CN101665511A - 一种合成四烷基锡制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种合成四烷基锡制备方法。本发明涉及一种有机锡产品的制备方法，尤其是两步法合成四烷基锡的方法，属于化工技术领域。本发明采用两步法，即首先采用金属镁、溶剂和已合成的少量格氏试剂经反应合成格氏试剂，然后滴加四氯化锡进行烷基化反应得到四烷基锡，所加的溶剂为丁醚溶液，格氏反应在氮气保护气氛下，温度为55～75℃，反应时间2～4小时；烷基化反应在氮气保护气氛下，温度为80～100℃，反应时间1～3小时。与现有的一步法相比，避免了副反应的发生，有利于格氏放热反应安全平稳地进行，反应容易控制。与传统的两步法相比，解决了溶剂沸点低、易挥发、爆炸风险高、对人体有害等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机锡产品的制备方法，尤其是两步法合成四烷基锡的方法，属于化工技术领域。
背景技术
有机锡化合物是锡深加工的重要产品，具有品种繁多、用途广泛等特点，是锡消费量增长最快的领域。有机锡产品主要用于三个方面，即农业、医药、纺织方面用作杀虫剂、杀菌剂；林业上用作防腐剂；化工方面的塑料行业用作热稳定剂、催化剂等。格氏法合成四烷基锡通常有一步法、两步法等，一步法是先将金属镁屑、溶剂及少量的格氏试剂升温至起始反应温度，然后滴加卤代烃和四氯化锡。然而四氯化锡易于与金属镁反应，生成副产品，影响格氏转化率，锡的直收率，同时多个放热反应，在短时间内放出大量的热量，不利于反应控制，安全隐患较多。传统的两步法中所采用的溶剂一般为乙醚、四氢呋喃、苯等低沸点溶剂，在工业生产中合成大量的格氏试剂，容易发生冲料、燃烧等事故，有易挥发，爆炸风险高，安全性差，对人体有害性大，回收率低等问题，生产出的四烷基锡纯度低，收率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成四烷基锡的制备方法，具有安全、易于控制、转化率高、产品纯度高的特点。
实现本发明目的所采用的技术方案是：在传统的两步法合成四烷基锡的基础上，即首先采用金属镁、溶剂和已合成的少量格氏试剂经反应合成格氏试剂，然后滴加四氯化锡进行烷基化反应得到四烷基锡，进行以下改进，所加的溶剂为丁醚溶液，格氏反应在氮气保护气氛下，温度为55～75℃，反应时间2～4小时；烷基化反应在氮气保护气氛下，温度为80～100℃，反应时间1～3小时。
本发明技术方案还包括：在所述的格氏反应中，使用的丁醚量为卤代烷烃质量的2～2.5倍；在烷基化反应中，使用的四氯化量为卤代烷烃质量的0.75倍。
在本发明的格氏试剂合成中，所加的丁醚溶液具有沸点高，挥发性较小，热比容较大，易回收的优点，能有效地解决低沸点溶剂所带来的多项负面问题。
本发明的有益效果是：与现有的一步法相比，避免了副反应的发生，有利于格氏放热反应安全平稳地进行，反应容易控制；与传统的两步法相比，格氏反应中使用了新的溶剂——丁醚，代替格氏合成中通常所使用的低沸点溶剂，解决了现有格氏合成技术中所使用的乙醚、四氢呋喃、苯等低沸点溶剂所存在的沸点低、易挥发、爆炸风险高、对人体有害等问题。而且使用本发明的方法转化率高，可以达到98％以上，所得的四烷基锡纯度高，可以达到98％以上。
经过云锡公司三年来的生产证明，本工艺使用的溶剂——丁醚代替格氏合成中通常所使用的乙醚，解决了现有格氏合成技术中所使用的乙醚溶液沸点低、易挥发、爆炸风险高、对人体有害等问题。格氏反应平稳温和，安全系数高，生产连续稳定，溶剂回收率达到99％以上，单耗低，产量大，年产2000吨。而且在新溶剂环境中格氏转化率高，转化率可以达到98％以上。本方法可以制取主含量98％以上的四烷基锡或按需要调节四烷基锡比例，锡直收率达98％以上，能满足不同客户的需求，产品对市场的适应性强。
