CN103665017B - 一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，属于精细化工领域。具体步骤为：将通式为CF3SO2X的化合物和三甲基硅醇反应，其中X为Cl、F或OSO2CF3，三甲基硅醇作为反应的硅烷基化试剂，反应结束后将反应混合物减压蒸馏，收集得到质量含量高于99.0%的三氟甲磺酸三甲基硅酯。其中，CF3SO2X和三甲基硅醇反应的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，反应时间1～10小时，反应结束后，将反应混合物减压蒸馏，压力为0.005～0.030MPa。
Description
技术领域
本发明涉及一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，属于精细化工领域。
背景技术
三氟甲磺酸硅烷基衍生物是一类重要的医药中间体，主要包括三氟甲磺酸三甲基硅酯、叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯、三氟甲磺酸三异丙基硅酯、三氟甲磺酸三乙基硅酯等。其中三氟甲磺酸三甲基硅酯的应用最为广泛。
三氟甲磺酸三甲基硅酯CF3SO3Si(CH3)3，英文名Trimethylsilyltrifluoromethanesulfonate，其物理性质如表1所示。
表1三氟甲磺酸三甲基硅酯的物理性质
三氟甲磺酸三甲基硅酯是十分有效的甲基硅烷基化试剂，能用于官能团的转化与保护（能用作醇、羧酸、羰基化合物、硫醇及硝基化合物的保护基），用作Lewis酸催化剂，用于保护基的脱除，作为阳离子聚合反应的引发剂等等。三氟甲磺酸三甲基硅酯是重要的医药中间体、农药中间体和有机合成结构单元。
三氟甲磺酸三甲基硅酯最初的制备方法是用三氟甲磺酸银和三甲基氯硅烷反应（Chemische Berichte-Recueil1970,103,868-879.），此外还发展了三氟甲磺酸酐和三甲基硅醚反应（Synthesis-Stuttgart1985,2,206-207.）等制备方法。但这些制备方法的原料成本较高，不适合工业化生产。
为降低三氟甲磺酸三甲基硅酯的生产成本，发展了用三氟甲磺酸和四甲基硅烷反应的工业化制备方法。但四甲基硅烷常含有一些能和三氟甲磺酸反应的杂质，形成的副产物和主产品沸点十分接近。且未反应的三氟甲磺酸原料（沸点162℃）和三氟甲磺酸三甲基硅酯（沸点140℃）沸点差别较小，难以通过蒸馏进行分离。三氟甲磺酸具有强酸性和强腐蚀性，三氟甲磺酸三甲基硅酯产品中的三氟甲磺酸含量太高，不仅影响产品的品质，还对其包装和储运十分不利。
发明内容
针对目前方法制备的三氟甲磺酸三甲基硅酯产品品质不高的缺陷，本发明的目的在于提供一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，以通式为CF3SO2X的化合物和三甲基硅醇为原料制备三氟甲磺酸三甲基硅酯，其中X为Cl、F或OSO2CF3，三甲基硅醇作为反应的硅烷基化试剂，反应路线如下：
具体步骤如下：
步骤一：干燥环境下，往反应容器中加入CF3SO2X，搅拌下再加入三甲基硅醇，混合反应，继续搅拌，反应时间为1～10小时，反应结束后，得到反应混合物；
步骤二：将所述反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力为0.005～0.030MPa，将反应混合物温度升至所述压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点，收集得到三氟甲磺酸三甲基硅酯。
所述干燥环境优选为氮气或氩气氛围，所述原料中水质量含量小于1%。
所述反应结束后，将反应混合物减压蒸馏，压力优选为0.005～0.015MPa。
当X为Cl时，CF3SO2X和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，优选1.00：1.05～1.00：1.10，反应温度为-50～100℃，优选10～20℃，反应时间优选3～4小时；
反应结束后，将所述反应混合物温度升至30～40℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去未反应的CF3SO2X，再将反应混合物温度升至60～70℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三甲基硅醇。
当X为F时，CF3SO2X和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，优选1.00：1.05～1.00：1.10，反应温度为-50～-30℃，优选-50～-40℃，反应时间优选4～6小时；
反应结束后，将所述反应混合物温度升至20～30℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去氟化氢和未反应的CF3SO2X，再将反应混合物温度升至60～70℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三甲基硅醇。
当X为OSO2CF3时，CF3SO2X和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，优选1.00：1.00～1.00：1.05，反应温度为20～70℃，优选40～50℃，反应时间为1～10小时，优选3～4小时，副产物为三氟甲磺酸，往反应混合物中再加入三甲基氯硅烷，三氟甲磺酸酐和三甲基氯硅烷的摩尔比为1.00：1.00～1.00：1.60，优选1.00：1.05～1.00：1.10，反应温度为-10～70℃，优选0～30℃，反应1～4小时，优选2～3小时。
本发明的有益效果为
本发明提供的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，三氟甲磺酸三甲基硅酯产品的质量含量大于等于99.0%；
以三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇为原料制备三氟甲磺酸三甲基硅酯的方法，三氟甲磺酸三甲基硅酯产品的质量含量大于等于99.7%，其中三氟甲磺酸质量含量低于0.1%，三氟甲磺酸主要来自三氟甲磺酸三甲基硅酯的水解；
以三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇为原料制备三氟甲磺酸三甲基硅酯的方法，得到质量含量大于等于99.5%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，其中三氟甲磺酸质量含量低于0.1%；
以三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇为原料制备三氟甲磺酸三甲基硅酯的方法，得到质量含量大于等于99.0%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.5%。采用三氟甲磺酸酐为原料，由于形成中间产物三氟甲磺酸，副产物和产品沸点相近，因此纯化后三氟甲磺酸三甲基硅酯的纯度较低。
具体实施方式
一、CF3SO2X为三氟甲磺酰氯。
