产方法,无需使用难以处置的锂催化剂和无需使用任何高毒性的催化剂,以高的收率生产出含有庞大烃基团和具有通式(XXVa)的三-有机基-单-烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基硅烷化合物。
实施本发明的最佳方式现在,通过实施例1-10和实施例43来说明根据本发明的第一和第二方面的方法。
实施例1(a)作为起始化合物的单烷氧基-三氯硅烷的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的四颈烧瓶(200ml-容量)中加入102g(0.6mol)的四氯硅烷(即,四氯化硅)。然后在烧瓶内10℃-25℃的温度下经1小时向瓶然中滴加44g(0.6mol)的正丁醇。所获得的反应混合物然后在60℃-70℃的温度下在搅拌下加热1小时。获得了含有所产生的正丁氧基三氯硅烷的反应溶液。该反应溶液在减压下进行精馏(分馏)。因此,获得50g的作为在66℃-74℃/62mmHg下沸腾的级分的正丁氧基三氯硅烷(通式(I)的化合物的一个例子)。。
该产物由气相色谱法分析显示了98%的纯度。
(b)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的四颈烧瓶(1升容量)中加入16.0g(0.66mol)的金属镁,270ml的有机溶剂,四氢呋喃,和少量的碘。在烧瓶内40℃-50℃的温度下在氮气氛围中经过1小时向所获得的混合物滴加51.8g(0.66mol)的异丙基氯。反应混合物然后在50℃和搅拌下被加热1小时,因此获得含有所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的反应溶液。
(c)格利雅反应在30℃-40℃下经过1小时,向在以上(b)获得的异丙基氯化镁(格利雅试剂)在四氢呋喃(THF)中的溶液滴加41.5g(0.2mol)的在以上(a)中生产的正丁氧基三氯硅烷。然后向反应混合物中添加150ml的甲苯,所获得的混合物在烧瓶内90℃的温度下搅拌4小时以进行格利雅反应。向所形成的格利雅反应溶液中滴加120mL的饱和氯化铵水溶液以溶解该沉淀的镁盐(MgCl2)。所形成的混合物然后被分成水层和有机层。该有机层进行蒸馏,因此,分离出作为在96℃-103℃/12mmHg下沸腾的级分的42g的三异丙基-正丁氧基硅烷(产率;90%)。
实施例2根据实施例1(b)的程序制备格利雅试剂,只是使用61.1g(0.66mol)的2-氯丁烷代替异丙基氯。按照在实施例1(b)中对于预定格利雅反应的同样方式,所获得的仲丁基氯化镁与105g(0.2mol)的正丁氧基三氯硅烷反应。因此,获得了作为在106℃-108℃/3mmHg下沸腾的级分的49g的三-仲丁基-正丁氧基硅烷(产率;88%)。
实施例3(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的四颈烧瓶(500ml容量)中加入16.0g(0.66mol)的金属镁,270ml作为溶剂的四氢呋喃(THF)和少量碘。在氮气下经1小时向混合物中滴加51.8g(0.66mol)的异丙基氯。在滴加过程中,在烧瓶内的反应混合物维持在40℃-50℃的温度下。然后,反应混合物在50℃和搅拌下加热1小时,获得异丙基氯化镁的THF溶液。
(b)作为起始化合物的单烷氧基-三氯硅烷的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量四颈烧瓶中加入34.0g(0.2mol)的四氯硅烷,然后经1小时向其滴加6.4g(0.2mol)的甲醇。在滴加过程中,在烧瓶内的混合物维持在10℃-25℃下。然后,在烧瓶内的反应混合物在50℃和搅拌下加热1小时。因此,获得了含有所产生的甲氧基三氯硅烷的反应溶液。
(c)格利雅反应在30℃-40℃下经过1小时,将在以上(a)制备的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液经由滴液漏斗滴加到含有甲氧基三氯硅烷的溶液即在以上(b)获得的反应溶液中。然后,向混合物中添加150ml的甲苯,然后该混合物在烧瓶内90℃的温度下搅拌4小时以进行格利雅反应。然后,将120ml的饱和氯化铵水溶液滴加到格利雅反应溶液中以溶解该镁盐。该有机层与水层分离和然后在减压下进行分馏,因此得到了作为在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分的27g的三异丙基甲氧基硅烷(产率;70%)。
实施例4使用8.8g(0.2mol)的环氧乙烷代替在实施例3(b)中所用的甲醇并按照与在实施例3(b)中同样的方式与34.0g的四氯硅烷进行反应。因此获得了含有2-氯乙氧基三氯硅烷的反应溶液。然后,按照与在实施例3(c)中同样的方式,通过将异丙基氯化镁的THF溶液添加到2-氯乙氧基三氯硅烷中来进行格利雅反应。所获得的格利雅反应溶液的后处理是按照与实施例3(c)同样的方式来进行,和分离的有机层进行蒸镏而获得48g作为在118℃-120℃/5mmHg下沸腾的级分的三异丙基-2-氯乙氧基硅烷(产率;71%)。
实施例5使用61.1g(0.66mol)的2-氯丁烷代替在实施例3(a)中使用的异丙基氯,然后它与在THF中的16.0g金属镁的反应是按照与在实施例3(a)同样的方式来进行的。因此,获得了仲丁基氯化镁的THF溶液。按照与实施例3(c)中同样的方式,将格利雅试剂的该THF溶液滴加到在实施例3(b)中制备的甲氧基三氯硅烷溶液中以进行格利雅反应。
所形成的格利雅反应溶液按照与实施例3(c)中同样的方式用饱和氯化铵水溶液进行后处理。该有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在88℃-91℃/5mmHg下沸腾的级分的32g的三-仲-丁基甲氧基硅烷(产率;68%)。
实施例6使用78.3g(0.66mol)的环己基氯代替在实施例3(a)中使用的异丙基氯,然后按照与在实施例3(a)同样的方式它与在THF中的16.0g金属镁进行反应。获得了环己基氯化镁的THF溶液。
另一方面,使用14.8g(0.2mol)的正丁醇代替在实施例3(b)中所用的甲醇并按照与在实施例3(b)中同样的方式与34.0g的四氯硅烷进行反应。因此获得了正丁氧基三氯硅烷的溶液。
按照与实施例3(c)中同样的方式,将以上获得的环己基氯化镁(格利雅试剂)的该THF溶液滴加到以上制备的正丁氧基三氯硅烷溶液中,随后进行格利雅反应。
所形成的格利雅反应溶液按照与实施例3(c)中同样的方式用饱和氯化铵水溶液进行后处理。该有机层与水层分离。溶剂在减压下从有机层中馏出,获得三环己基-正丁氧基硅烷的粗晶体。
从己烷中重结晶而获得47g的三环己基-正丁氧基硅烷(产率;65%)。
实施例7重复实施例3(a)的反应,只是金属镁是以10.7g(0.44mol)的量而不是16.0g(0.66mol)的量使用,该THF是以180ml而不是270ml的量使用和该异丙基氯是以34.6g(0.44mol)而不是51.8g(0.66mol)的量使用。因此,获得了异丙基氯化镁的THF溶液。
另一方面,使用29.9g(0.2mol)的甲基三氯硅烷代替在实施例3(b)中所用的四氯硅烷并按照与在实施例3(b)中同样的方式与甲醇进行反应。获得了甲基甲氧基二氯硅烷的THF溶液。
按照与实施例3(c)中同样的方式,以上获得的异丙基氯化镁的THF溶液被滴加到以上获得的甲基甲氧基二氯硅烷的溶液中,进行该格利雅反应。所获得的格利雅反应溶液用饱和氯化铵水溶液以80ml的减少量而不是在实施例3(c)中使用的120ml的量来与实施例3(c)中类似地进行后处理。有机层分离出来并在减压下进行分馏,因此获得26g作为在55℃-56℃/43mmHg下沸腾的级分的二异丙基甲基甲氧基硅烷(产率;78%)。
实施例8用于实施例5中的金属镁是以10.7g(0.44mol)的减少量而不是16.0g(0.66mol)的量使用,该THF是以180ml的减少量而不是270ml的量使用和2-氯丁烷是以40.8g(0.44mol)的减少量使用。这些反应活性组分是按照与在实施例3(a)中同样的方式进行反应,因此获得仲丁基氯化镁的THF溶液。
按照与实施例3(c)中同样的方式,以上制备的仲丁基氯化镁被滴加到在实施例7中获得的甲基甲氧基二氯硅烷溶液中,进行该格利雅反应。所获得的格利雅反应溶液用在实施例3(c)中所用的饱和氯化铵水溶液以80ml的减少量而120ml的量来进行后处理。有机层分离出来并在减压下进行分馏,因此获得31g作为在76℃-78℃/16mmHg下沸腾的级分的二-仲丁基甲基甲氧基硅烷(产率;80%)。
实施例9用于实施例6中的金属镁是以10.7g(0.44mol)的减少量而不是16.0g(0.66mol)的量使用,该THF是以180ml的减少量而不是270ml的量使用,和环己基氯是以52.2g(0.44mol)的减少量而不是78.3g(0.66mol)的量使用。这些反应活性组分是按照与在实施例6中同样的方式进行反应,因此获得环己基氯化镁的THF溶液。
