专利名称：一种含氧氮杂环的硅烷类化合物及其制备方法和应用及烯烃聚合方法
技术领域：
本发明涉及一种含氧氮杂环的硅烷类化合物以及该含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法和应用及烯烃聚合方法。
背景技术：
众所周知，用于烯烃聚合和共聚合的催化剂，特别是丙烯聚合催化剂，要使用硅烷化合物作为外给电子体，以提高聚合物的等规度，从而提高聚合物的机械加工性能。目前常用的硅烷化合物其结构通式为RnSi(0R’)4_n(其中，η为1-3的自然数)，如二苯基二甲氧基硅烷(W08805056、ΕΡ283011)、甲基环己基二甲氧基硅烷(JP02-170803、JP02-229807)、二异丙基二甲氧基硅烷(ΕΡ350170)、二异丁基二甲氧基硅烷(ΕΡ250229、ΕΡ376145)和二环戊基二甲氧基硅烷(JP02-229807)等。然而，上述己知的硅烷化合物，有些含有苯环，在使用过程中有可能释放出对人体有害的苯，从而造成卫生和健康问题；有些由于一个硅原子上连接有两个空间位阻很高的环状烷基，制备比较困难，并且成本较高；有些尽管制备比较容易，成本也较低，但不是所得的催化剂的活性不高，就是制得的聚合物的等规度不能满足要求。因此，有必要合成新的硅烷化合物，以解决现有硅烷化合物存在的问题。例如，日本Tonen Corporation的Tomoko Aoki等人发明了含有四氢呋喃基团的环己基二甲氧基氧杂-3-环戍氧基娃烧(US5, 248，803);美国Himont Incorporated的C. A. Stewort 发明了含氮杂环的有机娃烧(EP0410443A1);日本 UBE Industries Ltd.的Hiroyuki Ikeuchi等人的研究发现,含有一个或两个哌唳基团的娃烧,在性能上与烃基娃烷基本相同，也是一类高等规的外给电子体。现有的硅烷化合物的制备方法，通常是以卤代烷烃为原料，在绝对无水的条件下与金属镁反应，制成格氏试剂，再与烷氧基硅烷反应制得产品。该方法操作条件十分苛刻，反应时如物料加入速度或温度控制不好，极易发生暴沸，甚至引起爆炸。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氧氮杂环的硅烷类化合物及其制备方法和应用及烯烃聚合方法，该含氧氮杂环的硅烷类化合物用作烯烃聚合催化剂的外给电子体化合物时，能够使催化剂的活性高且制得的聚合物的等规度满足要求，而且该含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法具有反应完全，副产物少，产品易于分离，产品成本较低等优点。本发明提供了一种含氧氮杂环的硅烷类化合物，其特征在于，该含氧氮杂环的硅烷类化合物具有式(I)所示的结构，
权利要求
1.一种含氧氮杂环的硅烷类化合物，其特征在于，该含氧氮杂环的硅烷类化合物具有式(I)所示的结构，
2.根据权利要求I所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物，其中，R1和R2各自为甲基或乙基。
3.根据权利要求I或2所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物，其中，R3是甲基。
4.一种含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，该方法包括在置换反应条件下，将式(II)所示的吗啉在溶剂存在下与烃基锂进行第一接触，然后将接触后的产物与式(III)所示的硅氧烷化合物进行第二接触； 上述式(III)中的m、n、凡、民与上述式(I)中的定义相同，R4、R5SH或碳原子数为1-2的烷基。
5.根据权利要求4所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，其中，所述第一接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为10-200分钟；所述第二接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为1-24小时。
6.根据权利要求4所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，其中，以摩尔计，所述式(II)所示的吗啉烃基锂式(III)所示的娃氧烧化合物=1:1-5: 0. 1-5 ;所述溶剂的用量为式(II)所示的吗啉、烃基锂和式(III)所示的硅氧烷化合物总重量的5-30倍。
7.一种含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，该方法包括下述方法中的一种 方法一在置换反应条件下，将式(II)所示的吗啉在溶剂存在下与烃基锂进行第一接触，然后将第一接触后的产物与式(III)所示的硅氧烷化合物进行第二接触；将式(IV)所示的含氮杂环化合物在溶剂存在下与烃基锂进行第三接触，然后将第三接触后的产物与第二接触后的产物进行第四接触； 方法二 在置换反应条件下，将式(IV)所示的含氮杂环化合物在溶剂存在下与烃基锂进行第五接触，然后将第五接触后的产物与式(III)所示的硅氧烷化合物进行第六接触；将式(II)所示的吗啉在溶剂存在下与烃基锂进行第七接触；然后将第七接触后的产物与第六接触后的产物进行第八接触；
8.根据权利要求5所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，其中，所述第一接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为10-200分钟；所述第二接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为1-24小时；所述第三接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为10-200分钟；所述第四接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为1-24小时；所述第五接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为10-200分钟；所述第六接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为1-24小时；所述第七接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为10-200分钟；所述第八接触的条件包括惰性气体保护气氛，温度为_15°C至20°C，时间为1-24小时。
9.根据权利要求5所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，其中，以摩尔计，所述式(II)所示的吗啉烃基锂式(III)所示的硅氧烷化合物式(IV)所示的含氮杂环化合物=1:1-5: 1-5 1-5 ;所述溶剂的用量为式(II)所示的吗啉、烃基锂、式(IV)所示的含氮杂环化合物和式(III)所示的硅氧烷化合物总重量的5-30倍。
10.根据权利要求4-9中任意一项所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法，其中，所述烃基锂选自正丁基锂、甲基锂和苯基锂中的一种或多种，优选正丁基锂；所述式(III)所示的硅氧烷化合物选自四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷中的一种或多种；所述式(IV)所示的含氮杂环化合物为吡咯烷和(N-烷基)哌嗪中的一种或多种，所述烷基为碳原子数1-6的烷基；所述(N-烷基)哌嗪优选为(N-甲基)哌嗪；所述溶剂为非质子惰性溶齐U，优选选自酰胺、卤代烃、烃、醚中的一种或多种，更优选为二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、正己烷、环己烷、石油醚、乙醚、四氢呋喃、甲基叔丁基醚和N，N- 二甲基甲酰胺中的一种或多种；特别优选为正己烷。
11.权利要求1-3中任意一项所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物作为烯烃聚合催化剂中的外给电子体的应用。
12.—种烯烃聚合方法，该方法包括在一种烯烃聚合催化剂体系存在下，使烯烃进行聚合，所述烯烃聚合催化剂体系包括含钛固体催化剂组分、烷基铝化合物和外给电子体，其特征在于，所述外给电子体为权利要求1-3中任意一项所述的含氧氮杂环的硅烷类化合物。
全文摘要
本发明涉及一种含氧氮杂环的硅烷类化合物以及该含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法和应用及烯烃聚合方法，其中，该含氧氮杂环的硅烷类化合物具有式(I)所示的结构。使用本发明的方法制备的含氧氮杂环的硅烷类化合物用作烯烃聚合催化剂的外给电子体化合物时，能够使催化剂的活性高且制得的聚合物的等规度满足要求，而且该含氧氮杂环的硅烷类化合物的制备方法具有反应完全，副产物少，产品易于分离，产品成本较低等优点。
文档编号C07F7/02GK102850386SQ20111018304
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者赵思源, 孙竹芳, 谢伦嘉, 凌永泰, 田宇, 冯再兴 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院