CN103145753B - 一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法 - Google Patents
一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103145753B CN103145753B CN201310112787.6A CN201310112787A CN103145753B CN 103145753 B CN103145753 B CN 103145753B CN 201310112787 A CN201310112787 A CN 201310112787A CN 103145753 B CN103145753 B CN 103145753B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silane
- cabbeen
- water
- stirred
- prepare
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,以卡宾为催化剂,将卡宾溶解在水或水和有机溶剂任意比例的混合液中,在60℃-90℃加热搅拌5h,然后加入硅烷在搅拌下进行水解反应并搅拌至不再有气泡放出,反应完成后用真空泵抽干溶剂,通过柱层析提纯后,即可得到硅氧烷产物。本发明的优点和有益效果是:使用有机小分子卡宾作为催化剂,原料廉价、容易制备;使用硅烷做反应原料,避免了使用氯硅烷时水解反应剧烈不易控制的缺点,反应温和,选择性好;催化活性高,后处理容易,除生成的氢气外无其他反应副产物,对环境无污染,可以高产率地得到环硅氧烷。
Description
技术领域
本发明涉及硅烷水解制备硅氧烷的新技术,特别是一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法。
背景技术
硅氧烷(siloxane)是一类非常重要的有机硅原料,广泛应用于化妆品、特种涂料等领域,也是制备聚硅氧烷和有机硅橡胶的基本合成原料。目前制备硅氧烷的方法主要是采用二氯硅烷水解法,如中国专利CN101503421A公开了在多相溶剂中通过水解甲基苯基二氯硅烷制备甲基苯基环硅氧烷的方法;M.Luo等在TetrahedronLett.(2009)50,5208-5209报道了碱性条件下二苯基二氯硅烷水解制备八苯基环四硅氧烷。上述方法反应条件苛刻而且都要使用大量的有机碱来中和反应产生的无机酸(例如HCl),从而产生大量的副产物,反应的原子经济性低,并易造成环境污染。中国专利CN1197073A公开了一种强碱性条件下二烷氧基苯基甲基硅烷水解法制备环硅烷的方法,R.Keyrouz等在NewJ.Chem.(2003)27,902-904报道了二烷氧基二苯基硅烷使用电化学氧化法制备环硅氧烷的方法。这些水解反应是平衡反应,不仅需要较长的反应时间和较苛刻的反应条件,而且转化率较低,副产物醇也会在一定程度上影响产物的分离。使用硅烷氢化物如二苯基硅烷或甲基苯基硅烷来制备环硅氧烷的方法仅有极少量的报道,这些反应需要贵金属催化剂,如A.Albright在TetrahedronLett.(2011)52,6130-6132报道的使用金属铜的化合物催化氧化法制备八苯基环四硅氧烷以及使用贵金属催化的硅烷水解反应。到目前为止,使用无金属的有机催化剂催化的硅烷水解反应还未见文献报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,该方法不使用任何金属催化剂和其它金属辅助试剂催化技术,从有机硅烷的水解反应制备硅氧烷的方法,该反应的唯一副产物是氢气,并能够高产率生成有机硅氧烷;该方法具有原子经济性好,高效并无金属污染的特点,副产物氢气可以作为清洁能源使用。
本发明的技术方案:
一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,以卡宾为催化剂,将卡宾溶解在水或水和有机溶剂任意比例的混合液中,在60℃-90℃加热搅拌5h,然后加入硅烷在搅拌下进行水解反应并搅拌至不再有气泡放出,反应完成后用真空泵抽干溶剂,通过柱层析提纯后,即可得到硅氧烷产物。
所述卡宾为苯基三唑卡宾(C21H25N3)、均三甲苯基氮杂环卡宾(C21H24N2)、2,6-二异丙基苯基氮杂环卡宾(C27H36N2),异丙基氮杂环卡宾(C11H20N2)或四甲基氮杂环卡宾(C7H12N2),以及用相应卡宾的前驱体与乙醚与钾或钾盐进行反应原位转化的卡宾,所述卡宾的前驱体为苯基三唑盐(C22H26F3N3O3S)、均三甲苯基咪唑盐(C21H25ClN2)、2,6-二异丙基苯基咪唑盐(C27H37ClN2)、异丙基硫脲(C11H20N2S)或四甲基硫脲)C7H12N2S),所述钾盐为二(三甲基硅基)氨基钾[KN(SiMe3)2)]或叔丁醇钾(KOtBu)。
所述有机溶剂为二氯甲烷或正己烷。
所述卡宾与水或水和有机溶剂混合液的摩尔比为0.005-0.2:1。
所述硅烷为二苯基硅烷、甲基苯基硅烷、苯基烯丙基硅烷、苯基对烯基苯基硅烷。
所述卡宾与硅烷的摩尔比为0.005-0.2:1。
本发明的优点和有益效果是:使用有机小分子卡宾作为催化剂,原料廉价、容易制备;使用硅烷做反应原料,避免了使用氯硅烷时水解反应剧烈不易控制的缺点,反应温和,选择性好;催化活性高,后处理容易,除生成的氢气外无其他反应副产物,对环境无污染,可以高产率地得到环硅氧烷。
具体实施方式
下面给出的实施例是为了说明本发明,而不是对本发明进行限制。
实施例1:
将0.13g均三甲苯基氮杂环卡宾置于烧瓶中,加入0.3g水,搅拌5h后加入2.0g二苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,得到二苯基环硅氧烷1.9g,产率90%。
实施例2:
将0.13g苯基三唑卡宾置于烧瓶中,依次加入0.3g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,冷却至室温,加入3.5g苯基对烯基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,即得到苯基对烯基苯基环硅氧烷3.2g,产率85%。
实施例3:
将2,6-二异丙基苯基氮杂环卡宾0.16g置于烧瓶中,依次加入1g水和30ml二氯甲烷,加热搅拌5h,冷却至室温,加入2.0g甲基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,即得到甲基苯基环硅氧烷2.1g,产率94%。
实施例4:
将0.19g苯基三唑盐置于烧瓶中,加入15ml乙醚和0.09g二(三甲基硅基)氨基钾[KN(SiMe3)2],室温反应1h,然后加入依次加入0.3g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,冷却至室温,然后加入2.0g甲基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,得到甲基苯基环硅氧烷1.5g,产率67%。
