CN102924497A - 一种制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，采用不同饱和烃基氯硅烷和各种无水醇为原料，在常温－80℃范围内通过一次性加料或分批加料或连续加料的方式将无水醇或饱和烃基氯硅烷加入到饱和烃基氯硅烷或无水醇中，再在大于或等于加料温度的条件下搅拌30～480min后，通入氨气至体系呈碱性停止，再经过滤，洗涤，蒸馏，减压蒸馏后分别得到各种烷氧基硅烷和无水醇。本发明提供的制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，通过采用不同饱和烃基氯硅烷和不同无水醇反应，可得到各种烷氧基硅烷。本发明可用于制备各种饱和烃基烷氧基硅烷。氯化铵可用作肥料，乙醇可回收循环使用，整个生产过程安全、环保、经济。
Description
技术领域
本发明属化学剂材料领域，涉及一种通过饱和烃基氯硅烷制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法。
背景技术
氯硅烷由于其活性高在应用和合成中难以控制反应速度和产物结构，且运输储存困难，释放出大量的HCl气体，不仅污染环境且腐蚀性强。因此，通常将氯硅烷转换成为烷氧基硅烷以克服上述缺陷，其在有机硅化学和有机硅工业中的重要性仅次于氯硅烷。
在将氯硅烷转换成为烷氧基硅基团的诸多方法中采用氯硅烷与醇反应制备最为常见。这些方法中，为提高产率在醇与氯硅烷反应过程中或喷淋或减压或通过加入溶剂等方法提高程度，加快反应速度；反应完成后通过加入中和剂、蒸馏等步骤对产物进行精制，最终得到烷氧基硅烷。这些方法或设备昂贵或中和剂价格高或有机溶剂沸点低易燃等问题使产品成本居高不下或造成安全隐患，还没有一种原料成本，设备费用低，工艺简单，产率高的方法得到烷氧基硅烷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种原料成本低廉易得、操作简单易行，产率高、重现性好的，制备过程无污染，可进行大规模工业化生产的饱和烃基氯硅烷制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，包括以下步骤：
1）将无水醇在常压搅拌条件下加入到室温－80℃的饱和烃基氯硅烷中或将饱和烃基三氯硅烷在常压搅拌条件下加入到室温－80℃的无水醇中；
2）将步骤1）得到的混合液在加入温度或升温继续反应30～480min；
3）将氨气通入步骤2）得到的液体，至体系呈碱性停止；
4）将步骤3）得到的混合物在搅拌条件下升温至40～80℃并保温60～360min；
5）将步骤4）得到的固液混合物过滤得到液体，并用无水醇将滤渣多次洗涤后与过滤得到的液体合并得到混合液；
6）将步骤5）得到的混合液经常压或减压蒸馏得到饱和烃基烷氧基硅烷与无水醇，无水醇回收利用。
所述醇为甲醇或乙醇。
所述的饱和烃基氯硅烷是二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、异丁基三氯硅烷、辛基三氯硅烷、氯丙基三氯硅烷或甲基氢二氯硅烷。
饱和烃基氯硅烷与无水醇的摩尔比为1:1.8～3.5。
加入时间控制在180min以内。
本发明提供的制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，通过采用不同饱和烃基氯硅烷和不同无水醇反应，可得到各种饱和烃基烷氧基硅烷。可用于制备各种饱和烃基烷氧基硅烷。氯化铵可用作肥料，乙醇可回收循环使用，整个生产过程安全、环保、经济。
具体实施方式
本发明采用不同饱和烃基氯硅烷和各种无水醇为原料，在常温－80℃范围内通过一次性加料或分批加料或连续加料的方式将无水醇或饱和烃基氯硅烷加入到饱和烃基氯硅烷或无水醇中，再在大于或等于加料温度的条件下搅拌30～480min后，通入氨气至体系呈碱性停止，再经过滤，洗涤，蒸馏，再经常压或减压蒸馏后分别得到各种烷氧基硅烷和无水醇。
下面以具体实施例详述本发明：
实施例1
常温常压下将无水乙醇加入到装有90.1克甲基三氯硅烷反应器中，摩尔比为：甲基三氯硅烷：无水乙醇=1:3.2，加入完成后升温至78℃，恒温180min后停止加热，冷却至室温后通入氨气至通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到无水乙醇，再经减压蒸馏，收集22000～23000Pa压力下78～97℃的馏分，得到产物甲基三乙氧基硅烷产率为74.56%。
实施例2
常温常压下将甲基三氯硅烷加入到装有70克无水乙醇的反应器中，摩尔比为：甲基三氯硅烷：无水乙醇=1:3.2，加入完成后升温至78℃回流180min后停止加热，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到无水乙醇，再经减压蒸馏，收集22000～23000Pa压力下78～97℃的馏分，得到产物甲基三乙氧基硅烷产率为56.3％。
实施例3
常压35℃下将无水甲醇加入到装有83g甲基三氯硅烷反应器中，摩尔比为：甲基三氯硅烷：无水甲醇=1:3.05，加入完成后将体系温度升至60℃恒温180min后停止反应，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后常压蒸馏得到甲醇，再收集102～103℃下的馏分，得到产物甲基三甲氧基硅烷产率为89.7%。
