CN101613367A - 三甲基乙氧基硅烷的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种三甲基乙氧基硅烷的制备方法，包括以下步骤：(1)向反应釜中加入三甲基氯硅烷，然后在搅拌下加入能吸收氯化氢的吸收剂，加入量为三甲基氯硅烷重量的20％～70％；(2)再在搅拌过程滴加乙醇，控制滴加速度，使反应温度≤80℃。反应中乙醇的加入量为理论计算的摩尔质量的1.10～1.20倍；继续搅拌1小时～4小时；(3)反应结束后，停止搅拌，静置5分钟～30分钟；产物自然分层，分层分离即可得到上层的三甲基乙氧基硅烷粗产品。本发明采用吸收氯化氢的吸收剂，使反应在常温条件下即可顺利进行，使反应简单化，且节能。工艺简化，且产品收率高，减少大量盐带出及挥发损失，使生产成本大大下降。

Description

三甲基乙氧基硅烷的制备方法

技术领域

本发明涉及一种合成有机硅化合物的原料的制备，特别是涉及一种三甲基乙氧基硅烷的制备方法。

背景技术

有机硅产品为发展较晚的行业，国际上在上世纪中后期才发展起来，我国则在上世纪末才开始发展。而三甲基乙氧基硅烷，不溶于水，可混溶于多数有机溶剂，主要用于有机硅化合物的合成，也用作憎水剂。对于三甲基乙氧基硅烷的生产技术的报导及专利技术目前几乎没有公开过。

在以往的生产烷氧基硅烷产品中，多采用循环脂化法，即循环反应法。这对于易于制备的二甲基二氯硅烷，在100℃左右还可以完成其制备过程，但存在工艺流程长(需中和过滤等过程)，且收率低的问题。而对于通常条件下，通过这样的方式很难制备出三甲基氯硅烷。

发明内容

针对于此，本发明的目的在于，提供一种三甲基乙氧基硅烷的制备方法，易于操作，又可缩短工艺流程，收率又高的工艺路线，来大大降低生产成本。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种三甲基乙氧基硅烷的制备方法，包括以下步骤：

(1)向反应釜中加入三甲基氯硅烷，然后在搅拌下加入能吸收氯化氢的吸收剂，加入量为三甲基氯硅烷重量的20％～70％；

(2)再在搅拌过程滴加乙醇，控制滴加速度，使反应温度≤80℃；反应中乙醇的加入量为理论计算的摩尔质量的1.10～1.20倍；继续搅拌1小时～4小时；

(3)反应结束后，停止搅拌，静置5分钟～30分钟；产物自然分层，分层分离即可得到上层的三甲基乙氧基硅烷粗产品。

为了使产品纯度提高，需要对粗产品进行精馏处理，所述精馏塔的理论塔板数为9～12块。

在对粗产品进行精馏处理前，由于粗产品中含有氯化氢，需要向粗产品中加入中和剂来中和氯化氢，最后得到的上部清液为三甲基乙氧基硅烷产品。

粗产品中还可能含有未反应的原料，在加入中和剂之前，先检测粗产品中三甲基氯硅烷和乙醇的含量：

(1)若两者的量与理论反应量匹配，继续反应；

(2)若两者的量与理论反应量不匹配，添加原料，继续反应。

为确保三甲基氯硅烷充分反反应，可以使其中乙醇含量为超出理论反应量的0.1％-3％。

采用的中和剂为乙醇钾、氨类或碱式盐。

使反应顺利进行的吸收剂为尿素、弱碱性盐、有机胺、碱金属或有机碱金属及其氧化物。优选的吸收剂为尿素。

与现有技术相比，本发明采用吸收氯化氢的吸收剂，使反应在常温条件下即可顺利进行，使反应简单化，且节能。本发明采用尿素为吸收剂，反应后生成液态酸性废液，与粗产物自然分层，易于分离。因而使工艺简化(设备投资少、省水、省电、省人工、生产周期短)，且收率高，减少大量盐带出及挥发损失，使生产成本大大下降。

附图说明

图1是本发明的现有技术中，的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

采用三甲基氯硅烷来制备三甲基乙氧基硅烷的反应机理如下：

(1)、有机氯硅烷的乙醇解反应通式：

M_enSiCl_n-1+(n-1)C₂H₅OH→M_enSi(OC₂H₅)_n-1+(n-1)HCl↑

其中M_en为烷烃；n为2、3或4。

在该反应中，硅上氯越多，第一氯越容易反应，第二氯原子则较难反应，以此类推。而硅上氯原子越少，则越难于反应。如二甲基二氯硅烷第一个氯在常温、常压下就可顺利进行反应，而第二个氯需要在100℃左右方可进行明显的化学反应。