具体实施方式
实施例一：
把400kg镁和3500kg丁醚加入反应釜，加入部分已经制好的格氏试剂，启动搅拌，加入100kg氯丁烷后加热引发反应，反应引发后在冷却水状态下滴加1400kg氯丁烷。反应过程中温度控制在60～70℃。加完氯丁烷后，反应2小时完成格氏试剂制备。格氏试剂静置30分钟后利用氮气将物料压入密闭的计量罐进行计量，然后再次利用氮气将物料压入合成反应釜，根据所知重量以及生产要求确定四氯化锡的加入量1100kg。控制反应温度85℃反应2小时。向水洗釜中加入3500kg水和50kg盐酸，把反应好的物料加入进行水洗，控制温度60℃以下，然后静置30分钟分相，下层水相排入废水系统。上层有机相在真空条件下干燥水分。干燥合格后物料进入蒸馏釜，在真空条件下蒸馏丁醚回收反复利用，剩下组分为合格四丁基锡产品1388kg，收率为98.68％，GC化验结果为：TBT：92.65，TBTC：6.24，DBTD：0.32。
实施例二：
把350kg镁和3300kg丁醚加入反应釜，加入部分已经制好的格氏试剂，启动搅拌，加入100kg氯丁烷后加热引发反应，反应引发后在冷却水状态下滴加1200kg氯丁烷。反应过程中温度控制在60～70℃。加完氯丁烷后，反应2小时完成格氏试剂制备。格氏试剂静置30分钟后利用氮气将物料压入密闭的计量罐进行计量，然后再次利用氮气将物料压入合成反应釜，根据所知重量以及生产要求确定四氯化锡的加入量1050kg。控制反应温度90℃反应2小时。向水洗釜中加入3500kg水和50kg盐酸，把反应好的物料加入进行水洗，控制温度60℃以下，然后静置30分钟分相，下层水相排入废水系统。上层有机相在真空条件下干燥水分。干燥合格后物料进入蒸馏釜，在真空条件下蒸馏丁醚回收反复利用，剩下组分为合格四丁基锡产品1268kg，收率为98.73％，GC化验结果为：TBT：96.33，TBTC：2.89，DBTD：0.17。
实施例三：
在装有电动搅拌、温度计、回流管的四口烧瓶中，加入20.50g镁屑，220g丁醚，20g格氏试剂，15g氯丁烷，升温到77℃引发反应，在冷却水状态下滴加77.5g氯丁烷，反应过程中温度控制在60～70℃，加完氯丁烷后，反应2小时完成格氏试剂制备。在制备好的格氏试剂中缓慢的滴加四氯化锡72g，控制反应温度在85～95℃，反应2小时。反应完的物料加入到140g稀盐酸溶液中进行水洗，控制温度60℃以下，然后静置15分钟，分出卤水，减压蒸馏出丁醚，得到无色透明液体85.16g，收率为98.12％，化验结果为：TBT：98.31，TBTC：0.62，DBTD：0.47。
Claims (3)
1、一种合成四烷基锡制备方法，首先采用金属镁、溶剂和已合成的少量格氏试剂经反应合成格氏试剂，然后滴加四氯化锡进行烷基化反应得到四烷基锡，其特征是：所加的溶剂为丁醚溶液，格氏反应在氮气保护气氛下，温度为55～75℃，反应时间2～4小时；烷基化反应在氮气保护气氛下，温度为80～100℃，反应时间1～3小时。
2、按权利要求1所述的合成四烷基锡制备方法，其特征是：在格氏反应中，使用的丁醚量为卤代烷烃质量的2～2.5倍。
3、按权利要求1所述的合成四烷基锡制备方法，其特征是：在烷基化反应中，使用的四氯化量为卤代烷烃质量的0.65～0.85倍。
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