实施例4
常温常压下将无水乙醇加入到装有82克甲基三氯硅烷的反应器中，摩尔比为：甲基三氯硅烷：无水乙醇=1:3.0，加入完成后将温度升至60℃回流180min后停止，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到无水乙醇，再经减压蒸馏，收集22000～23000Pa压力下78～97℃的馏分，得到产物甲基三乙氧基硅烷产率为85.1%。
实施例5
常温常压下将无水乙醇加入到装有75克二甲基二氯硅烷的反应器中，摩尔比为二甲基二氯硅烷：无水乙醇=1:2.1，加入完成后将温度升至75℃回流90min小时后停止，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后常压蒸馏得到无水乙醇，再收集113℃的馏分，得到产物二甲基二乙氧基硅烷产率为91.2%。
实施例6
常压80℃下将无水乙醇加入到装有78.7克丙基三氯硅烷的反应器中，摩尔比为：丙基三氯硅烷：无水乙醇=1:3.03，加入完成后恒温回流300min后停止，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到无水乙醇，再经减压蒸馏，收集9000～11000Pa压力下90～118℃馏分，得到产物丙基三乙氧基硅烷产率为95.2%。
实施例7
常压78℃下将无水乙醇加入到装有75.5克辛基三氯硅烷的反应器中，摩尔比为辛基三氯硅烷：无水乙醇=1:3.2，加入完成后恒温回流360min后停止，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到无水乙醇，再经减压蒸馏，收集66.5Pa压力下84～85℃的馏分，得到产物辛基三乙氧基硅烷产率为80.7%。
实施例8
常压40℃下将无水甲醇加入到装有71克异丁基三氯硅烷的反应器中，摩尔比为：异丁基三氯硅烷：无水甲醇=1:3.2，加入完成后将体系升温至78℃回流180min后停止，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止通气；再将体系恒温180min，然后过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到无水乙醇，再经减压蒸馏，收集9000～11000Pa压力下90～117℃的馏分，得到产物异丁基三乙氧基硅烷产率为72.4%。
实施例9
常压60℃下将无水甲醇加入到装有81.6克氯丙基三氯硅烷的反应器中，摩尔比为氯丙基三氯硅烷：无水甲醇=1:3.07，加入完成后恒温240min后停止反应，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止通气，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到甲醇，再经减压蒸馏，收集400Pa压力下63～64℃的馏分，得到产物氯丙基三甲氧基硅烷产率为86.2%.
实施例10
常压50℃下将无水乙醇加入到装有81.6克甲基氢二氯硅烷的反应器中，摩尔比为甲基氢二氯硅烷：无水甲醇=1:2.3，加入完成后恒温190min后停止反应，冷却至室温后通入氨气至体系呈碱性停止通气，过滤、洗涤滤渣氯化铵、合并滤液与洗涤液后蒸馏得到甲醇，再收集113.5～114.5℃的馏分，得到产物甲基氢二甲氧基硅烷产率为88.6%。
Claims (5)
1.一种制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将无水醇在常压搅拌条件下加入到室温－80℃的饱和烃基氯硅烷中或将饱和烃基氯硅烷在常压搅拌条件下加入到室温－80℃的无水醇中；
2）将步骤1）得到的混合液在加入温度或升温继续反应30～480min；
3）将氨气通入步骤2）得到的液体，至体系呈碱性停止；
4）将步骤3）得到的混合物在搅拌条件下升温至40～80℃并保温60～360min；
5）将步骤4）得到的固液混合物过滤得到液体，并用无水醇将滤渣多次洗涤后与过滤得到的液体合并得到混合液；
6）将步骤5）得到的混合液经常压或减压蒸馏得到饱和烃基烷氧基硅烷与无水醇，无水醇回收利用。
2.根据权利要求1所述的制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，其特征在于：所述醇为甲醇或乙醇。
3.根据权利要求1所述的制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，其特征在于：所述的饱和烃基氯硅烷是二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、异丁基三氯硅烷、辛基三氯硅烷、氯丙基三氯硅烷或甲基氢二氯硅烷。
4.根据权利要求1所述的制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，其特征在于：饱和烃基三氯硅烷与无水醇的摩尔比为1:1.8～3.5。
5.根据权利要求1所述的制备饱和烃基烷氧基硅烷的方法，其特征在于：加入时间控制在180min以内。
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