在反应中，三甲基氯硅烷的醇解，硅原子上只有一个氯，所以在通常条件下，很难进行反应。如果采用提高温度方法，至少要100℃以上。由于原料三甲基氯硅烷沸点(57℃)、乙醇沸点(78℃)均较低，且反应后还要生成氯化氢气体，势必造成反应压力极高，且封闭体系中氯化氢又难于排出体系，反应将无法进行。

(2)、有机氯硅烷醇解后氯化氢的去除

有机硅合成过程中均存在反应体系中氯的去除问题。尤其是醇解过程中，生成的氯化氢很难从体系中去除，一般可达到10％或更高的氯化氢，难从体系中脱除。所以在后部反应中要增加中和、过滤等工序来实现。如加碱、有机碱、无机碱、碱金属、碱土金属等。这样就造成工艺流程长，收率低等缺点。

如图1所示，一种三甲基乙氧基硅烷的制备方法，包括以下过程：首先加入原料三甲基氯硅烷1000kg；然后在搅拌下加入尿素，其加入量为三甲基氯硅烷量的20-70％；最后采用滴加方式加入乙醇，滴加速度控制在使体系温度不高于80℃。反应中乙醇的加入量为理论计算的1.10-1.20倍，(即过量反应)。反应过程中体系有相的变化，即由液-固相，转变为液-液相。反应过程较迅速，通常反应过程1-4小时即可完成。反应结束后，停止搅拌，静止5-30分钟，上层产品相与吸收剂(含氯化氢)相自然分层，采用分层分离即可得到合成粗产物(含量＞90％)。

粗产物的处理：首先将粗产物进行分析，其中有否未反应原料，如有，测其含量，同时测定其中乙醇含量，使二者在进一步反应时量相匹配，此过程中乙醇可以过量0.1％-3％。此时体系中为酸性，其中溶有少许氯化氢。本发明采用中和剂方法进行中和，首选中和剂为乙醇钾，也可选用氨类、碱式盐等，加入量为1-10％。在搅拌下逐渐中和至中性后，进行沉淀，上部清液为产品，含量＞92％，去下一环节，下部含盐的沉淀物，累积后进行过滤除渣。

最后将清液打入精馏塔，进行精馏提纯，主要是将过量的少许乙醇与产品三甲基乙氧基硅烷进行分离。两者温差为近20℃，所需理论塔板数为10块左右，采用间歇精馏，变回流比操作。塔顶采出产品温度为130℃，产品纯度99％以上。

其中吸收剂尿素也可选择其它品种，如弱碱性盐、有机胺、碱金属、有机碱金属及其氧化物等。以上吸收剂均与本发明吸收剂不同，都要生成大量的盐，需离心分离，造成收率降低，且操作复杂。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种三甲基乙氧基硅烷的制备方法，包括以下步骤：

(1)向反应釜中加入三甲基氯硅烷，然后在搅拌下加入能吸收氯化氢的吸收剂，加入量为三甲基氯硅烷重量的20％～70％；

(2)再在搅拌过程滴加乙醇，控制滴加速度，使反应温度≤80℃；反应中乙醇的加入量为理论计算的摩尔质量的1.10～1.20倍；继续搅拌1小时～4小时；

(3)反应结束后，停止搅拌，静置5分钟～30分钟；产物自然分层，分层分离即可得到上层的三甲基乙氧基硅烷粗产品。

2、根据权利要求1所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：对粗产品进行精馏处理，所述精馏塔的理论塔板数为9～12块。

3、根据权利要求2所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：对粗产品进行精馏处理前，向粗产品中加入中和剂来中和氯化氢，上部清液为三甲基乙氧基硅烷产品。

4、根据权利要求3所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：在加入中和剂之前，先检测粗产品中三甲基氯硅烷和乙醇的含量：

(1)若两者的量与理论反应量匹配，继续反应；

(2)若两者的量与理论反应量不匹配，添加原料，继续反应。

5、根据权利要求4所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：其中乙醇含量为超出理论反应量的0.1％-3％。

6、根据权利要求3所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：所述中和剂为乙醇钾、氨类或碱式盐。

7、根据权利要求1所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：所述的吸收剂为尿素、弱碱性盐、有机胺、碱金属或有机碱金属及其氧化物。

8、根据权利要求7所述的三甲基乙氧基硅烷的制备方法，其特征在于：所述的吸收剂为尿素。

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