有机硅偶联剂——原理、合成与应用

第1章有机硅偶联剂基础知识/ 001
1.1有机硅偶联剂发展简述001
1.1.1有机硅偶联剂产生及其发展001
1.1.2有机硅偶联剂应用领域拓展004
1.2有机硅偶联剂含义、命名和分类005
1.2.1有机硅偶联剂含义005
1.2.2硅烷偶联剂通式、命名与分类006
1.2.3大分子硅偶联剂化学结构及类型009
1.3有机硅偶联剂合成路线概述009
1.3.1含氢氯硅烷为原料的合成路线009
1.3.2三烷氧基硅烷为原料的合成路线010
1.3.3卤代烃基烷氧基硅烷为原料的合成路线010
1.3.4硅烷偶联剂为中间体的合成路线011
1.3.5大分子硅偶联剂的制备简述011
1.4有机硅偶联剂的化学通性011
1.4.1硅官能团的化学反应012
1.4.2碳官能团的化学共性016
1.4.3碳官能团与硅的连接基团(—R′—)对性能的影响017
1.4.4大分子硅偶联剂聚合物链的通性017
1.5硅烷偶联剂溶液018
1.5.1中性硅烷偶联剂水溶液018
1.5.2氨烃基硅烷偶联剂水溶液020
1.5.3硅烷偶联剂的非水溶液021
1.6有机硅偶联剂生产绿色化和产业生态化022
1.6.1化学品生产绿色化和产业生态化含义022
1.6.2绿色化学、化工的基本概念024
1.6.3硅烷偶联剂合成反应绿色化举例025
1.6.4大分子硅偶联剂研发有利于有机硅产业绿色化、生态化发展027
1.6.5催化剂选择性的提高是有机硅偶联剂生产绿色化的关键027
1.6.6有机硅偶联剂生产过程连续化是降低E-因子的有效办法027
1.6.7副产物综合利用是间接提高合成反应原子利用率的有效途径028
1.7有机硅偶联剂产业可持续发展的有关研发028
1.7.1有机硅偶联剂产业副产物循环或综合利用的研发工作029
1.7.2有机硅偶联剂应用技术研究可促进潜在应用领域的拓展030
1.7.3硅/醇直接反应合成烷氧基硅烷产业链的延伸032
参考文献033

第2章合成硅烷偶联剂的基础原料/ 034
2.1硅及其工业生产简述034
2.1.1硅的性质034
2.1.2硅的冶炼化学及其生产035
2.1.3工业硅国家标准038
2.2含氢氯硅烷042
2.2.1含氢氯硅烷物理化学性质042
2.2.2三氯硅烷的合成及影响因素044
2.2.3含氢甲基氯硅烷的制备046
2.3含氢烷氧基硅烷053
2.3.1含氢烷氧基硅烷的物理化学性质054
2.3.2醇解反应合成含氢烷氧基硅烷056
2.3.3直接法合成三烷氧基硅烷的国内外概况058
2.4硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的产业化开发060
2.4.1硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷过程中的有关化学反应及其影响061
2.4.2硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的工艺过程及反应装置063
2.4.3硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的催化剂066
2.4.4硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的原料069
2.4.5硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的助剂071
2.4.6硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的分离和纯化072
2.4.7硅/醇直接反应合成三烷氧基硅烷的稳定性072
参考文献073

第3章合成有机硅偶联剂的硅氢化反应/ 076
3.1硅氢化反应概述076
3.1.1自由基引发硅氢化反应077
3.1.2亲核-亲电催化硅氢反应077
3.1.3过渡金属及其配合物催化硅氢化反应080
3.2过渡金属及其配合物催化硅氢加成反应机理081
3.2.1反应过程基础知识简述082
3.2.2反应机理085
3.3催化硅氢化反应的过渡金属催化剂089
3.3.1氯铂酸催化剂体系089
3.3.2烯配位铂催化剂体系090
3.3.3膦配位铂催化剂体系093
3.3.4铑催化剂097
3.3.5钌催化剂097
3.3.6铱催化剂099
3.3.7其他过渡金属催化剂100
3.3.8过渡金属催化剂反应活性比较101
3.4配体或助剂对过渡金属及其配合物催化硅氢化反应的影响102
3.4.1配体及其影响102
3.4.2硅氢加成促进剂104
3.4.3硅氢加成抑制剂108
3.5反应底物对硅氢化反应的影响110
3.5.1不饱和化合物结构对硅氢化反应的影响110
3.5.2含氢硅烷结构对硅氢化反应的影响114
3.6硅氢化反应在硅烷偶联剂合成中的应用简述116
参考文献118

