[发明专利]用硅(IV)部分作为催化剂的硅氢化

说明书

本发明涉及一种可硅氢化的混合物M，其包含：(A)具有至少一个直接键连至Si的氢原子的化合物，(B)包含至少一个碳‑碳多重键的化合物，和(C)包含硅处于氧化态IV的分子内存在的至少一个阳离子Si‑H‑Si部分的化合物，并且涉及一种用于硅氢化的方法，其中在(C)包含硅处于氧化态IV的分子内存在的至少一个阳离子Si‑H‑Si部分的化合物的存在下，使(A)具有至少一个直接键连至Si的氢原子的化合物，和(B)包含至少一个碳‑碳多重键的化合物反应。

本发明涉及可硅氢化(hydrosilylable)的混合物(其包含氢桥连的阳离子硅(IV)部分作为催化剂)，并涉及用于将该混合物硅氢化的方法。

将硅氢化合物加成到烯烃和炔烃中形成Si-C键在工业中起重要作用。这些反应称为硅氢化(hydrosilylation)，用于例如交联硅氧烷或用于将官能团引入硅烷或硅氧烷中。硅氢化仅催化地进行；通常使用贵金属络合物。经常使用的是铂、铑或铱络合物，这使得该方法成本贵得多，尤其是如果贵金属不能被回收并保留在产物中。

贵金属仅可在有限的程度上用作原料，并且经受不可预测和无法控制的价格波动。因此，不含贵金属的硅氢化催化剂具有主要的工业意义。因此，本发明的目的在于提供不含贵金属的硅氢化催化剂。

WO 2017/174290描述了作为硅氢化催化剂的阳离子硅(II)化合物。特别地，催化效果取决于阳离子硅中心处的自由价，其能够实现用于硅氢化的反应物的配位键合(coordinative bonding)。在这些化合物的情况下的缺点是制备很费力，其阻碍了工业用途。

Can.J.Chem.2003,81,1223描述了分子内硅氢化，甲硅烷鎓离子(silylium ions)(R₃Si⁺)与处于氧化态IV的硅一起参与。在这种情况下，特别是通过与分子内双键(所谓的非经典硅(IV)阳离子)的相互作用而稳定化的硅(IV)阳离子在硅氢化反应中与双键反应。然而，该阳离子是原位生成的，并且在反应过程中被完全消耗，因此不代表催化剂。这也适用于在J.Org.Chem.1999,64,2729和在J.Am.Chem.Soc.1996,118,7867中描述的将三乙基甲硅烷基阳离子加到1,1-二苯基乙烯。原位产生的三乙基甲硅烷基阳离子自身不可逆地加到双键上并且因此也在该过程中被消耗。

因此，迄今为止使用的甲硅烷鎓(silylium)(IV)阳离子不是真正意义上的催化剂，因为它们自身被反应消耗。然而，特别是在工业应用的情况下，需要在硅氢化过程期间本身不被改变的催化剂。

本发明涉及一种可硅氢化的混合物M，其包含：

(A)具有至少一个直接键连至Si的氢原子的化合物，

(B)包含至少一个碳-碳多重键的化合物，和

(C)包含硅处于氧化态IV的分子内存在的至少一个阳离子Si-H-Si部分的化合物。

本发明还涉及一种用于硅氢化的方法，其中

在(C)包含硅处于氧化态IV的分子内存在的至少一个阳离子Si-H-Si部分的化合物的存在下，使(A)具有至少一个直接键连至Si的氢原子的化合物，和(B)包含至少一个碳-碳多重键的化合物反应。

混合物M在没有贵金属催化剂的情况下是可硅氢化的；它包含化合物C作为高度有效的硅氢化催化剂。

出人意料的是，现已发现化合物C，即具有分子内氢桥的阳离子硅(IV)化合物，非常有效地催化硅氢化反应。这是出人意料的，因为C中的硅中心通过氢桥接饱和并且没有可用的自由价。

与文献中已知的硅(IV)阳离子相比，化合物C在硅氢化过程中不被消耗，并且因此在经济工业用途方面满足重要的前提条件。可以多次使用化合物C，这代表了高的工业和经济优势并且使使用具有吸引力。

与阳离子硅(II)化合物相比，进一步的优点是化合物C显著更好的可获得性。