按照与实施例3(c)中同样的方式,以上制备的环己基氯化镁的THF溶液被滴加到在实施例7中获得的甲基甲氧基二氯硅烷溶液中,进行该格利雅反应。所形成的格利雅反应溶液的后处理是按照与在实施例3(c)中同样的方式进行,只是在实施例3(c)中所用的饱和氯化铵水溶液是以80ml的减少量而不是120ml的量来使用。有机层分离出来并在减压下进行分馏,因此获得39g作为在128℃-129℃/7mmHg下沸腾的级分的二环己基甲基甲氧基硅烷(产率;80%)。
实施例10(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的200ml容量四颈烧瓶中加入5.3g(0.22mol)的金属镁,90ml的四氢呋喃(THF)和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向所获得的混合物滴加17.3g(0.22mol)的异丙基氯。然后,反应混合物在50℃和搅拌下加热1小时,获得异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
(b)有机基-取代的-单烷氧基-氯硅烷由歧化反应的制备
500ml容量的四颈烧瓶内加入18.5g(0.1mol)的二异丙基二氯硅烷和17.6g(0.1mol)的二异丙基二甲氧基硅烷,所形成的混合物在20℃-30℃下搅拌1小时。发生了歧化反应,因此得到了包括二异丙基甲氧基氯硅烷,未反应的二异丙基二氯硅烷和未反应的二异丙基二甲氧基硅烷的混合物。
(c)格利雅反应向从以上(b)的歧化反应获得的含有二异丙基甲氧基氯硅烷的硅烷混合物中添加150ml的甲苯以溶解该混合物,因此获得了该硅烷混合物的甲苯溶液。在40℃-50℃下经过1小时将在以上(a)制备的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液经过滴液漏斗滴加到该硅烷混合物的甲苯溶液中。然后所形成的混合物在70℃下搅拌4小时。因此,该格利雅试剂与在甲苯溶液中所含的二异丙基甲氧基氯硅烷反应,生产三异丙基甲氧基硅烷。向所形成的反应溶液中滴加40mL的饱和氯化铵水溶液以溶解在该溶液中的镁盐。有机层与水层分离,然后该有机层进行蒸镏而获得28g作为在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分的三异丙基甲氧基硅烷。该产率是73%。
下列实施例11-31说明了由根据本发明的第三方面的方法来制备三-有机基-单氯硅烷的过程。
实施例11在装有搅拌器、温度计和Dimroth的500ml容量的四颈烧瓶中加入29.3g(0.2mol)的三乙基甲氧基硅烷。向烧瓶中然后添加400g的35%氢氯酸。所形成的混合物在20℃下搅拌10小时以进行该反应。所形成的反应溶液分离成水层和有机层。该有机层经过蒸镏而获得28g作为在142℃-144℃下沸腾的级分的三乙基氯硅烷(产率;90%)。
实施例12在装有搅拌器、温度计和Dimroth的500ml容量的四颈烧瓶中加入29.3g(0.2mol)的叔-丁基二甲基甲氧基硅烷。向烧瓶中然后添加400g的35%氢氯酸,和所形成的混合物在20℃下搅拌5小时以进行该反应。有沉积的晶体,该晶体然后被滤出。所获得的晶体在大气压下进行蒸馏而获得29g作为在125℃下沸腾的级分的叔丁基二甲基氯硅烷(产率;95%)。
实施例13在装有搅拌器、温度计和Dimroth的500ml容量的四颈烧瓶中加入37.7g(0.2mol)的三异丙基甲氧基硅烷。向烧瓶中然后添加150g的35%氢氯酸,和所形成的混合物在20℃下搅拌10小时以进行该反应。所形成的反应溶液分离成水层和有机层。该有机层经过蒸镏而获得38g作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的三异丙基氯硅烷(产率;99%)。
实施例14重复实施例13的程序,只是三异丙基甲氧基硅烷被83.3g(0.2mol)的三异丙基-正丁氧基硅烷替代。后者与35%氢氯酸反应。获得38g的三异丙基氯硅烷(产率;99%)。
实施例15(a)单烷氧基三氯硅烷的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的200ml容量的四颈烧瓶中加入102g(0.6mol)的四氯硅烷(四氯化硅)。然后在10℃-25℃的混合物温度下经1小时向后者中滴加44g(0.6mol)的正丁醇。所获得的反应混合物然后在60℃-70℃下在搅拌下加热1小时。获得了含有所产生的正丁氧基-三氯硅烷的反应溶液。该反应溶液进行精馏(分馏)。因此获得50g作为在66℃-74℃/62mmHg下沸腾的级分的正丁氧基三氯硅烷。该产物显示98%的纯度,当由气相色谱法分析时。
(b)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量四颈烧瓶中加入16.0g(0.66mol)的金属镁,270ml的有机溶剂,四氢呋喃,和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向所获得的混合物滴加51.8g(0.66mol)的异丙基氯。反应混合物然后在50℃和搅拌下被加热1小时,因此获得含有所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的反应溶液。
(c)格利雅反应在30℃-40℃下经过1小时,向在以上(b)获得的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的四氢呋喃(THF)溶液滴加41.5g(0.2mol)的在以上(a)中获得的正丁氧基三氯硅烷。随后,150ml的甲苯被添加到所形成的反应混合物中,所获得的混合物在90℃的混合物温度下搅拌4小时以进行格利雅反应。
向所形成的反应溶液中滴加120mL的饱和氯化铵水溶液以溶解在该溶液中的镁盐(MgCl2)。所形成的混合物的水层与有机层分离,获得含有三异丙基-正丁氧基硅烷的有机层。
(d)三-有机基-氯硅烷的合成(由本发明的第三方面方法)向在以上(c)中获得的含有三异丙基-正丁氧基硅烷的反应溶液中添加150g的35%氢氯酸。所形成的混合物在20℃下搅拌10小时以进行该反应。所形成的反应溶液分离成水层和有机层。该有机层经过蒸镏而获得35g作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的三异丙基氯硅烷(产率;89%)。
实施例16重复根据实施例15(b)的程序的格利雅试剂的制备,只是异丙基氯被61.1g(0.66mol)的2-氯丁烷所替代。按照在实施例15(c)中对于格利雅反应的同样方式,所生产的仲丁基氯化镁与41.5g(0.2mol)的正丁氧基三氯硅烷反应。所获得的含有三-仲丁基-正丁氧基硅烷的反应溶液根据在实施例15(c)中同样的方式进行后处理,获得含有三-仲丁基-正丁氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。该有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在93℃-95℃/5mmHg下沸腾的级分的41g的三-仲-丁基氯硅烷(产率;86%)。
实施例17(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的500ml容量四颈烧瓶中加入16.0g(0.66mol)的金属镁(THF),270ml的有机溶剂,四氢呋喃(THF)和少量碘。在氮气下经1小时向混合物中滴加51.8g(0.66mol)的异丙基氯。在滴加过程中,在烧瓶内的反应混合物的温度维持在40℃-50℃下。然后,反应混合物在50℃和搅拌下加热1小时,获得异丙基氯化镁的THF溶液。
(b)用作起始化合物的单烷氧基-三氯硅烷的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量的四颈烧瓶中加入34.0g(0.2mol)的四氯硅烷。然后经1小时滴加6.4g(0.2mol)的甲醇。在滴加过程中,在烧瓶内的反应混合物的温度维持在10℃-25℃下。然后,在烧瓶内的反应混合物在50℃和搅拌下加热1小时。如此此,获得了含有所产生的甲氧基三氯硅烷的反应溶液。
(c)格利雅反应在30℃-40℃下经过1小时,通过滴液漏斗向含有甲氧基三氯硅烷的溶液(它是在以上(b)中获得的反应溶液)中添加在以上(a)中制备的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。然后,向混合物中添加150ml的甲苯,所获得的混合物在90℃的混合物温度下搅拌4小时以进行格利雅反应。
向所形成的反应溶液中滴加120mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。所形成的混合物被分离成水层和有机层,获得含有三异丙基甲氧基硅烷的有机层。
(d)三-有机基-氯硅烷的合成(由本发明的第三方面方法)在以上(c)中获得的在有机层中的三异丙基甲氧基硅烷与35%氢氯酸按照与在实施例15(d)中同样的方式进行反应。该有机层与水层分离和在减压下进行分馏。因此获得27g作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的三异丙基氯硅烷(产率;69%)。
