硅烷化合物的合成的制作方法

本公开内容涉及硅烷偶联剂、硅烷官能的聚合物、制备硅烷偶联剂的方法、以及硅烷偶联剂用于制备硅烷官能的聚合物的用途。本公开内容进一步涉及包含一种或多种硅烷官能的聚合物的组合物，以及多种用途组合物。

背景技术：

1、聚合物制造商和轮胎配混商(compounders)期望向溶液苯乙烯丁二烯橡胶(ssbr)聚合物添加硅烷官能度，因为其生产具有改善的性质(耐磨性、滚动阻力、操纵性等)的橡胶配混物。传统上，向ssbr聚合物添加氨基硅烷/硫代硅烷/氧基硅烷是成问题的，因为n-h/s-h/o-h官能度会毒害活性聚合物并会导致没有硅烷官能度被添加至ssbr聚合物。

2、为克服标准的硅烷化合物的该技术缺陷，已知使用不具有n-h官能度的叔氨基硅烷(us2021/0130591a1)或受保护的氨基硅烷(jp 11349632)。由于缺乏n-h/s-h/o-h官能度，因此叔硅烷化合物不是优选的。n-h/s-h/o-h官能度的存在使得氢能够键合至橡胶配混物中的二氧化硅，改善聚合物/二氧化硅的相互作用，进而改善橡胶性质。

3、硅烷化合物上的保护基团的使用也已显示出与该保护基团的稳定性相关联的技术挑战(us10457697b2)。因此，需要制备硅烷化合物的改进的方法。

技术实现思路

1、本文中公开的硅烷化合物具有式(i)其中：

2、m选自氮、硫和氧；

3、y为保护基团；

4、q1为–l-si-(x1)d(x2)3-d或r1；

5、每个l独立地为不存在、具有1至20个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的亚烷基基团、具有2至20个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的亚烯基基团、具有3至10个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的亚环烷基基团、具有6至12个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的亚芳基基团、或具有7至16个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的亚芳烷基基团；

6、每个x1独立地为–or1或–oc(＝o)r1；

7、每个x2为r1；

8、每个r1独立地选自：具有1至20个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的烷基基团、具有2至20个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的烯基基团、具有2至20个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的炔基基团、具有3至10个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的环烷基基团、具有6至12个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的芳基基团、具有7至16个碳原子和任选地至少一个杂原子的任选地取代的芳烷基基团、以及任选地取代的环状硅烷；或者为由通过共价键键合在一起的两个r1基团形成的二价基团，条件是如果两个r1基团键合在一起，则b为2或3；

9、a为0或1；条件是如果m为氮，则a为1；如果m为硫或氧，则a为0；

10、b为1、2、或3；以及

11、d为0、1、2、或3。

12、本公开内容进一步涉及具有式(ii)的聚合物，其中：

13、m、y、每个l、每个x1、每个x2、每个r1、a、b、和d为如式(i)中所描述的。

14、q2为–l-si-(g)e(x1)d-e(x2)3-d或r1；

15、g为具有通过c-c单键、c-c双键或c-c单键和c-c双键的组合共价地键合在一起的碳原子骨架的聚合物片段；

16、c为1、2、或3，条件是c等于或小于b；以及

17、e为0、1、2、或3，条件是e等于或小于d。

18、本公开内容还涉及具有式(iii)的聚合物，其中：

19、m、每个l、每个x1、每个x2、每个r1、q2、g、a、b、c、d和e为如式(ii)中所描述的。

20、本公开内容进一步提供具有式(iv)的聚合物片段g，其中：

21、每个r3、r4、r5、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17和r18独立地为具有1至20个碳原子的烷基基团、或氢；

22、每个r6独立地选自：氢、具有1至20个碳原子和任选地至少一个杂原子的烷基基团、具有2至20个碳原子的烯基基团、具有3至14个碳原子的环烷基基团、具有4至14个碳原子的环烯基基团、具有6至16个碳原子的芳基基团、和具有7至20个碳原子的芳烷基基团；以及