实施例5:
将0.14g均三甲苯基咪唑盐置于烧瓶中,加入15ml乙醚和0.05g叔丁醇钾(KOtBu),室温反应1h,然后加入依次加入2g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,冷却至室温,然后加入2.0g甲基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,得到甲基苯基环硅氧烷1.6g,产率72%。
实施例6:
将2,6-二异丙基苯基咪唑盐0.175g置于烧瓶中,加入15ml乙醚和0.05g叔丁醇钾(KOtBu),室温反应1h,然后依次加入3g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,冷却至室温,然后加入2.0g甲基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,得到甲基苯基环硅氧烷1.6g,产率72%。
实施例7:
将0.3g四甲基硫脲置于烧瓶中,加入15ml乙醚和0.1g钾,在氮气保护下回流5h后过滤掉固体,向滤液中依次加入1g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,冷却至室温,再加入6.7g甲基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,到甲基苯基环硅氧烷3.2g,产率42%。
实施例8:
将0.1g异丙基硫脲置于烧瓶中,加入15ml乙醚和0.1g钾,在氮气保护下回流5h后过滤掉固体,向滤液中依次加入0.3g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,冷却至室温,再加入6.7g甲基苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,到甲基苯基环硅氧烷2.7g,产率36%。
实施例9:
将0.1g异丙基氮杂环卡宾置于烧瓶中,依次加入0.3g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,加入1g甲基苯基硅烷和1.6g二苯基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,得到甲基苯基-二苯基环硅氧烷1.8g,产率65%。
实施例10:
将0.051g四甲基氮杂环卡宾置于烧瓶中,依次加入0.8g水和30ml正己烷,加热搅拌5h,加入2.2g苯基烯丙基硅烷,搅拌至不再有气泡放出,用真空泵抽干溶剂,柱层析提纯后,得到苯基烯丙基环硅氧烷2.3g,产率95%。
Claims (5)
1.一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,其特征在于:以卡宾为催化剂,将卡宾溶解在水或水和有机溶剂任意比例的混合液中,在60℃-90℃加热搅拌5h,然后加入硅烷在搅拌下进行水解反应并搅拌至不再有气泡放出,反应完成后用真空泵抽干溶剂,通过柱层析提纯后,即可得到硅氧烷产物;
所述卡宾为苯基三唑卡宾、均三甲苯基氮杂环卡宾、2,6-二异丙基苯基氮杂环卡宾、异丙基氮杂环卡宾或四甲基氮杂环卡宾。
2.根据权利要求1所述用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,其特征在于:所述有机溶剂为二氯甲烷或正己烷。
3.根据权利要求1所述用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,其特征在于:所述卡宾与水或水和有机溶剂混合液的摩尔比为0.005-0.2:1。
4.根据权利要求1所述用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,其特征在于:所述硅烷为二苯基硅烷、甲基苯基硅烷、苯基烯丙基硅烷、苯基对烯基苯基硅烷。
5.根据权利要求1所述用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法,其特征在于:所述卡宾与硅烷的摩尔比为0.005-0.2:1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310112787.6A CN103145753B (zh) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | 一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310112787.6A CN103145753B (zh) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | 一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103145753A CN103145753A (zh) | 2013-06-12 |
CN103145753B true CN103145753B (zh) | 2016-04-20 |
Family
ID=48544121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310112787.6A Active CN103145753B (zh) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | 一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103145753B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10287397B2 (en) | 2015-07-27 | 2019-05-14 | Dow Corning Corporation | Polyorganosiloxane compositions with metal based N-heterocyclic carbene condensation reaction catalysts and methods for the preparation thereof |
CN108912332B (zh) * | 2018-05-28 | 2020-09-08 | 南开大学 | 一种用碳酸铯催化硅烷氧化制备笼型倍半硅氧烷的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1197073A (zh) * | 1997-04-02 | 1998-10-28 | 通用电气公司 | 八苯基环四硅氧烷的生产方法 |
CN101563354A (zh) * | 2006-04-21 | 2009-10-21 | 蓝星有机硅法国公司 | 使用卡宾型催化剂缩合甲硅烷基单元的方法 |