以三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇为原料制备三氟甲磺酸三甲基硅酯，由于三氟甲磺酰氯（沸点31℃）、三甲基硅醇（沸点99℃）的沸点和三氟甲磺酸三甲基硅酯（沸点140℃）沸点差别较大，通过优化三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇的比例，控制蒸馏条件，能降低产品中未反应原料的含量，有效提高产品纯度，所述产品指蒸馏所述反应混合物后得到成分主要为三氟甲磺酸三甲基硅酯的产物。
上述反应涉及的化合物的物理性质如表2所示。
表2反应物与产物物理性质
具体步骤如下所述：
步骤一：干燥环境下，向三氟甲磺酰氯中滴加三甲基硅醇，搅拌使两反应物充分混合反应，生成三氟甲磺酸三甲基硅酯，和副产物氯化氢，氯化氢以气泡形式逸出。
甲基硅醇滴加时间0.5小时，滴加速度过快，会导致气体逸出速度过快，造成反应液喷溅。
为确保反应完全，滴加三甲基硅醇完毕后，继续搅拌，反应时间为1～10小时，优选3～4小时，反应结束后，得到反应混合物。
所述反应温度为-50～100℃进行，优选10～20℃。
其中，三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，优选1.00：1.05～1.00：1.10，三甲基硅醇的用量过少，三氟甲磺酰氯反应不完全，用量过大，会造成不必要的原料浪费。当三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：1.05～1.00：1.10时，稍过量的三甲基硅醇使反应向生成三氟甲磺酸三甲基硅酯的方向进行，三氟甲磺酰氯转化率高。
三氟甲磺酸三甲基硅酯极易水解，反应在干燥环境中进行，优选在氮气或氩气氛围下进行，并严格控制原料中水质量含量小于1%。在三氟甲磺酸三甲基硅酯产品分析取样和包装过程中尽量避免和空气接触，以免部分三氟甲磺酸三甲基硅酯和空气中的水分反应，水解产生三氟甲磺酸。
步骤二：所述反应结束后，将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力为0.005～0.030MPa，优选0.005～0.015MPa，若真空度过高，各组分沸点过于接近，不易分离，而真空度过低，蒸馏所需温度高，消耗热量大。
常压下，三氟甲磺酰氯的沸点为31℃，远低于三氟甲磺酸三甲基硅酯和三甲基硅醇。因此，先除去未反应的三氟甲磺酰氯，将反应混合物温度提高到30～40℃，搅拌半小时，以除去未反应的三氟甲磺酰氯。接着将温度升至60～70℃，搅拌半小时，除去三甲基硅醇，最后将温度以1～2℃每分钟的速度升至该压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点，蒸馏得到三氟甲磺酸三甲基硅酯。升温速度不能太快，否则蒸馏得到的产品中会混有三甲基硅醇。
副产物氯化氢气体具有强酸性，不能直接排放到大气中，应将生成的氯化氢导入碱液中，用碱液吸收。
二、CF3SO2X为三氟甲磺酰氟。
以三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇为原料制备三氟甲磺酸三甲基硅酯，副产物为氟化氢。由于三氟甲磺酰氟（沸点-25℃）、三甲基硅醇（沸点99℃）、氟化氢（沸点20℃）的沸点和三氟甲磺酸三甲基硅酯（沸点140℃）沸点差别较大，经纯化后，能得到高纯度的三氟甲磺酸三甲基硅酯。
具体步骤如下所述：
步骤一：干燥环境下，将三甲基硅醇加入三氟甲磺酰氟液体中，搅拌使两反应物充分混合反应，反应时间为1～10小时，优选4～6小时，反应结束后，得到反应混合物。
所述反应温度为-50～-30℃，优选-50～-40℃。
其中，三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，优选1.00：1.05～1.00：1.10，三甲基硅醇稍过量。反应在干燥环境下进行，严格控制原料中水质量含量小于1%。
由于副产物氟化氢对玻璃具有腐蚀性，因此采用不锈钢反应器。
步骤二：将所述反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力为0.005～0.030MPa，优选0.005～0.015MPa；
将反应液温度以0.5℃每分钟的速度升至20～30℃，搅拌半小时，以除去未反应的三氟甲磺酰氟和氟化氢，接着将温度升至60～70℃，搅拌半小时，除去三甲基硅醇，最后将温度以1～2℃每分钟的速度升至该压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点，收集该温度下的馏分。
副产物氟化氢是一种酸性剧毒气体，不能直接排到大气中，应用碱液吸收。
三、CF3SO2X为三氟甲磺酸酐。
具体步骤如下：
步骤一：干燥环境下，将三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇混合反应，将两反应物充分混合反应，搅拌反应1～10小时，优选3～4小时，生成三氟甲磺酸三甲基硅酯和三氟甲磺酸；
为充分利用原料，同时除去沸点相近的三氟甲磺酸，将反应生成的三氟甲磺酸和三甲基氯硅烷反应，生成三氟甲磺酸三甲基硅酯，滴加三甲基氯硅烷，搅拌，副产物氯化氢气体逸出，三氟甲磺酸转化为三氟甲磺酸三甲基硅酯，反应1～4小时，优选2～3小时。
其中，三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇反应温度为20～70℃，优选40～50℃；三氟甲磺酸酐和三甲基氯硅烷反应温度为-10～70℃，优选0～30℃。
三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，优选1.00：1.00～1.00：1.05，三氟甲磺酸酐和三甲基氯硅烷的摩尔比为1.00：1.00～1.00：1.60，优选1.00：1.05～1.00：1.10。
反应在干燥环境中进行，控制原料中水质量含量小于1%。
步骤二：将所述反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力为0.005～0.030MPa，优选0.005～0.015MPa；
将温度以1～2℃每分钟的速度升该压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点，收集三氟甲磺酸三甲基硅酯馏分。
以下实施例1～15中产品检测方法：
用Bruker300MHz核磁共振光谱仪对得到的产品定性和定量分析，以下所述产品指蒸馏所述反应混合物后得到成分主要为三氟甲磺酸三甲基硅酯的产物。
氟谱为纯产品原位谱，氢谱采用CDCl3作为溶剂。
实施例1
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入350g三氟甲磺酰氯，用恒压滴液漏斗将185mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氯中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇摩尔比为1.00：0.80，反应温度为-50℃，搅拌，有HCl气体逸出，生成的HCl气体用NaOH溶液吸收。继续搅拌，反应时间为10小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.030MPa后，将反应混合物温度升至40℃，搅拌0.5小时，除去未反应的三氟甲磺酰氯。再将反应混合物温度升至70℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至105℃，收集该温度下的馏分，得到产品157g，产率34%。
