[发明专利]具有甜菜碱基团的新型聚硅氧烷及其制备和应用

权利要求书

1.用于制备含有至少一个甜菜碱基团的聚硅氧烷的方法，包括以下步骤：

A)在铂或铑催化剂的存在下，将通式I的有机聚硅氧烷加成至通式II的乙烯基硅氧烷上：

其中

R¹各自独立地为具有1至20个碳原子的相同或不同的、枝化或未枝化的、脂肪族或芳香族烃基，优选具有1至9个碳原子的未枝化的、脂肪族或芳香族烃基、特别优选甲基、乙基或苯基，

R²各自独立地为相同或不同的R¹或H，条件是至少三个基团R²为H，

a是5至500，优选10至250，特别优选15至75，

b是1至50，优选1至20，特别优选3至15，

c是0至10，优选0至5，特别优选0，

其中

R^1'各自独立地是具有1至20个碳原子的相同的或不同的、枝化或未枝化的、脂肪族或芳香族烃基，优选具有1至9个碳原子的未枝化的、脂肪族或芳香族烃基，特别优选甲基、乙基或苯基，

d是10至1000，优选101至750，特别优选201至500，

条件是：基于通式II的乙烯基硅氧烷，通式I的有机聚硅氧烷以至少6倍和至多40倍摩尔过量存在，

得到具有SiH基团的反应产物，反应产物通过反应步骤B)进一步反应；

B)在过渡金属催化下，将从反应步骤A)得到的产物的SiH基团部分或完全加成至至少一种具有至少一个环氧基的选自烯基和炔基化合物的化合物上，特别是选自由下述物质组成的组中的烯基化合物上，

其中

R³是氢或具有1至6个碳原子的烷基，优选为氢，

R⁴是氢或具有1至6个碳原子的烷基，优选甲基，

R⁵各自独立地是相同或不同的、任选地含有醚官能团的二价烃基，优选亚甲基，

e为0至30，优选0至12，特别是0至6，

f为0至18，优选0至6，特别是1，

g为0至2，优选0至1，特别是0，

特别是加成至烯丙基缩水甘油醚上；

C)任选额外地，在过渡金属催化下，将从反应步骤A)得到的产物中剩余的SiH基团部分或完全加成至至少一种选自烯基和炔基化合物的化合物上，例如α-烯烃或含有双键的聚醚，特别是选自由1-十二碳烯、1-十六烯、1-十八碳烯和通式III的烯丙基聚醚组成的组的化合物上：

其中

R⁶是氢或具有1至6个碳原子的烷基、优选氢或甲基、特别优选氢，

R⁷各自独立地是相同或不同的、任选地含有醚官能团的具有1至30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基，优选甲基、乙基或苯基、特别优选甲基，

R⁸是具有1至18个碳原子的烷基、乙酸酯基或氢，优选具有1至18个碳原子的烷基、乙酸酯基，更优选甲基，

h是0至100、优选1至50、特别是1至30，

i是0至100，优选1至50、特别是1至30；

D)将在反应步骤A)、B)和任选存在的C)之后得到的环氧硅氧烷在反应步骤d1)和/或d2)中进行如下部分或完全反应：

d1)与至少一种具有通式IV的氨基酸衍生物部分或完全反应得到甜菜碱基团改性的硅氧烷；

其中

R⁹是具有1至6个碳原子的烷基，优选甲基，

R^9'是具有1至6个碳原子的烷基，优选甲基，

R¹⁰各自独立地是相同或不同的、具有1至20个碳原子的、枝化或未枝化的、脂肪族或芳香族的任选地含有醚、硫醇、硫醚或羟基官能团的烃基，或氢，优选氢，

j是1至10、优选1至3、特别是1，

d2)与选自通式V、VI和VII的组中的至少一种仲或叔氨基化合物部分或完全反应得到叔氨基团或季铵基团改性的硅氧烷；

其中

R¹¹是具有1至6个碳原子的烷基，优选甲基，

R¹²是氢或具有1至6个碳原子的烷基，优选氢或甲基，

R¹³是具有1至30个碳原子的烷基、芳基或烷芳基，任选地含有醚官能团，

R^12'是氢或具有1至6个碳原子的烷基、优选氢或甲基，

k是0至4、优选1至2、特别是1，

R¹⁴是乙基或甲基、优选甲基，

R^14'是乙基或甲基、优选甲基，

R¹⁵是任选枝化的、具有1至30个碳原子的饱和的或不饱和的、任选地包含醚或羟基官能团的烷基，优选具有8至22个碳原子的线性饱和烷基，

I是0到4、优选为1，

条件是：在通式VII的情况下或在通式V或VI叔胺的情况下(即R¹²R^12'≠H)，加入与该叔胺等摩尔量的酸H⁺X^-，

其中

X^-是相同或不同的所形成的季铵基团上正电荷的反离子，选自酸HX的无机或有机阴离子，优选乙酸根、乳酸根、乙基硫酸根、甲基硫酸根、甲苯磺酸根、溴化物或氯化物，和

E)任选地，在使用反应步骤d2中的仲胺的情况下，即R¹²或R^12'=H，将所得的叔氨基团与

[Y(CH₂)_mCOO]_1/nZ        通式VIII

反应得到甜菜碱基团，其中：

Y^-是乙基硫酸根、甲基硫酸根、甲苯磺酸根、溴化物或氯化物，

Zⁿ⁺是碱金属或碱土金属阳离子，优选Na⁺或K⁺，和

m是1至6、优选1或2、特别是1。