US20100016621A1 (en) * | 2006-09-28 | 2010-01-21 | Yugen Zhang | Hydrosilylation |
CN102215962A (zh) * | 2008-09-03 | 2011-10-12 | 新加坡科技研究局 | 二氧化碳还原 |
CN102924502A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-13 | 南开大学 | 一种用氮杂环卡宾催化醇脱氢硅烷基化的方法 |
-
2013
- 2013-04-02 CN CN201310112787.6A patent/CN103145753B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1197073A (zh) * | 1997-04-02 | 1998-10-28 | 通用电气公司 | 八苯基环四硅氧烷的生产方法 |
CN101563354A (zh) * | 2006-04-21 | 2009-10-21 | 蓝星有机硅法国公司 | 使用卡宾型催化剂缩合甲硅烷基单元的方法 |
US20100016621A1 (en) * | 2006-09-28 | 2010-01-21 | Yugen Zhang | Hydrosilylation |
CN102215962A (zh) * | 2008-09-03 | 2011-10-12 | 新加坡科技研究局 | 二氧化碳还原 |
CN102924502A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-13 | 南开大学 | 一种用氮杂环卡宾催化醇脱氢硅烷基化的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
NHC-catalyzed dehydrogenative self-coupling of diphenylsilane: a facile synthesis of octaphenylcyclotetra(siloxane);Abigail Albright等;《Tetrahedron Letters》;ELSEVIER;20110912;第52卷(第46期);第6131页实验部分和方案2 * |
Rhodium Carbene Complexes as Versatile Catalyst Precursors for Si-H Bond Activation;Anneke Kruger等;《Chem. Eur. J.》;Wiley;20111208;第18卷(第2期);第652-658页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103145753A (zh) | 2013-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chakrabarty et al. | Visible light mediated desilylative C (sp 2)–C (sp 2) cross-coupling reactions of arylsilanes with aryldiazonium salts under Au (i)/Au (iii) catalysis | |
CN102260147A (zh) | 一种在离子液体溶剂中烯烃氢甲酰化反应的方法 | |
CN103992225A (zh) | 一种水杨醛衍生物及其制备方法 | |
CN101544892B (zh) | 一种合成二芳基乙炔类单体液晶的方法 | |
CN103145753B (zh) | 一种用卡宾催化硅烷水解制备硅氧烷的方法 | |
CN104262213A (zh) | 一种合成α-芳基-β-磺酰基酰胺的方法 | |
CN104592030A (zh) | 一种合成邻苯二甲酸酯类化合物的方法 | |
Shirini et al. | Efficient trimethylsilylation of alcohols and phenols in the presence of ZrCl4 as a reusable catalyst | |
CN103923114A (zh) | 一种催化合成硅醇的方法 | |
CN109811361B (zh) | 一种(e)-乙烯基硫氰酸酯类化合物的电化学制备方法 | |
CN102993226B (zh) | 制备苯基二甲基氯硅烷的方法 | |
CN102952038A (zh) | 一种邻甲基苯甲酰腈的合成方法 | |
CN102875585B (zh) | 一种制备四甲基二乙烯基二硅氧烷的方法 | |
Doi et al. | Transformation of tetrafluoroethylene using transition-metal complexes | |
CN102010282B (zh) | 一种在水相中催化制备二芳基二硫化合物和二芳基二硒化合物的方法 | |
CN103172479B (zh) | 一种钯催化的联芳烃制备方法 | |
CN101381313B (zh) | 一种电镀添加剂n,n-二乙基丙炔胺的合成方法 | |
CN102604070A (zh) | 一种聚醚多元醇阻燃剂的合成方法 | |
Miura et al. | Titanocene-and zirconocene-mediated cyclization of allyl propargyl ethers. Stereoselective synthesis of 3-methylenetetrahydrofurans | |
KR101435926B1 (ko) | 클로로실란의 하이드로젠 실란으로의 탈염소수소화를 위한 촉매 및 그 촉매를 사용한 하이드로젠실란의 제조 방법 | |
Zhang et al. | A solvent-free synthesis of β-amino-α, β-unsaturated ketones and esters catalysed by sulfated zirconia | |
CN109942459B (zh) | 一种合成3-二氟甲基-3-丙烯腈类化合物的方法 | |
CN105175364A (zh) | 一种制备抗艾滋病药物安普那韦中间体的方法 | |
Fujii et al. | Silver-catalyzed carbomagnesiation of terminal aryl and silyl alkynes and enynes in the presence of 1, 2-dibromoethane | |
CN104402661A (zh) | 一种经济高效的铜盐催化不对称合成r-构型芳香醇的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |