CN106977537A - 一种3,3,3‑三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3,3,3‑三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,该方法包括如下步骤:(1)将二甲基一氯硅烷和丙烯醇加入反应器中,然后加入催化剂三乙胺和反应溶剂正己烷,反应过程需要进行搅拌,同时使用恒温油浴锅进行加热并通入氮气;(2)反应完成后,将产物静置分层,排出下层三乙胺盐酸盐得到粗制的3,3,3‑三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚;(3)将过滤得到的粗制的3,3,3‑三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚减压精馏后得到高纯度的3,3,3‑三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚产品;本发明合成的3,3,3‑三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的原料价格较低,反应条件较为温和,反应过程安全可靠,而且合成工艺简单,副反应少,产生的废弃物很少且容易处理,目标产品容易分离,纯度较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,属于氟醚类化合物制备方法技术领域。
背景技术
氟橡胶具有耐高温、耐溶剂、耐强氧化剂、耐油、阻燃等优良特性,所以在航空航天、电子通信、国防军工、石油化工和车辆船舶等领域得到了广泛应用。近几年,随着这些领域的快速发展和技术革新,氟橡胶作为一种不可替代的高性能材料,不仅需求量大大增加,而且适用领域也在不断扩大。但传统的氟橡胶的耐低温性能不好,以偏氟橡胶为例,其耐低温性一般低至-30℃就容易发生脆裂,这并不能满足某些领域的性能要求,比如在航空航天领域,由于这类设备经常在恶劣环境下高速飞行,更因为航空航天领域对安全性要求极高,所以对氟橡胶的性能提出了更高的要求,也就需要新型氟橡胶具备更低的脆性温度。氟醚低聚物具有优异的物理表面性能和耐低温性能,在八十年代已经用于密封材料、高温油脂、涂料和表面活性剂等的制造,是未来耐低温氟橡胶制造行业的一个发展方向。目前,氟醚低聚物可以通过新型氟醚类化合物和偏氟乙烯、六氟丙烯单体进行乳液聚合反应制得,产物通过与补强剂、结构控制剂和交联剂混炼后,硫化得到含特殊第三单体的新型干耐低温橡胶,该种橡胶的脆性温度达到了-50℃,完全符合航空航天等高科技领域的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺路线简单,绿色环保,产品纯度高的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法。
为了达到上述技术目的,本发明的技术方案是:
(1)将二甲基一氯硅烷和丙烯醇加入反应器中,然后加入催化剂三乙胺和反应溶剂正己烷,反应过程需要进行搅拌,同时使用恒温油浴锅进行加热并通入氮气。
所述合成方法的反应式为:(CH3)2-SiH2C1-CH2CH2CF3+CH2-CH-CH2OH→(CH3)2-Si(CH2CH2CF3+HC1
作为优选,反应器体积为200ml~2L,二甲基一氯硅烷和丙烯醇摩尔比为1:1.1~5,二甲基一氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:1.1~3,正己烷的加入量为50~250ml,反应温度为40~100℃,反应压力为1~5bar,反应时间为1~6h。
(2)反应完成后,将产物静置分层,排出下层三乙胺盐酸盐得到粗制的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚。
作为优选,所述反应完成后产物的静置时间为40~70min。
(3)将过滤得到的粗制的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚减压精馏后得到高纯度的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚产品。
分层后精馏操作温度为50~150℃,操作压力为0.1~0.9bar。
本发明的优点是:合成3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的原料价格较低,反应条件较为温和,不需要高温高压,反应过程安全可靠,而且合成工艺比较简单,副反应少,产生的废弃物很少且容易处理,目标产品容易分离,纯度较高,这是一条符合工业化条件的绿色工艺。
具体实施方式
以下实施例获得产物的检测工具采用安捷伦6890N/5937(GC/MS)气相色谱/质谱联用仪。
实施例1
在500ml反应器中加入20g的二甲基一氯硅烷和7.31g的丙烯醇,然后加入12.72g的三乙胺和200g的正己烷,通入氮气排去空气,流速为500ml/min,然后使用恒温油浴锅加热至60℃,同时使用磁力搅拌器进行搅拌,反应进行1h后把反应产物倒入漏斗静置分层,40min以后排出下层液体,该液体即为3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗产品,之后使用精馏塔对该产品进行提纯,当操作温度为60℃,操作压力为0.2bar时,塔顶出料中3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗的浓度为99.10%。