实施例18重复实施例17(b)的程序,只是在实施例17(b)中使用的甲醇被8.8g(0.2mol)的环氧乙烷替代。然后,34.0g的四氯硅烷与环氧乙烷反应。因此获得了含有2-氯乙氧基三氯硅烷的反应溶液。随后,异丙基氯化镁的THF溶液被添加到反应溶液中,和格利雅反应与在实施例17(c)中同样地进行。所形成的反应溶液按照与在实施例17(c)中同样的方式进行后处理,因此获得含有三异丙基-2-氯乙氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。该有机层与水层分离和在减压下进行分馏。因此获得28g作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的三异丙基氯硅烷(产率;70%)。
实施例19重复实施例17(a)的程序,只是在实施例17(a)中使用的异丙基氯被78.3g(0.66mol)的环己基氯替代。因此获得了环己基氯化镁的THF溶液。
将所生产的格利雅试剂的THF溶液滴加到在实施例17(b)中所制备的甲氧基三氯硅烷的溶液中,随后按照与在实施例17(c)同样的方式进行格利雅反应。所形成的格利雅反应溶液用饱和氯化铵水溶液按照与在实施例17(c)同样的方式进行后处理,然后分离含有三环己基甲氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。该有机层与水层分离和在减压下浓缩,得到晶体。所形成的晶体从己烷中重结晶而得到41g的三环己基氯硅烷(产率;64%)。
实施例20重复实施例17(a)的程序,只是在实施例17(a)中使用的异丙基氯被20.4g(0.22mol)的叔丁基氯替代。后者与5.3g(0.22mol)的金属镁在90ml的THF中反应。获得了叔丁基氯化镁的THF溶液。
另一方面,重复实施例17(b)的程序,只是在实施例17(b)中使用的四氯硅烷被25.8g(0.2mol)的二甲基二氯硅烷替代。后者与甲醇按照在实施例17(b)中同样的方式进行反应。因此获得二甲基甲氧基氯硅烷的溶液。
以上获得的叔丁基氯化镁的THF溶液被滴加到以上获得的二甲基甲氧基氯硅烷的溶液中,随后按照与实施例17(c)中同样的方式进行该格利雅反应。所形成的反应溶液用饱和氯化铵水溶液按照与在实施例17(c)中同样的方式进行后处理,同时NH4Cl水溶液是以40ml的减少量,而不是120ml的量使用。获得含有叔-丁基二甲基甲氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层用35%氢氯酸按照与在实施例15(d)中同样的方式进行处理,同时添加300ml的增加量的氢氯酸。有机层与水层分离并在大气压下进行分馏,因此获得15g作为在124℃-125℃下沸腾的级分的叔丁基-二甲基氯硅烷(产率;60%)。
实施例21(a)有机基-取代的-单烷氧基硅烷由歧化反应的制备500ml容量的四颈烧瓶内加入12.9g(0.1mol)的二甲基二氯硅烷和12.0g(0.1mol)的二甲基二甲氧基硅烷,所形成的混合物在20℃-30℃下搅拌1小时。因此,发生了歧化反应而生产二甲基甲氧基氯硅烷,获得了包含二甲基甲氧基氯硅烷,未反应的二甲基二氯硅烷和未反应的二甲基二甲氧基硅烷的硅烷混合物。
(b)格利雅反应向由以上(a)的歧化反应生产的包含二甲基甲氧基氯硅烷的硅烷混合物中添加150ml的甲苯以将硅烷溶解于甲苯中,因此得到了该硅烷混合物的甲苯溶液。在40℃-50℃下经过1小时通过滴液漏斗向甲苯溶液中滴加在实施例20中生产的叔丁基氯化镁的THF溶液。然后,所形成的混合物在70℃下搅拌4小时。该格利雅试剂能够与包含在甲苯溶液中的二甲基甲氧基氯硅烷反应,生产叔-丁基二甲基甲氧基硅烷。
向所形成的反应溶液中滴加40mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。所形成的混合物的水层与有机层分离,因此到获得含有叔-丁基二甲基甲氧基硅烷的有机层。
(c)三-有机基-氯硅烷的合成(由本发明的第三方面方法)向在以上(b)中获得的含有叔-丁基二甲基甲氧基硅烷的反应溶液中添加300g的35%氢氯酸。所形成的混合物在20℃下搅拌10小时。所形成的反应混合物分离成水层和有机层。有机层在大气压下进行分馏,因此获得15g作为在124℃-125℃下沸腾的级分的叔丁基二甲基氯硅烷(产率;60%)。
实施例22(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量四颈烧瓶中加入21.4g(0.88mol)的金属镁,360ml的有机溶剂,四氢呋喃,和少量碘。在40℃-50℃的混合物温度下在氮气氛围中经过1小时向所获得的混合物滴加69.1g(0.88mol)的异丙基氯。反应混合物然后在50℃和搅拌下被加热1小时,因此获得含有所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的反应溶液。
(b)包括醇镁的混合物的溶液的制备在20℃-30℃的混合物温度下经过30分钟向在以上(a)获得的异丙基氯化镁的THF溶液中滴加6.4g(0.2mol)的甲醇。因此获得了包含所生产的甲氧基氯化镁和未反应的异丙基氯化镁的混合物的溶液。
(c)格利雅反应经过1小时通过滴液漏斗向在以上(b)获得的包含异丙基氯化镁和甲氧基氯化镁的混合物的溶液中滴加34.0g(0.2mol)的四氯硅烷,同时保持所获得的混合物在30℃-40℃的温度下。所形成的混合物在75℃的混合物温度下搅拌4小时以进行格利雅反应。向所形成的格利雅反应溶液中滴加160mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。所形成的混合物的水层与有机层分离,获得含有三异丙基甲氧基硅烷的有机层。
(d)三-有机基-氯硅烷的合成(由本发明的第三方面方法)在以上(c)中获得的有机层用35%氢氯酸按照与在实施例15(d)中同样的方式进行处理。有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的24g的三异丙基氯硅烷(产率;60%)。
实施例23(a)格利雅反应和烷氧基化反应在30℃-40℃的混合物温度下经过1小时通过滴液漏斗向在实施例22(a)中获得的异丙基氯化镁的THF溶液中滴加34.0g(0.2mol)的四氯硅烷。在30℃-40℃的混合物温度下经过30分钟通过滴液漏斗向所形成的混合物中滴加6.4g(0.2mol)的甲醇。向混合物中添加220ml的甲苯,所获得的混合物在90℃的混合物温度下搅拌4小时以完成格利雅反应。
向所形成的格利雅反应溶液中滴加160mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。所形成的混合物的水层与有机层分离,获得含有三异丙基甲氧基硅烷的有机层。
(b)三-有机基-氯硅烷的合成(由本发明的第三方面方法)在以上(a)中获得的有机层用35%氢氯酸按照与在实施例15(d)中同样的方式进行处理。有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的24g的三异丙基氯硅烷(产率;60%)。
实施例24代替用于实施例22(b)中的甲醇,使用12.0g(0.2mol)的异丙醇,和按照与在实施例22(b)中同样的方式让异丙醇与异丙基氯化镁的THF溶液反应。如此此获得了包含所生产的异丙氧基氯化镁和未反应的异丙基氯化镁的混合物的溶液。
该混合物的溶液与四氯硅烷按照在实施例22(c)同样的方式进行反应。所形成的格利雅反应溶液按照与在实施例22(c)中同样的方式进行后处理,因此获得含有三异丙基异丙氧基硅烷的有机层。
所获得的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的23g的三异丙基氯硅烷(产率;58%)。
实施例25代替用于实施例22(b)中的甲醇,使用8.8g(0.2mol)的环氧乙烷,和按照与在实施例22(b)中同样的方式让环氧乙烷与异丙基氯化镁的THF溶液反应。因此获得了包含所生产的3-甲基丁氧基氯化镁和未反应的异丙基氯化镁的混合物的溶液。
该混合物的溶液与四氯硅烷按照在实施例22(c)同样的方式进行反应。所形成的反应溶液按照与在实施例22(c)中同样的方式进行后处理,因此获得含有三异丙基-3-甲基丁氧基硅烷的有机层。
所获得的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式与35%氢氯酸反应。在有机层与水层分离之后,有机层在减压下进行分馏而获得作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的23g的三异丙基氯硅烷(产率;58%)。
实施例26代替用于实施例22(a)中的异丙基氯,使用81.5g(0.88mol)的2-氯丁烷,和按照与在实施例22(a)中同样的方式让2-氯丁烷与在THF中的金属镁反应。获得了仲丁基氯化镁的THF溶液。仲丁基氯化镁的THF溶液与甲醇按照在实施例22(b)中同样的方式进行反应。