用核磁共振光谱仪对产品进行定性分析，结果为19F NMR（282MHz）δ=-78.6（3F,s,CF3），1H NMR（300MHz,CDCl3）δ=0.50（9H,s,CH3；用核磁共振光谱仪对产品进行定量分析，计算得到三氟甲磺酸三甲基硅酯质量含量为99.7%，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例2
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入350g三氟甲磺酰氯，用恒压滴液漏斗将243mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氯中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.05，反应温度为10℃，搅拌，有HCl气体逸出，生成的HCl气体用NaOH溶液吸收。继续搅拌，反应时间为4小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.015MPa后，将反应混合物温度升至40℃，搅拌0.5小时，除去未反应的三氟甲磺酰氯。将反应混合物温度升至70℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至88℃，收集该温度下的馏分，得到产品361g，产率78%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.9%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例3
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入350g三氟甲磺酰氯，用恒压滴液漏斗将250mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氯中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.08，反应温度为15℃，搅拌，有HCl气体逸出，生成的HCl气体用NaOH溶液吸收。继续搅拌，反应时间为3.5小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.010MPa后，将反应混合物温度升至35℃，搅拌0.5小时，除去未反应的三氟甲磺酰氯。再将反应混合物温度升至65℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至79℃，收集该温度下的馏分，得到产品370g，产率80%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.9%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例4
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入350g三氟甲磺酰氯，用恒压滴液漏斗将254mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氯中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.10，反应温度为20℃，搅拌，有HCl气体逸出，生成的HCl气体用NaOH溶液吸收。继续搅拌，反应时间为3小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.005MPa后，将反应混合物温度升至30℃，搅拌0.5小时，除去未反应的三氟甲磺酰氯。再将反应混合物温度升至60℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至64℃，收集该温度下的馏分，得到产品333g，产率72%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.8%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例5
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入350g三氟甲磺酰氯，用恒压滴液漏斗将370mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氯中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氯和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.60，反应温度为100℃，搅拌，有HCl气体逸出，生成的HCl气体用NaOH溶液吸收。继续搅拌，反应时间为1小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.015MPa后，将反应混合物温度升至40℃，搅拌0.5小时，除去未反应的三氟甲磺酰氯。再将反应混合物温度升至70℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至88℃，收集该温度下的馏分，得到产品236g，产率51%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.7%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例6
步骤一：将2L不锈钢反应器置于-50℃的干冰-丙酮浴中，加入450g三氟甲磺酰氟，将263mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氟中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇摩尔比为1.00：0.80。继续搅拌，反应时间为10小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.005MPa后，将反应混合物温度升至20℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三氟甲磺酰氟和HF。将反应混合物温度升至60℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至64℃，收集该温度下的馏分，得到产品309g，产率47%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.8%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例7
