CN101665507B - 六甲基二硅脲的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种六甲基二硅脲的制备工艺，包括以下步骤：(1)、向反应釜中投加原料：六甲基二硅氮烷和尿素，两者的摩尔比为2.68～7.5∶1，以及1ppm～50ppm的催化剂；搅拌，加热至99℃～130℃，反应时间为15小时～24小时；其中，所述催化剂为无机酸、无机酸式盐或无机盐；(2)、降温至室温，然后将反应釜中的液态物料放入离心机进行分离，离心出来的液体返回到反应釜循环反应，固体物料即为六甲基二硅脲。本发明工艺流程较短，减少了溶剂与副产物的分离过程，过量的六甲基二硅氮烷与副产物六甲基二硅氧烷(滤液)可多次循环使用，直至体系中六甲基二硅氮烷达到5％以下后，使之水解完全变为六甲基二硅氧烷，作副产品出售。

Description

六甲基二硅脲的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种化合物的制作工艺，特别是涉及六甲基二硅脲的制备工艺。

背景技术

六甲基二硅脲，分子式(CH₃)₃SiNHCONHSi(CH₃)₃，分子量204.4，为白色针状结晶粉末、无毒略带胺味，溶于乙醇、苯，易水解。熔点为220℃～230℃。是一种优良的硅烷化试剂，可将有机物分子中的活泼氢原子替换成三甲基硅原子团，是β-内酰胺类抗生素合成中最理想的硅烷化保护剂。以头孢IV半合成为例，仅用BSU参与反应，可使反应条件极为温和，副反应少，收率比其它方法提高2～3倍。在当今抗生素的工业生产上有极大的实用价值。

在现有的六甲基二硅脲生产工艺中，也是采用六甲基二硅氮烷和尿素在催化剂(酸、盐或酸式盐)作用下，然后加热、搅拌、回流24～34小时，降至常温，离心分离，液体去精馏(或循环使用)，固体产物去真空干燥，得到固体粉状产品。其中原料是在加入大量的其它溶剂中进行反应的，溶剂多采用烷烃(碳6以上)、环烷烃，如苯、甲苯、二甲苯等为溶剂，这样就带来：

1、溶剂的存在影响产品质量问题；

2、反应过程由于原料浓度低而使反应速度变慢，反应时间增长；

3、溶剂与副产品六甲基二硅氮烷需精馏分离，造成能源浪费及增加工艺工序。

4、由于使用溶剂，使产品生成时结晶形态变得细小，不利于后部分离干燥。

国内生产厂家，如山东新时代药业有限公司、上海怀德新先锋有限公司、浙江沙星化工有限公司均采用溶剂法，采用甲苯为溶剂，其主要工序基本相同，反应时间需30小时以上，产品可闻到甲苯味道。

发明内容

针对于此，本发明的目的在于，提供一种六甲基二硅脲的制备工艺，工艺流程较短，减少了溶剂与副产物的分离过程。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种六甲基二硅脲的制备工艺，包括以下步骤：

(1)、向反应釜中投加原料：六甲基二硅氮烷和尿素，两者的摩尔比为2.68～7.5∶1，以及1ppm～50ppm的催化剂；搅拌，加热至99℃～130℃，反应时间为15小时～24小时；其中，所述催化剂为无机酸、无机酸式盐或无机盐；

(2)、降温至室温，然后将反应釜中的液态物料放入离心机进行分离，离心出来的液体返回到反应釜循环反应，固体物料即为六甲基二硅脲。

优选的，步骤(2)得到的六甲基二硅脲产品，在120℃～200℃和真空度为-0.022MPa～-0.10MPa下进行干燥处理。

优选的，将干燥处理中的气态物料冷凝处理，冷凝后的液体返回到反应釜循环利用。

优选的，步骤(1)中的反应釜上设有回流冷凝装置，所述回流冷凝装置的上端与氨回收装置连通。

优选的，步骤(1)中投加的六甲基二硅氮烷和尿素的摩尔比为2.78∶1。

优选的，步骤(1)中的原料为尿素和六甲基二硅氮烷与六甲基二硅氧烷的混合液或六甲基二硅氧烷。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的工艺流程较短，减少了溶剂与副产物的分离过程，过量的六甲基二硅氮烷与副产物六甲基二硅氧烷(滤液)可多次循环使用，直至体系中六甲基二硅氮烷达到5％以下后，使之水解完全变为六甲基二硅氧烷，作副产品出售；