因此获得了包含所生产的甲氧基氯化镁和未反应的仲丁基氯化镁的混合物的溶液。向该混合物的溶液中添加四氯硅烷,和按照与在实施例22(c)中同样的方式进行反应。所形成的反应溶液按照与在实施例22(c)中同样的方式进行后处理,因此获得含有三-仲-丁基甲氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。该有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在93℃-95℃/5mmHg下沸腾的级分的26g的三-仲-丁基氯硅烷(产率;54%)。
实施例27代替用于实施例22(a)中的异丙基氯,使用104.4g(0.88mol)的环己基氯,和按照与在实施例22(a)中同样的方式让环己基氯与在THF中的16.0g金属镁反应。获得了环己基氯化镁的THF溶液。
所获得的环己基氯化镁的THF溶液与四氯硅烷反应和然后按照与在实施例23(a)中同样的方式与甲醇进行反应。所形成的反应溶液按照与在实施例23(a)中同样的方式进行后处理,因此获得含有三环己基甲氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。该有机层与水层分离和在减压下进行浓缩。所形成的晶体从正己烷中重结晶而获得34g的三环己基氯硅烷(产率;55%)。
实施例28在实施例17(a)中获得的异丙基氯化镁的THF溶液与甲醇按照在实施例22(b)中同样的方式进行反应,因此获得包含所产生的甲氧基氯化镁和未反应的异丙基氯化镁的混合物的溶液。代替用于实施例22(c)中的四氯硅烷,使用29.9g(0.2mol)的甲基三氯硅烷,然后将它加入到以上所获得的包含甲氧基氯化镁和异丙基氯化镁的THF溶液中。然后该反应按照与在实施例22(c)同样的方式进行。所形成的格利雅反应溶液与在实施例22(c)中同样地用饱和氯化铵水溶液进行后处理,其中使用减少量的120ml(不是160ml)的NH4Cl水溶液,因此获得含有二异丙基甲基甲氧基硅烷的有机层。
所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在57℃-59℃/43mmHg下沸腾的级分的27g的二异丙基甲基氯硅烷(产率;80%)。
实施例29代替用于实施例17(a)中的异丙基氯,使用61.1g(0.66mol)的2-氯丁烷。它与在THF中的金属镁按照与在实施例17(a)中同样的方式进行反应。因此,获得了仲丁基氯化镁的THF溶液。所生产的仲丁基氯化镁的THF溶液与甲醇按照在实施例22(b)中同样的方式进行反应。获得了包含所生产的甲氧基氯化镁和未反应的仲丁基氯化镁的混合物的溶液。
向以上获得的包含甲氧基氯化镁和仲丁基氯化镁的溶液中添加29.9g(0.2mol)的甲基三氯硅烷,代替用于实施例22(c)中的四氯硅烷。然后该反应按照与在实施例22(c)中同样的方式进行。所形成的格利雅反应溶液按照与在实施例22(c)中同样的方式进行后处理,只是饱和氯化铵水溶液的量从用于实施例22(c)中的160ml减少至120ml。因此,获得含有二-仲-丁基甲基甲氧基硅烷的有机层。
含有二-仲丁基甲基甲氧基硅烷的所形成的有机层按照与在实施例15(d)中同样的方式用35%氢氯酸处理。该有机层与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在78℃-81℃/16mmHg下沸腾的级分的32g的二-仲-丁基甲基氯硅烷(产率;81%)。
实施例30(a)从三-有机基-氢基硅烷化合物合成三-有机基-单-烷氧基硅烷在装有搅拌器、温度计和Dimroth的300ml容量的四颈烧瓶中加入200g的甲醇钠的28%甲醇溶液。烧瓶的内容物被加热至具有60℃的温度,在搅拌下经过30分钟通过滴液漏斗向烧瓶中滴加31.7g(0.2mol)的三异丙基氢基硅烷。所形成的混合物在回流条件下搅拌10小时。所形成的反应溶液被分离成主要包含甲醇钠的甲醇溶液的下层和主要包含三异丙基甲氧基硅烷的上有机层。下层被分离和抛弃掉,获得由含有三异丙基甲氧基硅烷的反应溶液组成的上有机层。
(b)三-有机基-氯硅烷的合成(由本发明的第三方面方法)在以上(a)获得的上有机层中存在的三异丙基甲氧基硅烷与35%氢氯酸按照与在实施例15(d)中同样的方式进行反应。在所形成的反应溶液中的有机层然后与水层分离和在减压下进行分馏而获得作为在78℃-80℃/10mmHg下沸腾的级分的31g的三异丙基氯硅烷(产率;80%)。
实施例31重复实施例30(a)的程序,只是在实施例30(a)中使用的三异丙基氢基硅烷被23.3g(0.2mol)的叔丁基二甲基氢基硅烷替代,和进行与甲醇钠的反应。因此获得了含有叔-丁基二甲基甲氧基硅烷的反应溶液。
向含有叔-丁基二甲基甲氧基硅烷的反应溶液中添加300g的35%氢氯酸,和所形成的混合物在20℃下搅拌10小时。生产和沉积了晶体形式的叔-丁基二甲基氯硅烷,它然后通过过滤从水层中分离出来。所获得的晶体在大气压下进行蒸镏,获得24g作为在124℃-125℃下沸腾的级分的叔-丁基二甲基氯硅烷(产率;78%)。
现在,用于实施本发明的第四方面方法的程序(A)是通过参考实施例32-39和实施例42来说明,和用于实施同一方法的程序(B)也参考实施例32(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量四颈烧瓶中加入21.4g(0.88mol)的金属镁,360ml的四氢呋喃,和少量碘。在40℃-50℃的混合物温度下在氮气氛围中经过1小时向所获得的混合物滴加69.1g(0.88mol)的异丙基氯。反应混合物然后在50℃和搅拌下被加热1小时,因此获得含有所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的反应溶液。
(b)含有甲氧基氯化镁的反应溶液的制备在20-30℃下经过30分钟向在以上(a)中获得的异丙基氯化镁(即异丙基格利雅试剂)的四氢呋喃溶液中滴加6.4g(0.2mol)的甲醇,随后进行该反应(利用用于实施本发明的第四方面方法的程序(A))。因此获得含有剩余未反应的异丙基格利雅试剂和所生产的甲氧基氯化镁的反应溶液。
(c)格利雅反应在30℃-40℃下经过1小时,向在以上(b)获得的含有异丙基格利雅试剂和甲氧基氯化镁的在四氢呋喃中的反应溶液中滴加34.0g(0.2mol)的四氯化硅(即,四氯硅烷)。所形成的反应混合物然后在75℃的混合物温度下和在搅拌下加热4小时,以进行在反应活性组分之间的反应。在反应的完成之后,所形成的反应溶液利用气相色谱法分析,因此证实了以72%的收率形成了三异丙基甲氧基硅烷。
在反应的完成之后,向所形成的反应溶液中滴加160mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。随后,在反应溶液中的有机层与水层分离,然后该有机层进行蒸镏而获得在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分。因此,获得23g作为该级分的三异丙基甲氧基硅烷(产率;60%)。
实施例33
重复实施例32(b)的程序,只是使用14.8g(0.2mol)的正丁醇,代替甲醇。异丙基氯化镁(异丙基格利雅试剂)的四氢呋喃溶液与正丁醇按照与在实施例32(b)中同样的方式进行反应。因此得到含有剩余未反应的异丙基氯化镁和所生产的正丁氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应通过向反应溶液中添加SiCl4来进行和进一步按照与在实施例32(c)中同样的方式来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液后按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理。所分离的有机层进行蒸镏而获得28g的三异丙基-正丁氧基硅烷,为在98℃-102℃/12mmHg下沸腾的级分(产率;59%)。
实施例34重复实施例32(b)的程序,只是使用8.8g(0.2mol)的环氧乙烷,代替甲醇。因此,异丙基氯化镁的四氢呋喃溶液用环氧乙烷按照与在实施例32(b)中同样的方式进行反应。因此得到含有剩余未反应的异丙基氯化镁和所生产的3-甲基丁氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应通过向反应溶液中添加四氯化硅来进行和进一步按照与在实施例32(c)中同样的方式来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液后按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理。所分离的有机层进行蒸镏而获得29g的三异丙基-3-甲基丁氧基硅烷,为在118℃-120℃/5mmHg下沸腾的级分(产率;59%)。
实施例35重复实施例32(a)的程序,只是使用81.5g(0.88mol)的2-氯丁烷,代替异丙基氯。然后,2-氯丁烷与在四氢呋喃(THF)中的21.4g(0.88mol)的金属镁按照与在实施例32(a)中同样的方式进行反应。因此得到了仲丁基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