23、f、g和h为整数，其中f等于或大于0，g等于或大于0，且h等于或大于0，条件是f、g和h的和等于或大于1。

24、本公开内容还提供制备式(i)的硅烷化合物的方法，所述方法包括将式(v)的化合物与保护试剂反应；其中m、y、q1、每个l、每个x1、每个x2、每个r1、a、b和d为如式(i)中所描述的。

25、本公开内容还提供制备式(ii)的聚合物的方法，所述方法包括将c-c不饱和碳原子单体链与阴离子引发剂反应以形成聚合物片段g；并将所述聚合物片段g与式(i)的硅烷化合物反应，条件是如果q1为–l-si-(x1)d(x2)3-d，则q2为–l-si-(g)e(x1)d-e(x2)3-d；以及如果q1为r1，则q2为r1；

26、本公开内容进一步提供制备式(iii)的聚合物的方法，所述方法包括将式(ii)的聚合物在合适的条件下反应，其中：

27、m、y、每个l、每个x1、每个x2、每个r1、q2、g、a、b、c、d和e为如式(ii)中所描述的。

技术特征：

1.硅烷化合物，其具有式(i)

2.如权利要求1所述的硅烷化合物，其中y为

3.如权利要求1或2所述的硅烷化合物，其中每个x1为-or1。

4.如权利要求1-3任一项所述的硅烷化合物，其中每个r1为具有1至20个碳原子的任选地取代的烷基基团。

5.如权利要求1-4任一项所述的硅烷化合物，其中

6.如权利要求1-5任一项所述的硅烷化合物，其中式(i)的所述硅烷化合物为

7.聚合物，其通过如下表示：

8.如权利要求7所述的聚合物，其中式(ii)中的y选自：以及进一步地其中：

9.如权利要求7或8所述的聚合物，其中每个l为具有1至20个碳原子的任选地取代的亚烷基基团。

10.如权利要求7-9任一项所述的聚合物，其中每个x1为-or1。

11.如权利要求7-10任一项所述的聚合物，其中每个r1为具有1至20个碳原子的任选地取代的烷基基团。

12.如权利要求7-11任一项所述的聚合物，其中

13.如权利要求7-12任一项所述的聚合物，其中

14.如权利要求7-13任一项所述的聚合物，其中g为式(iv)的聚合物片段，其中：

15.如权利要求7-14任一项所述的聚合物，其中所述聚合物片段g为苯乙烯-丁二烯聚合物。

16.制备如权利要求1-6任一项所述的式(i)的所述硅烷化合物的方法，所述方法包括：

17.如权利要求16所述的方法，其中所述保护试剂选自：并且进一步地其中：

18.如权利要求16或17所述的方法，其中

19.制备如权利要求7-15任一项所述的聚合物的方法，其中所述聚合物由式(ii)表示，并通过如下制备：

20.如权利要求19所述的方法，其中

21.如权利要求19或20所述的方法，其中所述阴离子引发剂为正丁基锂。

22.制备如权利要求7-15任一项所述的聚合物的方法，其中所述聚合物由式(iii)表示，所述方法包括将式(ii)的聚合物与酸、碱、或热反应，其中：

23.如权利要求22所述的方法，其中：

24.橡胶组合物，其包含一种或多种如权利要求7-15任一项所述的聚合物。

25.如权利要求7-15任一项所述的聚合物在橡胶组合物中的用途。

技术总结本公开内容涉及硅烷偶联剂、两种硅烷官能的聚合物、制备硅烷偶联剂的方法、硅烷偶联剂用于制备硅烷官能的聚合物的用途、通过去除保护基团制备硅烷官能的聚合物的方法、以及包含一种或多种硅烷官能的聚合物的组合物。技术研发人员：M·J·平诺,Y·钱德拉塞卡兰,L·黄,C·M·帕帕斯,N·夏尔马受保护的技术使用者：迈图高新材料公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26