2、本发明由于原料过量较多，故反应速度快，进而大大缩短了反应时间；

3、产品品质好。第一，由于不使用溶剂，使用与原料体系杂质相关的催化剂，减少了产品中其它杂质的引入；第二，产品结晶状态好，针状结晶较其它溶剂法结晶长；

4、由于产品结晶好，而使后部离心分离过程及干燥过程更易于完成；

5、本发明工艺采用一种与原料体系中所含杂质相通的催化剂，第一、可以减少产品中所含杂质的品种数量；第二、催化剂使用量可以降低，从而降低产品中所含杂质的总量。

附图说明

图1是本发明的六甲基二硅脲的制作工艺流程图。

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。

如图1所示的一种六甲基二硅脲的制备工艺，其反应的原理为：

1、主反应：

〔(CH₃)₃Si〕₂NH+CO(NH₂)₂→CO〔NHSi(CH₃)₃〕₂+NH₃↑

2、副反应：

〔(CH₃)₃Si〕₂NH+H₂O→〔(CH₃)₃Si〕₂O+NH₃↑

实施例1

六甲基二硅脲的制备工艺流程如下所述：

①投料：在配有搅拌、夹套蒸汽加热、回流冷凝器的2m³搪瓷反应釜内，一次性投入六甲基二硅氮烷(纯度≥95％)和回收循环液1500kg(其中硅氮烷总含量≥50％)；尿素200kg；催化剂1～50ppm。所述催化剂为酸，如盐酸、硫酸等，也可采用酸式盐、盐等。

②反应：首先开启搅拌，开启冷凝器的循环冷却水，向釜夹套内通入蒸汽加热，至有回流液产生后，降低加热蒸汽量，保持回流(50～200L/小时)，此时反应温度为99～130℃，反应釜为常压。反应时间为15～24小时。反应过程中产生的氨气经冷凝器上部进入到氨吸收塔，采用水喷淋或塔吸收。反应终点的确定是检测冷凝器尾部，无氨气放出即为反应终点。反应结束后，停止加热，向釜夹套改通冷却水降温。降至常温后，搅拌下将反应料放入离心分离机。

③离心分离：将上述反应物料搅拌下(连续或间歇)放入离心分离机内进行分离，至基本无液体流出为止。离心出来的液体返回到投料釜循环使用；固体粗产物则进入干燥机去干燥。

④干燥：将上述离心粗产物加入到旋转干燥机内，加热到≥120℃，压力为负-0.022～-0.10Mpa下进行干燥。干燥机气体出口后接一冷凝器并配有接收罐，冷凝后的回收液六甲基二硅氮烷可返回到合成过程循环使用，固体粉料即为产品。

实施例2

六甲基二硅脲的制备工艺，第一次投料六甲基二硅氧烷(含量99％)1500kg、尿素200kg、催化剂1ppm～50ppm。操作方法与实施例1的操作条件相同。

实施例3

投料六甲基二硅氮烷(纯度10％，其余90％为六甲基二硅氧烷)1500kg、尿素54kg、催化剂1ppm～50ppm。操作方法与实施例1的操作条件相同。

实施例4

投料六甲基二硅氮烷(纯度37％)1500kg、尿素200kg、催化剂1ppm～50ppm。操作方法与实施例1的操作条件相同。当循环液中硅氮烷含量小于37％后，尿素加入量应相应减少。

反应过程中，尿素的加入量为体系中硅氮烷总量的1/2.7～1/3。

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 (5)

1.一种六甲基二硅脲的制备工艺，包括以下步骤：

(1)、向反应釜中投加原料：六甲基二硅氮烷和尿素，两者的摩尔比为2.68～7.5∶1，以及1ppm～50ppm的催化剂；搅拌，加热至99℃～130℃，反应时间为15小时～24小时；其中，所述催化剂为无机酸、无机酸式盐或无机盐；

(2)、降温至室温，然后将反应釜中的液态物料放入离心机进行分离，离心出来的液体返回到反应釜循环反应，固体物料即为六甲基二硅脲。

2.根据权利要求1所述的六甲基二硅脲的制备工艺，其特征在于：步骤(2)得到的六甲基二硅脲产品，在120℃～200℃和真空度为-0.022MPa～-0.10MPa下进行干燥处理。

3.根据权利要求2所述的六甲基二硅脲的制备工艺，其特征在于：将干燥处理中的气态物料冷凝处理，冷凝后的液体返回到反应釜循环利用。

4.根据权利要求1所述的六甲基二硅脲的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中的反应釜上设有回流冷凝装置，所述回流冷凝装置的上端与氨回收装置连通。

5.根据权利要求1所述的六甲基二硅脲的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中投加的六甲基二硅氮烷和尿素的摩尔比为2.78∶1。

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