Ⅰ 環狀和聚合硅氧烷和維生素c酯
在EP0860461-A中,描述了一種環硅氧烷
開環聚合方法,該方法包括將環硅氧烷在水存在下與1至500ppm磷腈鹼(按環硅氧烷重量計)接觸。在GB2311994中,描述了進行縮聚的方法,包括
在溫度0至200℃和壓力至多350乇下將含硅烷醇的有機硅氧烷與一定量的對所述有機硅氧烷縮聚有效的全烷基化磷腈鹼接觸。優選的全烷基化磷腈鹼具有如下
通式
其中R#為C1-4烷基,R*為C1-10烷基,n為2或3。EP0879838-A描述了一種制備聚合物的方法,包括在下式表示的活潑氫化合物的磷腈鎓(phosphazenium)鹽催化劑存在下開環聚合4至10元環狀單體
我們現在已令人吃驚地發現,離子性磷腈鹼物質至少與聚合硅氧烷(包括縮合硅烷醇基團)的催化劑一樣有效。我們進一步發現這些離子性磷腈鹼物質可用於同時合並進行的縮聚和平衡聚合中。這是意想不到的,因為這兩種反應之間的催化速率通常存在很大的區別。
本發明聚合方法包括將具有硅鍵合的基團R′的硅氧烷與離子性磷腈鹼催化劑混合,並通過Si-R′基團的反應縮合而形成Si-O-Si鍵,R′表示羥基或具有至多8個碳原子的烴氧基。
多種磷腈鹼、某些離子性磷腈鹼和其合成路線由Schwesinger等人公開於Liebigs
Ann.1996,1055-1081中。離子性磷腈鹼物質具有通式A+B-,其中A+為磷腈鹼陽離子,B-為陰離子,它優選為強陰離子如氟離子或氫氧根
離子,它在引發聚合中具有活性。
已發現離子性磷腈鹼是非常有效的聚合催化劑,因此可以較低的比例,例如2至1000ppm,優選10至500ppm(按具有Si-R′基團的硅氧烷重量計)存在。實際使用的催化劑比例取決於所需的聚合速度。
一定比例的水可存在於反應中。在此情況下,水的比例優選為每摩爾離子性磷腈鹼至少0.5,更優選0.5-10摩爾,最優選1至10摩爾。水的比例可更高,且這可更有效地控制聚合反應,如下更詳細描述的。
原則上,任何離子性磷腈鹼適用於本發明中。磷腈鹼通常包括如下核心結構P=N-P=N,其中游離N價與氫、烴、-P=N或=P-N連接,而游離P價與-N
或=N連接。某些離子性磷腈鹼可市購,如購自FlukaChemie
AG,瑞士。離子性磷腈鹼優選具有至少3個P-原子。某些優選的磷腈鹼具有如下通式{((R12N)3P=N-)x(R12N)3-xP-
N(H)R2}+{A-}
或{((R12N)3P=N-)y(R12N)4-yP}+{A}-其中R1在各位置上可以相同或不同,並為氫或取代或未取代的烴基,優選C1-C4烷
基,或其中與同一N原子鍵合的兩個R1可連接形成雜環,優選5-或6-元環;R2為氫,或取代或未取代的烴基,優選C1-C20烷基,更優選C1-C10
烷基;x為1、2或3,優選2或3;y為1、2、3或4,優選2、3或4,A為陰離子,優選氟離子、氫氧根離子、硅烷醇陰離子、烷氧根離子、碳酸根離子或
碳酸氫根離子。
特別合適的化合物是其中R1為甲基,R2為叔丁基或叔辛基,x為3,y為4,和A為氟離子或氫氧根離子的那些。
另一磷腈鹼催化劑具有如下通式
其中R表示具有1至10個碳原子的烴基,如甲基,或其中一個N原子上的兩個R基團與N原子形成雜環基團,例如吡咯烷,X表示陰離子,n為1至10。這些可
通過線性磷腈鹵化物與仲胺或仲胺的鹽或其金屬氨化物反應形成胺化磷腈物質,接著通過離子交換反應用親核陰離子A-代替該陰離子制備。
聚合可按本體方式進行或在溶劑存在下進行。合適的溶劑為液態烴或聚硅氧烷流體。離子性磷腈鹼催化劑可在極性溶劑如二氯甲烷或醇中稀釋,或分散於聚硅氧烷流
體如聚二有機硅氧烷中。若離子性磷腈鹼催化劑開始時在溶劑中,溶劑可通過真空蒸發除去,並將催化劑分散於聚硅氧烷流體中得到穩定透明溶液。當該聚硅氧烷溶
解的催化劑用於聚合反應中時,該催化劑均勻分散並獲得可再現的結果。在某些情況下可將催化劑溶於水中,這對於調節和更好控制聚合反應有利,如下面描述的。