向格利雅试剂的THF溶液中添加甲醇,和然后该反应按照与在实施例32(b)中同样的方式进行,得到含有剩余未反应的仲丁基氯化镁和所生产的甲氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应通过向反应溶液中添加四氯化硅来进行和进一步按照与在实施例32(c)中同样的方式来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液后按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理。所分离的有机层进行蒸镏而获得26g的三-仲-丁基甲氧基硅烷,为在89℃-91℃/5mmHg下沸腾的级分(产率;55%)。
实施例36重复实施例32(a)的程序,只是使用104.4g(0.88mol)的环己基氯,代替异丙基氯。然后环己基氯与在THF中的21.4g(0.88mol)的金属镁按照与在实施例32(a)中同样的方式进行反应。因此得到了环己基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
向格利雅试剂的以上THF溶液中添加14.8g(0.2mol)的正丁醇,代替用于实施例32(b)中的甲醇。该反应进一步按照与在实施例32(b)中同样的方式进行。因此得到含有剩余未反应的环己基氯化镁和所生产的正丁氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应通过向反应溶液中添加四氯化硅来进行和进一步按照与在实施例32(c)中同样的方式来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液后按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理。所分离的有机层经过浓缩而获得三环己基-正丁氧基硅烷的粗晶体。从己烷中重结晶而获得40g的三环己基-正丁氧基硅烷(产率;55%)。
实施例37重复实施例32(a)的程序,只是金属镁的用量是从21.4g(0.88mol)减少到16.0g(0.66mol),THF的量是从360ml减少到270ml和异丙基氯的量是从69.1g(0.88mol)减少到51.8g(0.66mol)。然后该金属镁与异丙基氯按照与在实施例32(a)中同样的方式进行反应。因此获得异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
向格利雅试剂的THF溶液中添加甲醇,和然后该反应按照与在实施例32(b)中同样的方式进行,得到含有剩余未反应的异丙基氯化镁和所生产的甲氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应进一步通过向反应溶液中添加29.9g(0.2mol)的甲基-三氯硅烷,代替用于实施例32(c)中的四氯化硅来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理,只是饱和氯化铵水溶液的用量从160ml减少至120ml。所分离的有机层进行蒸镏而获得27g的二异丙基甲基甲氧基硅烷,为在55℃-56℃/43mmHg下沸腾的级分(产率;81%)。
实施例38重复实施例35的程序,只是金属镁的用量是从21.4g(0.88mol)减少到16.0g(0.66mol),THF的量是从360ml减少到270ml和2-氯丁烷的量是从81.5g(0.88mol)减少到61.1g(0.66mol)。然后该金属镁与2-氯丁烷按照与在实施例32(a)中同样的方式进行反应。因此获得仲丁基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
向仲丁基氯化镁的格利雅试剂的以上THF溶液中添加甲醇,和该反应按照与在实施例32(b)中同样的方式进行。因此获得含有剩余未反应的仲丁基氯化镁和所生产的甲氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应进一步通过向反应溶液中添加29.9g(0.2mol)的甲基三氯硅烷,代替用于实施例32(c)中的四氯化硅来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理,只是饱和氯化铵水溶液的用量从160ml减少至120ml。所分离的有机层进行蒸镏而获得32g的二-仲丁基甲基-甲氧基硅烷,为在76℃-78℃/16mmHg下沸腾的级分(产率;82%)。
实施例39重复实施例36的程序,只是金属镁的用量是从21.4g(0.88mol)减少到16.0g(0.66mol),THF的量是从360ml减少到270ml和环己基氯的量是从104.4g(0.88mol)减少到78.3g(0.66mol)。该反应进一步按照与在实施例32(a)中同样的方式进行。因此获得环己基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
向格利雅试剂环己基氯化镁的以上THF溶液中添加甲醇。该反应然后按照与在实施例32(b)中同样的方式来进行,因此得到含有剩余未反应的环己基氯化镁和所生产的甲氧基氯化镁的反应溶液。
然后,格利雅反应进一步通过向反应溶液中添加29.9g(0.2mol)的甲基三氯硅烷,代替用于实施例32(c)中的四氯化硅来进行。在反应的完成之后,所形成的反应溶液按照与在实施例32(c)中同样的方式进行后处理,只是饱和氯化铵水溶液的用量从160ml减少至120ml。所分离的有机层进行蒸镏而获得41g的二环己基甲基甲氧基硅烷,为在128℃-129℃/7mmHg下沸腾的级分(产率;83%)。
实施例40在30-40℃下经过1小时向用于实施例32(a)的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液中滴加34.0g(0.2mol)的四氯化硅,进行进一步的反应(由本发明的第四方面方法的程序B)。
在30-40℃下经过30分钟向所形成的反应混合物滴加6.4g(0.2mol)的甲醇,因此进行预定的反应。现在获得的反应溶液在75℃下和在搅拌下加热4小时,进行进一步的反应。所形成的反应溶液由气相色谱法分析,因此证实了以73%的收率形成了三异丙基甲氧基硅烷。
向以上反应溶液中滴加160mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。然后所分离出的有机层进行蒸镏而获得在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分。因此获得23g的三异丙基甲氧基硅烷(产率;61%)。
实施例41在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量的四颈烧瓶中加入34.0g(0.2mol)的四氯化硅和200mL的THF。在30-40℃下经过1小时向烧瓶中滴加与用于实施例32(a)中相同的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液,伴随一些反应。
在30-40℃下经过30分钟向所获得的反应混合物中滴加6.4g(0.2mol)的甲醇,和进行该反应(由本发明的第四方面方法的程序B)。现在获得的反应溶液在75℃下和在搅拌下加热4小时,进行进一步的反应。
向所形成的格利雅反应溶液中滴加160mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。然后有机层被分离出来和进行蒸镏而获得在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分。因此获得29g的三异丙基甲氧基硅烷(产率;77%)。
实施例42
(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的500ml容量四颈烧瓶中加入11.7g(0.48mol)的金属镁,200ml的四氢呋喃(THF)和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向烧瓶中滴加37.7g(0.48mol)的异丙基氯。然后,所获得的反应混合物在50℃下和在搅拌下加热1小时,因此进行反应和获得所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
(b)格利雅反应在30℃-40℃下经过1小时向在以上(a)获得的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液中滴加34.0g(0.2mol)的四氯硅烷。然后所获得的混合物在75℃下和在搅拌下加热4小时以进行该格利雅反应。在反应的完成之后,所形成的反应溶液利用气相色谱法分析,因此证实了以76%的收率形成了二氯二异丙基硅烷。
