專利名稱：一種嗎啉基硅烷類化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的嗎啉基硅烷類化合物，以及該化合物的制備方法。該化合物可作為外給電子體，應(yīng)用在烯烴聚合特別是丙烯聚合反應(yīng)中。
背景技術(shù)：
眾所周知，在烯烴聚合反應(yīng)中，特別是丙烯聚合反應(yīng)，要使用硅烷類化合物助催化劑作為外給電子體，以提高聚合物的等規(guī)度。目前常用的硅烷化合物其結(jié)構(gòu)通式為RnSi(0R’)4_n其中，η為1 3的自然數(shù)， 如二苯基二甲氧基硅烷(W08805056、ΕΡ^3011)、甲基環(huán)己基二甲氧基硅烷(JP02-170803、 JP02-2^807)、二異丙基二甲氧基硅烷(EP350170)、二異丁基二甲氧基硅烷(EP250229、 EP376145)和二環(huán)戊基二甲氧基硅烷(JP02_2^807)等。然而上述已知的硅烷化合物，有些含有苯環(huán)，在使用過程中有可能釋放出對人體有害的苯，從而造成環(huán)保和健康問題；有些由于一個硅原子上連接有兩個空間位阻很高的環(huán)狀烷基，制備比較困難且成本較高；有些硅烷類化合物在應(yīng)用過程中不能滿足人們對催化劑的活性及聚合物的等規(guī)度的要求。因此，有必要合成新的硅烷化合物，以解決現(xiàn)有技術(shù)中使用的硅烷化合物存在的問題。例如，日本Tonen Corporation的iTomoko Aoki等人發(fā)明了含有四氫呋喃基團的環(huán)己基二甲氧基氧雜-3-環(huán)戊氧基硅烷(US 5, 248, 803)；美國HimonWncorporated的 C. A. Stewort 發(fā)明了含氮雜環(huán)的有機硅燒(EP 0410443A1)；日本 UBE Industries Ltd.的 Hiroyuki Ikeuchi等人的研究發(fā)現(xiàn)，含有一個或兩個哌啶基團的硅烷，在性能上與烴基硅烷基本相同，也是一類能使所得聚合物具有高等規(guī)度的外給電子體。本發(fā)明提供的含氧氮雜環(huán)基團的硅烷是含有嗎啉基團的烷氧基硅烷化合物，是一類新型的化合物?，F(xiàn)有的硅烷化合物的制備方法，通常是以鹵代烷烴為原料，在絕對無水的條件下與金屬鎂反應(yīng)，制成格氏試劑，再與烷氧基硅烷反應(yīng)制得產(chǎn)品。該方法操作條件十分苛刻， 反應(yīng)時如物料加入速度或溫度控制不好，極易發(fā)生暴沸，甚至引起爆炸。本發(fā)明提供的硅烷化合物的制備方法，是將嗎啉與正丁基鋰反應(yīng)生成鋰鹽，然后與四烷氧基硅烷反應(yīng)，生成嗎啉基三烷氧基硅烷；或?qū)徇c正丁基鋰反應(yīng)生成鋰鹽，然后與烷基三烷氧基硅烷反應(yīng)，生成烷基嗎啉基二烷氧基硅烷。反應(yīng)中使用的丁基鋰與格氏試劑相比，具有反應(yīng)完全，副產(chǎn)物少，產(chǎn)品易于分離，可制成不同濃度溶液和操作簡便等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的嗎啉基硅烷化合物，以及該化合物的制備方法。本發(fā)明一種嗎啉基硅烷類化合物，具有通式(I)所示的結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種嗎啉基硅烷類化合物，其特征在于，具有通式(I)所示的結(jié)構(gòu)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗎啉基硅烷類化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物中，R1和&是相同或不同的直鏈或支鏈C1-C5烷基；民是直鏈或支鏈C1-C8烷基或C3-C8環(huán)焼基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嗎啉基硅烷類化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物中，R1和&為甲基或乙基，R3為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正辛基、環(huán)戊基或環(huán)己基。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的嗎啉基硅烷類化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物中，R3是甲基、異丙基、正辛基、環(huán)戊基或環(huán)己基。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的嗎啉基硅烷類化合物，其特征在于，通式(I)所示的化合物為甲基嗎啉基二甲氧基硅烷、異丙基嗎啉基二甲氧基硅烷、環(huán)戊基嗎啉基二甲氧基硅烷、環(huán)己基嗎啉基二甲氧基硅烷、嗎啉基三甲氧基硅烷、嗎啉基三乙氧基硅烷或正辛基嗎啉基二乙氧基硅烷。
6.權(quán)利要求1 5之一所述的嗎啉基硅烷類化合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)在隊條件下，在嗎啉的非質(zhì)子惰性溶劑中與丁基鋰的己烷溶液反應(yīng)；嗎啉與正丁鋰的摩爾比為1 1 5 ；(2)將(1)步的反應(yīng)產(chǎn)物與四烷氧基硅烷反應(yīng)得到嗎啉基三烷氧基硅烷；將(1)步的反應(yīng)產(chǎn)物與烷基三烷氧基硅烷反應(yīng)得到烷基嗎啉基二烷氧基硅烷；其中嗎啉與四烷氧基烷的摩爾比為1 1 5，嗎啉與烷基三烷氧基硅烷二者的摩爾比為1 1 5，所述的非質(zhì)子惰性溶劑選自酰胺、鹵代烴、烴、醚；反應(yīng)溫度為-20 100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的嗎啉基硅烷類化合物的制備方法，其特征在于，嗎啉與正丁鋰的摩爾比為1 1 3;嗎啉與四烷氧基烷的摩爾比為1 1 3，嗎啉與烷基三烷氧基硅烷二者的摩爾比為1 1 3，所述的非質(zhì)子惰性溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、正己烷、環(huán)己烷、石油醚、乙醚、四氫呋喃、甲基叔丁基醚和N，N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種，反應(yīng)溫度為-5 30°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的嗎啉基硅烷類化合物的制備方法，其特征在于，所述的非質(zhì)子惰性溶劑為正己烷。
9.權(quán)利要求1 5之一所述的嗎啉基硅烷類化合物作為烯烴聚合催化劑的外給電子體在烯烴聚合中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嗎啉基硅烷類化合物及其制備方法，具有通式(I)所示的結(jié)構(gòu)其中，m為0或1；R1、R2和R3是相同或不同的直鏈或支鏈C1-C20烷基、C3-C20環(huán)烷基、C6-C20芳基、C7-C20烷芳基和C7-C20芳烷基。由嗎啉與丁基鋰反應(yīng)后再與四烷氧基硅烷或烷基三烷氧基硅烷反應(yīng)得到；反應(yīng)條件溫和，操作簡便，原料易得，成本較低。用其作為烯烴聚合催化劑外給電子體組分使用時，催化劑的聚合活性和聚合產(chǎn)物的等規(guī)度均較為理想。
文檔編號C08F4/646GK102336780SQ201010228299
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者亢宇, 馮再興, 馮華升, 凌永泰, 孫竹芳, 田宇, 謝倫嘉, 趙思源 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院