第4章氯代烃基氯硅烷/ 123
4.13-氯丙基氯硅烷概述123
4.1.13-氯丙基氯硅烷性质和应用123
4.1.23-氯丙基氯硅烷的合成方法125
4.2Speier催化剂催化硅氢化反应合成3-氯丙基氯硅烷的研究127
4.2.1Speier催化剂催化合成3-氯丙基氯硅烷的反应条件优化128
4.2.2Speier催化剂及其用于3-氯丙基氯硅烷合成的活化129
4.2.3胺对Speier催化剂催化3-氯丙基氯硅烷合成的影响130
4.2.4膦对Speier催化剂催化3-氯丙基氯硅烷合成的影响132
4.33-氯丙基氯硅烷产业化开发134
4.3.1国内用活化的Speier催化剂生产3-氯丙基氯硅烷134
4.3.2国外用活化的Speier催化剂制备3-氯丙基氯硅烷135
4.3.3Pt/C催化硅氢化反应连续合成3-氯丙基氯硅烷136
4.3.4采用催化硅氢加成反应蒸馏过程连续制备3-氯丙基氯硅烷138
4.3.5离子液体催化相用于连续合成3-氯丙基氯硅烷的装置及工艺过程138
4.43-氯丙基氯硅烷有关合成的其他研究140
4.4.1膦配位铂化合物催化3-氯丙基氯硅烷的合成140
4.4.2高分子负载过渡金属配合物催化合成3-氯丙基氯硅烷141
4.4.3硅氢化反应合成3-氯丙基氯硅烷的副反应讨论142
4.5氯代甲基氯硅烷146
4.5.1氯代甲基氯硅烷性质和应用146
4.5.2氯代甲基氯硅烷的合成146
参考文献148

第5章3-氯丙基烷氧基硅烷/ 151
5.13-氯丙基烷氧基硅烷概述151
5.1.13-氯丙基烷氧基硅烷及其特性和利用151
5.1.23-氯丙基烷氧基硅烷合成路线述评153
5.2醇解法制备3-氯丙基烷氧基硅烷155
5.2.13-氯丙基氯硅烷醇解的实验室工作155
5.2.23-氯丙基氯硅烷醇解工艺过程开发156
5.3硅氢化反应一步合成3-氯丙基三烷氧基硅烷159
5.3.1反应催化剂160
5.3.2副反应及其产物163
5.3.3反应条件优化165
5.3.4生产工艺过程简述167
参考文献168

第6章具硅官能团的氰烃基硅烷化合物/ 170
6.1具硅官能团的氰烃基硅烷化合物概述170
6.1.1具硅官能团的氰烃基硅烷化合物170
6.1.2氰基对有机硅腈化合物稳定性的影响171
6.1.3具硅官能团的氰烃基硅烷合成方法述评172
6.1.4常用有机硅腈化合物物理常数174
6.2具硅官能团的β-氰乙基硅烷化合物合成175
6.2.1硅氢加成反应合成β-氰乙基氯硅烷的初期研究175
6.2.2三元催化体系催化硅氢化反应合成β-氰乙基氯硅烷177
6.2.3二元催化体系催化硅氢化反应合成β-氰乙基氯硅烷179
6.2.4β-氰乙基烷氧基硅烷的合成182
6.3具硅官能团的氰烃基硅烷化合物反应性和物性的利用182
6.3.1利用具硅官能团的氰烃基硅烷制备硅烷偶联剂182
6.3.2具硅官能团的氰烃基硅烷水解-缩聚合成具羧酸侧基的聚硅氧烷183
6.3.3利用硅腈化合物中氰基加成反应合成含氮碳官能团的有机硅化合物183
6.3.4具硅官能团的β-氰乙基硅烷用于制备有机硅材料及其特性184
参考文献185

第7章氨烃基硅烷偶联剂/ 187
7.1氨烃基硅烷偶联剂概述187
7.1.1氨烃基硅烷偶联剂主要类型、通式及命名187
7.1.2氨烃基硅烷偶联剂的物理化学特性187
7.1.3氨烃基硅烷偶联剂的化学反应性及其利用189
7.1.4氨烃基硅烷偶联剂的合成方法述评190
7.2氨(胺)解合成法制备氨烃基硅烷偶联剂191
7.2.1卤代烃基硅烷的氨(胺)解191
7.2.2氨解反应合成3-氨丙基硅烷偶联剂的研究及产业化开发193
7.2.3常用的氨烃基硅烷偶联剂合成及其产业化开发195
7.3催化氢化有机硅腈制备氨烃基硅烷偶联剂197
7.3.1腈的还原反应197
7.3.2催化氢化有机硅腈制备氨烷基硅烷偶联剂198
7.3.3氰烃基硅烷加氢催化剂及其反应操作与安全200
7.4烯丙胺硅氢化反应制备3-氨丙基烷氧基硅烷201
7.4.1硅氢化反应一步合成3-氨丙基烷氧基硅烷及其问题201
7.4.2均相配合催化烯丙胺硅氢化反应研究203
7.4.3多相催化烯丙胺硅氢化反应研究206
7.5氨烃基烷氧基硅烷为合成中间体衍生的硅烷偶联剂208
7.5.1异氰酸烃基烷氧基硅烷偶联剂合成及应用208
7.5.2脲(硫脲)烃基烷氧基硅烷偶联剂合成及其应用209
7.5.3具叠氮基的硅烷偶联剂合成及其性质210
7.5.4氨烃基硅烷为原料制备特色的硅烷偶联剂或助剂212
参考文献215