(c)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量四颈烧瓶中加入4.9g(0.20mol)的金属镁,80ml的四氢呋喃(THF)和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向烧瓶中滴加15.7g(0.20mol)的异丙基氯。然后,所获得的反应混合物在50℃下和在搅拌下加热1小时,因此进行反应和获得异丙基氯化镁的THF溶液。
(d)甲氧基氯化镁溶液的制备在20℃-30℃下经过30分钟向在以上(c)获得的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液中滴加6.4g(0.2mol)的甲醇。进行该反应以获得甲氧基氯化镁的溶液。
(e)单烷氧基-二烷基单氯硅烷的生产在30℃-40℃下经过1小时向在以上(d)获得的甲氧基氯化镁的溶液中滴加在以上(b)中获得的含有二氯二异丙基硅烷的溶液。然后所获得的反应混合物在75℃下和在搅拌下加热4小时以进行反应。所形成的反应溶液由气相色谱法分析,因此证实了以74%的收率形成了氯二异丙基甲氧基硅烷。
(f)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的200ml容量四颈烧瓶中加入4.9g(0.20mol)的金属镁,80ml的四氢呋喃(THF)和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向烧瓶中滴加15.7g(0.20mol)的异丙基氯。然后,所获得的反应混合物在50℃下和在搅拌下加热1小时,因此进行反应和获得所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
(g)格利雅反应在30-40℃下经过1小时向在以上(e)中获得的含有氯二异丙基甲氧基硅烷的溶液中滴加在以上(f)中获得的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。然后所获得的反应混合物在75℃下和在搅拌下加热4小时以进行反应。所形成的反应溶液由气相色谱法分析,因此证实了以72%的收率形成了三异丙基甲氧基硅烷。
在反应的完成之后,向所形成的反应溶液中滴加160mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。然后,有机层分离出来并在减压下进行分馏,因此获得23g作为在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分的三异丙基甲氧基硅烷(产率;60%)。
实施例43(a)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的200ml容量四颈烧瓶中加入9.7g(0.40mol)的金属镁,165ml的四氢呋喃(THF)和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向烧瓶中滴加31.4g(0.40mol)的异丙基氯。然后,所获得的反应混合物在50℃下和在搅拌下加热1小时,因此进行反应和获得所生产的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。
(b)格利雅反应在装有搅拌器、温度计和Dimroth的1升容量的四颈烧瓶中加入34.0g(0.2mol)的四氯硅烷。在30-40℃下经过1小时向后者中滴加与在以上(a)中制备的相同的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。向所获得的混合物中添加150ml的甲苯。所形成的混合物在90℃下搅拌4小时以进行预定的格利雅反应。因此,获得含有二氯二异丙基硅烷的溶液。
(c)单烷氧基二烷基单氯硅烷的生产在10-25℃下经过1小时向在以上(b)中获得的含有二氯二异丙基硅烷的溶液中滴加6.4g(0.2mol)的甲醇。然后,所获得的反应混合物在50℃下和在搅拌下加热1小时,因此进行反应和获得含有氯二异丙基甲氧基硅烷的溶液。
(d)格利雅试剂的制备在装有搅拌器、温度计和Dimroth的200ml容量四颈烧瓶中加入6.3g(0.26mol)的金属镁,105ml的四氢呋喃(THF)和少量碘。在40℃-50℃下在氮气氛围中经过1小时向烧瓶中滴加20.4g(0.26mol)的异丙基氯。然后,所获得的反应混合物在50℃下和在搅拌下加热1小时,因此进行反应和获得所生产的异丙基氯化镁的THF溶液。
(e)格利雅反应在30-40℃下经过1小时向在以上(c)中获得的含有氯二异丙基甲氧基硅烷的THF溶液中滴加在以上(d)中获得的异丙基氯化镁(格利雅试剂)的THF溶液。然后所获得的反应混合物在90℃下和在搅拌下加热4小时以进行进一步格利雅反应。
向所形成的反应溶液中滴加120mL的饱和氯化铵水溶液以溶解镁盐。在分离有机层之后,有机层在减压下进行分馏,因此获得27g作为在85℃-86℃/20mmHg下沸腾的级分的三异丙基甲氧基硅烷(产率;70%)。
工业实用性正如以上所解释的,根据本发明,提供了可用于工业中的三-有机基-单烷氧基硅烷的新型生产方法,以及还提供了可用于工业中的三-有机基-单氯硅烷的新型生产方法。由本发明的第一到第四方面所提供的这些新型方法可用于工业中。
权利要求
1.含有庞大烃基团R和具有通式(III)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的生产方法R3-(x+y)(R1)x(R2)ySi(OR3) (III)其中R1表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,R2表示仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基,和R3表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或基团-OR3表示结构式(A)的2-取代或未取代的-2-氯乙氧基 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,和其中R表示仲烷基,叔烷基或环烷基,或R是如以下所定义的烷基-取代的芳族烃基团,和x表示0或1的整数和y表示0,1或2的整数,前提条件是x和y的这些整数是在0≤(x+y)≤2范围内,特征在于该方法包括让通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl3-(x+y)(OR3) (I)其中R1,R2,R3,x和y具有与以上所定义的相同的意义,与通式(II)的格利雅试剂进行反应RMgX(II)其中R表示如以上所定义的仲烷基,叔烷基或环烷基,或R表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子。
2.根据权利要求1所要求的方法,其中通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷,它被用作该起始化合物但其中在通式(I)中的基团-OR3不指结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基,是由通式(IV)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(IV)其中R1和R2具有与在权利要求1中所定义的相同的意义和x和y是在权利要求1中所定义的整数,与结构式(V)的醇反应所制备的化合物R3OH(V)其中R3表示在权利要求1中所定义的伯或仲烷基,环烷基将或芳烷基。
3.根据权利要求1所要求的方法,其中用作起始化合物的通式(I)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷是通式(I′)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单烷氧基-三,二或单氯硅烷 其中R1,R2和R4具有与在权利要求1中所定义的相同的意义和x和y是在权利要求1中所定义的整数,和其中结构式(I′)的氯硅烷是由通式(IV)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(IV)其中R1和R2具有与在权利要求1中所定义的相同的意义和x和y是在权利要求1中定义的整数,与通式(VI)的烯化氧或缩水甘油醚反应所生产的化合物 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基或R4表示结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基。