实施例2
在500ml反应器中加入20g的二甲基一氯硅烷和8.53g的丙烯醇,然后加入14.84g的三乙胺和200g的正己烷,通入氮气排去空气,流速为500ml/min,然后使用恒温油浴锅加热至70℃,同时使用磁力搅拌器进行搅拌,反应进行2h后把反应产物倒入漏斗静置分层,40min以后排出下层液体,该液体即为3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗产品,之后使用精馏塔对该产品进行提纯,当操作温度为75℃,操作压力为0.4bar时,塔顶出料中3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗的浓度为99.35%。
实施例3
在500ml反应器中加入20g的二甲基一氯硅烷和9.14g的丙烯醇,然后加入14.9g的三乙胺和200g的正己烷,通入氮气排去空气,流速为500ml/min,然后使用恒温油浴锅加热至90℃,同时使用磁力搅拌器进行搅拌,反应进行3h后把反应产物倒入漏斗静置分层,40min以后排出下层液体,该液体即为3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗产品,之后使用精馏塔对该产品进行提纯,当操作温度为85℃,操作压力为0.1bar时,塔顶出料中3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗的浓度为99.81%。
实施例4
在500ml反应器中加入20g的二甲基一氯硅烷和8.53g的丙烯醇,然后加入14.84g的三乙胺和200g的正己烷,通入氮气排去空气,流速为500ml/min,然后使用恒温油浴锅加热至40℃,同时使用磁力搅拌器进行搅拌,反应进行6h后把反应产物倒入漏斗静置分层,60min以后排出下层液体,该液体即为3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗产品,之后使用精馏塔对该产品进行提纯,当操作温度为50℃,操作压力为0.7bar时,塔顶出料中3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗的浓度为99.31%。
实施例5
在500ml反应器中加入20g的二甲基一氯硅烷和7.31g的丙烯醇,然后加入12.72g的三乙胺和200g的正己烷,通入氮气排去空气,流速为500ml/min,然后使用恒温油浴锅加热至100℃,同时使用磁力搅拌器进行搅拌,反应进行4h后把反应产物倒入漏斗静置分层,70min以后排出下层液体,该液体即为3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗产品,之后使用精馏塔对该产品进行提纯,当操作温度为150℃,操作压力为0.9bar时,塔顶出料中3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚粗的浓度为99.26%。
上述实施例不以任何方式限制本发明,凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将二甲基一氯硅烷和丙烯醇加入反应器中,然后加入催化剂三乙胺和反应溶剂正己烷,反应过程需要进行搅拌,同时使用恒温油浴锅进行加热并通入氮气;
(2)反应完成后,将产物静置分层,排出下层三乙胺盐酸盐得到粗制的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚;
(3)将过滤得到的粗制的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚减压精馏后得到高纯度的3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚产品。
2.根据权利要求1所述的一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,其特征在于:在所述步骤(1)中,反应器的体积为200ml~2L。
3.根据权利要求1所述的一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,其特征在于:在所述步骤(1)中,所述二甲基一氯硅烷和丙烯醇摩尔比为1:1.1~5,二甲基一氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:1.1~3,正己烷的加入量为50~250ml。
4.根据权利要求1所述的一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,其特征在于:在所述步骤(1)中,反应温度为40~100℃,反应压力为1~5bar,反应时间为1~6h。
5.根据权利要求1所述的一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,产物静置时间为40~70min。
6.根据权利要求1所述的一种3,3,3-三氟丙基二甲基硅烷基丙烯醚的合成方法,其特征在于:在所述步骤(3)中,精馏塔的操作温度为50~150℃,操作压力为0.1~0.9bar。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170725 |
|
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