[发明专利]涉及氢化硅烷化和脱氢硅烷化的催化剂和相关方法

说明书

公开具有具体结构的催化剂和用于制备所述催化剂的方法。还公开组合物，其包含(A)每分子包括至少一个脂肪族不饱和基团的不饱和化合物，其满足以下两个条件中的至少一项：(1)所述(A)不饱和化合物每分子还包括至少一个硅键合氢原子；和/或(2)所述组合物进一步包含(B)每分子包括至少一个硅键合氢原子的氢化硅化合物。所述组合物进一步包含(C)所述催化剂。还公开制备氢化硅烷化反应产物和脱氢硅烷化反应产物的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月17日提交的美国临时申请第62/533,217号的优先权和所有优点，所述申请的内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及催化剂，并且，更具体地，涉及用于氢化硅烷化和/或脱氢硅烷化的催化剂和相关方法，以及制备所述催化剂和包括所述催化剂的组合物的方法。

背景技术

氢化硅烷化反应为所属领域中一般已知的，并且涉及在硅键合氢和脂肪族不饱和基之间的加成反应。氢化硅烷化反应用于各种应用中。举例来说，可固化组合物可依赖于氢化硅烷化反应以用于使可固化组合物的组分固化或交联。氢化硅烷化反应也可用于制备单独的组分或化合物，例如用于包括在可固化组合物中的组分。

氢化硅烷化反应在催化剂的存在下进行，所述催化剂由于铂金属优异的催化活性而通常为铂金属。铂金属通常比具有较低催化活性的其它金属贵得多。一般来说，非铂催化剂当暴露于环境条件时遭受不稳定性影响，例如非铂催化剂可能易于与环境氧和水发生不合期望的副反应，从而限制其用途和潜在的最终应用。

脱氢硅烷化反应在所属领域中也是已知的，并且类似地涉及在硅键合的氢和脂肪族不饱和基之间的反应。然而，在脱氢硅烷化中，没有加成反应，而是脂肪族不饱和基与硅键合。脱氢硅烷化反应可用于制备不饱和化合物(例如烯烃官能化合物)，其可进一步进行氢化硅烷化反应。

发明内容

本发明提供具有以下结构的催化剂：

其中每个R为独立选择的被取代或未被取代的烃基；[M]具有式M′X_nL_m，其中M′为选自Fe、Co和Ni的金属；每个X独立地为卤素原子、烷氧基、酰胺基、烷基、甲硅烷基或H；每个L独立地为烯烃、元结C-H、元结Si-H、醚、腈或N₂；n为0、1或2，并且m为0、1或2。

本发明还提供制备催化剂的方法。方法包含使金属化合物与配体络合以得到催化剂。金属化合物具有式M'X₂，其中M'为选自Fe、Co和Ni的金属，并且每个X独立地为卤素原子。配体具有以下结构：

其中每个R为独立选择的被取代或未被取代的烃基。

还提供制备催化反应产物的方法。制备催化反应产物的方法包含用活化化合物还原活化催化剂以制备催化反应产物。还提供催化反应产物和催化剂与活化化合物的催化剂混合物。

本发明进一步提供组合物。组合物包含(A)每分子包括至少一个脂肪族不饱和基团的不饱和化合物，其满足以下两个条件中的至少一项：(1)(A)不饱和化合物每分子还包括至少一个硅键合氢原子；和/或(2)组合物进一步包含每分子包括至少一个硅键合氢原子的(B)氢化硅化合物。组合物进一步包含(C)催化剂。

此外，提供制备氢化硅烷化反应产物的方法，以及根据所述方法形成的氢化硅烷化反应产物。方法包含在(C')氢化硅烷化催化剂存在下使脂肪族不饱和基团和硅键合氢原子反应以得到氢化硅烷化反应产物。脂肪族不饱和基团存在于(A)不饱和化合物中；其中适用以下两个条件中的至少一项：(1)(A)不饱和化合物每分子还包括至少一个硅键合氢原子；和/或(2)硅键合氢原子存在于与(A)不饱和化合物分开的(B)氢化硅化合物中。(C')氢化硅烷化催化剂包含上述催化剂。