4.根据权利要求1所要求的方法,其中通式(I)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷,其中在通式(I)中的基团-OR3不指结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基和它被用作该起始化合物,是一种化合物,后者通过将通式(VII)的烷氧基硅烷(R1)x(R2)ySi(OR3)zCl4-(x+y+z)(VII)其中R1,R2和R3具有与权利要求1中所定义的相同的意义,x表示0或1的整数,和y表示0,1或2的整数,其中x和y在的整数是在0≤(x+y)≤2范围内;和z表示2,3或4的整数,其中z的整数是在2≤(x+y+z)≤4的范围内,与通式(IV)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷进行混合(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(IV)其中R1和R2具有与权利要求1中所定义的相同的意义以及x和y是在权利要求1中所定义的整数,并进行在通式(IV)的四氯硅烷或氯硅烷和通式(VII)的烷氧基硅烷之间的歧化反应生产。
5.根据权利要求1所要求的方法,其中所生产的结构式(III)的三-有机基-单烷氧基硅烷是三异丙基单烷氧基硅烷。
6.根据权利要求1所要求的方法,其中所生产的结构式(III)的三-有机基-单烷氧基硅烷是三-仲-丁基单烷氧基硅烷。
7.根据权利要求1所要求的方法,其中所生产的结构式(III)的三-有机基-单烷氧基硅烷是三环己基单烷氧基硅烷。
8.化合物的生产方法,该化合物是通式(IIIa)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷(Ra)3-Si-(OR3a)(IIIa)其中R3a表示1-6个碳原子的直链或支链烷基或环烷基或芳烷基和Ra表示如以上所定义的仲烷基或环烷基或烷基-取代的芳族烃基团,或是通式(IIIb)的三-有机基-单-(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)硅烷 其中R4a表示氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4a表示(C1-C20)烷氧基-亚甲基,(C2-C10)链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,和Ra是如以上所定义并表示仲烷基或环烷基,或Ra是如以上所定义的烷基-取代的芳族烃基团,特征在于该方法包括第一步骤让四氯硅烷与结构式(Va)的醇R3a-OH (Va)其中R3a具有与以上所定义的相同的意义,或与结构式(VIa)的烯化氧或缩水甘油醚 其中R4a具有与以上所定义的相同的意义,在任何溶剂不存在下或在通常用于格利雅反应的醚型溶剂或芳族烃溶剂的存在下,进行反应,因此生产出结构式(Ia)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)-三氯硅烷(R3aO)-Si-Cl3(Ia)其中R3a具有与以上所定义的相同的意义,或生产出结构式(Ib)的单(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)-三氯硅烷(R3bO)-Si-Cl3(Ib)其中该基团R3bO-表示结构式(A′)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基团 其中R4a具有与以上所定义的相同的意义;以及第二步骤将从第一步骤获得的并在其中含有所生产的结构式(Ia)的单(烷氧基或环烷氧基或芳烷氧基)-三氯硅烷或生产的结构式(Ib)的单(2-取代或未取代的-2-氯乙氧基)-三氯硅烷的反应溶液,与结构式(II′)的格利雅试剂掺混RaMgX(II′)其中Ra表示仲烷基或环烷基,或Ra表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子,和随后进行在结构式(Ia)或(Ib)的化合物和结构式(II′)的格利雅试剂之间的预定格利雅反应,以生产出结构式(IIIa)或(IIIb)的硅烷化合物。
9.化合物的生产方法,该化合物是通式(XIIa)的三-有机基-单氯硅烷(R1)(R2)(R3)SiCl (XIIa)其中R1,R2和R3彼此相同或不同并各自表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳烷基或芳基,但是其中R1,R2和R3各自和全部不同时表示甲基,或是通式(XIIb)的三-有机基-单氯-硅烷(R1)(R2)(R3a)SiCl (XIIb)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义和R3a是仲烷基或叔烷基或环烷基,或R3a是烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与可键接于镁原子上的芳族烃基团的碳原子相邻,特征在于该方法包括让氢氯酸与结构式(XIa)的三-有机基-硅烷化合物(R1)(R2)(R3)SiZ1(XIa)其中R1,R2和R3各具有与以上所定义的相同的意义和Z1是可水解的基团,或特别地与含有庞大烃基团R3a和具有结构式(XIb)的三-有机基-硅烷化合物,进行反应(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)其中R1,R2和R3a具有与以上所定义的相同的意义和Z2是伯或仲烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基,或Z2是结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基团 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,因此生产出结构式(XIIa)的三-有机基-单氯硅烷或结构式(XIIb)的三-有机基-单氯硅烷。
10.根据权利要求9所要求的方法,其中在结构式(XIa)的三-有机基硅烷化合物中存在的可水解的基团Z1是被取代的或未取代的烷氧基,环烷氧基,芳烷氧基,酰氧基,氨基,无机酸酯残基,或假卤素基团,尤其氰基。
11.根据权利要求9所要求的方法,其中用于反应的氢氯酸是含有10-37wt%浓度的氯化氢的氯化氢水溶液形式。
12.根据权利要求9所要求的方法,其中与氢氯酸的反应是在-20℃到100℃,优选-10℃到50℃的温度下进行的。
13.根据权利要求9所要求的方法,其中结构式(XIb)的三-有机基硅烷化合物(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)其中在结构式(XIb)中存在的基团Z2不指结构式(A)的2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基,它被用作起始化合物,是由一种方法制备的化合物,该方法包括让结构式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2具有与在权利要求9中所定义的相同的意义以及x和y各自是0,1或2的整数,其中x和y的整数是在0≤(x+y)≤2的范围内,与通式(XIV)的醇进行反应R6OH (XIV)其中R6表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,因此生产出通式(XVa)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)-三,二或单氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl3-(x+y)(OR6) (XVa)其中R1,R2,R6,x和y具有与以上所定义的相同的意义,然后让结构式(XVa)的所生产的三,二或单氯硅烷化合物与结构式(XVI)的格利雅试剂反应(R3a)MgX (XVI)其中R3a表示仲烷基,叔烷基或环烷基,或R3a表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子。
14.根据权利要求9所要求的方法,其中结构式(XIb)的三-有机基硅烷化合物(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)它被用作该起始化合物,是结构式(XIb-1)的有机基-未取代的或单或二-有机基-单(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)硅烷 其中R1,R2,R3a和R4具有与在权利要求9中所定义的相同的意义,和结构式(XIb-1)的该起始硅烷化合物是由一种方法制备的化合物,该方法包括让结构式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2具有与在以上所定义的相同的意义以及x和y是如以上所定义的整数并且是在0≤(x+y)≤2的范围内,与通式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚进行反应 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,因此生产出结构式(XVb)的有机基-未取代的或单-有机基或二-有机基-单(2-取代的或未取代的-2-氯乙氧基)-三,二或单氯硅烷 其中R1,R2和R4具有与在权利要求9中所定义的相同的意义,和x和Y是在0≤(x+y)≤2的范围内的整数,然后让通式(XVb)的氯硅烷化合物与结构式(XVI)的格利雅试剂反应(R3a)MgX (XVI)其中R3a表示以上所定义的仲烷基,叔烷基或环烷基,或R3a是在权利要求13中所定义的烷基-取代的芳族烃基团。
