专利名称：一种吗啉基硅烷类化合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的吗啉基硅烷类化合物，以及该化合物的制备方法。该化合物可作为外给电子体，应用在烯烃聚合特别是丙烯聚合反应中。
背景技术：
众所周知，在烯烃聚合反应中，特别是丙烯聚合反应，要使用硅烷类化合物助催化剂作为外给电子体，以提高聚合物的等规度。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、ΕΡ^3011)、甲基环己基二甲氧基硅烷(JP02-170803、 JP02-2^807)、二异丙基二甲氧基硅烷(EP350170)、二异丁基二甲氧基硅烷(EP250229、 EP376145)和二环戊基二甲氧基硅烷(JP02_2^807)等。然而上述已知的硅烷化合物，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，从而造成环保和健康问题；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，制备比较困难且成本较高；有些硅烷类化合物在应用过程中不能满足人们对催化剂的活性及聚合物的等规度的要求。因此，有必要合成新的硅烷化合物，以解决现有技术中使用的硅烷化合物存在的问题。例如，日本Tonen Corporation的iTomoko 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-环戊氧基硅烷(US 5, 248, 803)；美国HimonWncorporated的 C. A. Stewort 发明了含氮杂环的有机硅烧(EP 0410443A1)；日本 UBE Industries Ltd.的 Hiroyuki Ikeuchi等人的研究发现，含有一个或两个哌啶基团的硅烷，在性能上与烃基硅烷基本相同，也是一类能使所得聚合物具有高等规度的外给电子体。本发明提供的含氧氮杂环基团的硅烷是含有吗啉基团的烷氧基硅烷化合物，是一类新型的化合物。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。本发明提供的硅烷化合物的制备方法，是将吗啉与正丁基锂反应生成锂盐，然后与四烷氧基硅烷反应，生成吗啉基三烷氧基硅烷；或将吗啉与正丁基锂反应生成锂盐，然后与烷基三烷氧基硅烷反应，生成烷基吗啉基二烷氧基硅烷。反应中使用的丁基锂与格氏试剂相比，具有反应完全，副产物少，产品易于分离，可制成不同浓度溶液和操作简便等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的吗啉基硅烷化合物，以及该化合物的制备方法。本发明一种吗啉基硅烷类化合物，具有通式(I)所示的结构
权利要求
1.一种吗啉基硅烷类化合物，其特征在于，具有通式(I)所示的结构
2.根据权利要求1所述的吗啉基硅烷类化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物中，R1和&是相同或不同的直链或支链C1-C5烷基；民是直链或支链C1-C8烷基或C3-C8环焼基。
3.根据权利要求1所述的吗啉基硅烷类化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物中，R1和&为甲基或乙基，R3为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正辛基、环戊基或环己基。
4.根据权利要求3所述的吗啉基硅烷类化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物中，R3是甲基、异丙基、正辛基、环戊基或环己基。
5.根据权利要求3所述的吗啉基硅烷类化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物为甲基吗啉基二甲氧基硅烷、异丙基吗啉基二甲氧基硅烷、环戊基吗啉基二甲氧基硅烷、环己基吗啉基二甲氧基硅烷、吗啉基三甲氧基硅烷、吗啉基三乙氧基硅烷或正辛基吗啉基二乙氧基硅烷。
6.权利要求1 5之一所述的吗啉基硅烷类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)在队条件下，在吗啉的非质子惰性溶剂中与丁基锂的己烷溶液反应；吗啉与正丁锂的摩尔比为1 1 5 ；(2)将(1)步的反应产物与四烷氧基硅烷反应得到吗啉基三烷氧基硅烷；将(1)步的反应产物与烷基三烷氧基硅烷反应得到烷基吗啉基二烷氧基硅烷；其中吗啉与四烷氧基烷的摩尔比为1 1 5，吗啉与烷基三烷氧基硅烷二者的摩尔比为1 1 5，所述的非质子惰性溶剂选自酰胺、卤代烃、烃、醚；反应温度为-20 100°C。
7.根据权利要求6所述的吗啉基硅烷类化合物的制备方法，其特征在于，吗啉与正丁锂的摩尔比为1 1 3;吗啉与四烷氧基烷的摩尔比为1 1 3，吗啉与烷基三烷氧基硅烷二者的摩尔比为1 1 3，所述的非质子惰性溶剂为二氯甲烷、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几种，反应温度为-5 30°C。
8.根据权利要求6所述的吗啉基硅烷类化合物的制备方法，其特征在于，所述的非质子惰性溶剂为正己烷。
9.权利要求1 5之一所述的吗啉基硅烷类化合物作为烯烃聚合催化剂的外给电子体在烯烃聚合中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种吗啉基硅烷类化合物及其制备方法，具有通式(I)所示的结构其中，m为0或1；R1、R2和R3是相同或不同的直链或支链C1-C20烷基、C3-C20环烷基、C6-C20芳基、C7-C20烷芳基和C7-C20芳烷基。由吗啉与丁基锂反应后再与四烷氧基硅烷或烷基三烷氧基硅烷反应得到；反应条件温和，操作简便，原料易得，成本较低。用其作为烯烃聚合催化剂外给电子体组分使用时，催化剂的聚合活性和聚合产物的等规度均较为理想。
文档编号C08F4/646GK102336780SQ201010228299
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者亢宇, 冯再兴, 冯华升, 凌永泰, 孙竹芳, 田宇, 谢伦嘉, 赵思源 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