15.根据权利要求9所要求的方法,其中结构式(XIb)的三-有机基硅烷化合物(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)它被用作起始化合物,是由一种方法制备的结构式(XIb)的化合物,该方法包括将结构式(XIV)的醇R6OH(XIV)其中R6是在权利要求13中所定义的伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或结构式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚 其中R4是氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4是结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基,如在权利要求14中所定义,与结构式(XVI)的格利雅试剂掺混(R3a)MgX(XVI)其中R3a表示仲烷基,叔烷基或环烷基,或R3a表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,进行格利雅反应,然后将格利雅反应的反应混合物与结构式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷掺混(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XIII)其中R1和R2,如在权利要求9中所定义,彼此是相同或不同的,和各自表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,以及x和y各自表示0,1或2的整数,其中x和y的整数是在0≤(x+y)≤2范围内,随后引起反应进行,然后从所获得的不同的反应产物中分离出以上所示的结构式(XIb)的三-有机基硅烷化合物。
16.根据权利要求9所要求的方法,其中结构式(XIb)的三-有机基硅烷化合物(R1)(R2)(R3a)SiZ2(XIb)它用作起始化合物,是由一种方法制备的化合物,该方法包括将在权利要求13中所定义的结构式(XVI)的格利雅试剂与在权利要求13中所定义的结构式(XIII)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷掺混,进行格利雅反应,将格利雅反应的所形成的反应混合物与在权利要求13中所定义的结构式(XIV)的醇或在权利要求14中所定义的结构式(XVII)的烯化氧或缩水甘油醚掺混,引起该反应进行,和从所获得的不同的反应产物中分离出以上所示的结构式(XIb)的三-有机基硅烷化合物。
17.根据权利要求9所要求的方法,其中结构式(XIa)的三-有机基硅烷化合物,它被用作起始化合物,是结构式(XIa-1)的三-有机基-单(烷氧基,环烷氧基或链烯氧基)硅烷(R1)(R2)(R3)Si(OR6) (XIa-1)其中R1,R2和R3,如在权利要求9中所定义,彼此是相同或不同的并各自表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳烷基或芳基,但其中R1,R2和R3各自和全部不同时表示甲基,并且它是由一种方法生产的结构式(XIa-1)的硅烷化合物,该方法包括让结构式(XVIII)的三-有机基-氢基硅烷化合物(R1)(R2)(R3)SiH (XVIII)其中R1,R2和R3具有与以上所定义的相同的意义,与通式(XIV)的醇R6OH(XIV)其中R6表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,在碱催化剂存在下进行反应。
18.根据权利要求9所要求的方法,其中所生产的结构式(XIIa)或(XIIb)的三-有机基-单氯硅烷是叔-丁基二甲基单氯硅烷。
19.根据权利要求9所要求的方法,其中所生产的结构式(XIIa)或(XIIb)的三-有机基-单氯硅烷是三异丙基氯硅烷。
20.根据权利要求9所要求的方法,其中所生产的结构式(XIIa)或(XIIb)的三-有机基-单氨硅烷是三-仲-丁基单氯硅烷。
21.根据权利要求9所要求的方法,其中所生产的结构式(XIIa)或(XIIb)的三-有机基-单氯硅烷是三环己基单氯硅烷。
22.含有庞大烃基团R和具有结构式(XXVa)的三-有机基-单-(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷的生产方法R3-(x+y)(R1)x(R2)ySi(OR7)(XXVa)其中R1表示伯,仲或叔烷基,环烷基,链烯基,炔基,芳基或芳烷基,R2表示仲烷基,叔烷基,环烷基或芳基,和其中R表示仲烷基或叔烷基或环烷基,或R表示如以下所定义的烷基-取代的芳族烃基团,和R7具有与下面所定义的R3相同的意义,或R7是结构式-CH2-CH(R)-R4的基团,其中R和R4具有与下面所定义的相同的意义,和x表示0或1的整数和y表示0,1或2的整数,其中x和y的整数是在0≤(x+y)≤2的范围内,特征在于该方法包括让结构式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷(R1)x(R2)ySiCl4-(x+y)(XXI)其中R1和R2具有与以上所定义的相同的意义以及x和y各自表示如以上所定义的整数,与结构式(XXII)的格利雅试剂按照一种方式进行反应RMgX(XXII)其中R表示仲烷基或叔烷基或环烷基,或R表示烷基-取代的芳族烃基团,它的烷基取代基键接于在芳族烃基团中存在的碳原子上,该碳原子与键接于镁原子上的芳族烃基团的那一碳原子相邻,和X表示氯,溴或碘原子,该方式应使得结构式(XXI)的四氯硅烷或二或三氯硅烷与结构式(XXII)的格利雅试剂的反应是在添加了结构式(XXIII)的醇并与其反应的情况下R3OH(XXIII)其中R3表示伯或仲烷基,环烷基或芳烷基,或添加了结构式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚并与其反应的情况下来进行的 其中R4表示氢原子或1-8个碳原子的烷基,或R4表示结构式-CH2-O-R5的烷氧基亚甲基,链烯基氧基亚甲基或芳基氧基亚甲基,其中R5是1-20个碳原子的直链或支链烷基或2-10个碳原子的链烯基或芳基。
23.根据权利要求22所要求的方法,其中该方法包括首先让结构式(XXII)的格利雅试剂与通式(XXIII)的醇或通式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚掺混和反应,然后向含有剩余格利雅试剂以及格利雅试剂与醇或烯化氧或缩水甘油醚的反应的所形成反应产物的所获得的反应混合物中添加一定量的结构式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷,和然后进行在所获得混合物中存在的该格利雅试剂,该反应产物和该添加的四氯硅烷或该添加的二或单-有机基-二或三氯硅烷之间的附加反应,而生产出结构式(XXVa)的三-有机基-单-(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷。
24.根据权利要求22所要求的方法,其中该方法包括首先让结构式(XXII)的格利雅试剂与通式(XXI)的四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷掺混和反应,然后向含有格利雅试剂以及格利雅试剂与四氯硅烷或二或单-有机基-二或三氯硅烷的反应的所形成反应产物的所获得的反应混合物中添加一定量的结构式(XXIII)的醇或结构式(XXIV)的烯化氧或缩水甘油醚,和然后进行在所获得混合物中存在的该格利雅试剂,该反应产物和该添加的醇或该添加的烯化氧或缩水甘油醚之间的附加反应,而生产出结构式(XXVa)的三-有机基-单-(烷氧基,环烷氧基或芳烷氧基)硅烷。
25.根据权利要求22所要求的方法,其中最后生产的结构式(XXVa)的三-有机基-单烷氧基硅烷是三异丙基单烷氧基硅烷。
26.根据权利要求22所要求的方法,其中最后生产的结构式(XXVa)的三-有机基-单烷氧基硅烷是三-仲-丁基单烷氧基硅烷。
27.根据权利要求22所要求的方法,其中最后生产的结构式(XXVa)的三-有机基-单烷氧基硅烷是三环己基单烷氧基硅烷。
全文摘要
含有庞大烃基团R并具有结构式(III)的硅烷R
文档编号C07F7/18GK1612886SQ0282683
公开日2005年5月4日 申请日期2002年11月8日 优先权日2001年11月8日
发明者番能忠, 正冈伸, 早川良树 申请人:北兴化学工业株式会社, 信越化学工业株式会社
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