步骤一：将2L不锈钢反应器置于-45℃的干冰-丙酮浴中，加入450g三氟甲磺酰氟，将346mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氟中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.05。继续搅拌，反应时间为6小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.010MPa后，将反应混合物温度升至25℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三氟甲磺酰氟和HF。将反应混合物温度升至65℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至79℃，收集该温度下的馏分，得到产品500g，产率76%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.8%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例8
步骤一：将2L不锈钢反应器置于-45℃的干冰-丙酮浴中，加入450g三氟甲磺酰氟，将355mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氟中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.08。继续搅拌，反应时间为5小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.010MPa后，将反应混合物温度升至25℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三氟甲磺酰氟和HF。将反应混合物温度升至65℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至79℃，收集该温度下的馏分，得到产品513g，产率78%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.9%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例9
步骤一：将2L不锈钢反应器置于-40℃的干冰-丙酮浴中，加入450g三氟甲磺酰氟，将362mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氟中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.10。继续搅拌，反应时间为4小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.010MPa后，将反应混合物温度升至30℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三氟甲磺酰氟和HF。将反应混合物温度升至70℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至88℃，收集该温度下的馏分，得到产品467g，产率71%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.6%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例10
步骤一：将2L不锈钢反应器置于-30℃的干冰-丙酮浴中，加入450g三氟甲磺酰氟，将526mL三甲基硅醇滴入三氟甲磺酰氟中，三甲基硅醇滴加时间0.5小时，三氟甲磺酰氟和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.60。继续搅拌，反应时间为1小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.030MPa后，将反应混合物温度升至30℃，搅拌0.5小时，蒸馏除去三氟甲磺酰氟和HF。将反应混合物温度升至70℃，搅拌0.5小时，除去三甲基硅醇，最后反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至105℃，收集该温度下的馏分，得到产品283g，产率43%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.5%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.1%。
实施例11
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入320g三氟甲磺酸酐，将101mL三甲基硅醇加入三氟甲磺酸酐中，三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇摩尔比为1.00：0.80，反应温度为20℃，继续搅拌，反应时间为10小时。然后将反应温度降至-10℃，往反应混合物中加入231mL三甲基氯硅烷，有氯化氢逸出，搅拌反应4小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.030MPa后，将反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至105℃，收集该温度下的馏分，得到产品，343g，产率68%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.0%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.5%。
实施例12
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入320g三氟甲磺酸酐，将126mL三甲基硅醇加入三氟甲磺酸酐中，三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.00，反应温度为40℃，继续搅拌，反应时间为10小时。然后将反应温度降至0℃，往反应混合物中加入159mL三甲基氯硅烷，有氯化氢逸出，搅拌反应3小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.030MPa后，将反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至105℃，收集该温度下的馏分，得到产品343g，产率68%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.0%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.5%。
实施例13
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入320g三氟甲磺酸酐，将129mL三甲基硅醇加入三氟甲磺酸酐中，三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.03，反应温度为45℃，继续搅拌，反应时间为3.5小时。然后将反应温度降至15℃，往反应混合物中加入156mL三甲基氯硅烷，有氯化氢逸出，搅拌反应2.5小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.010MPa后，将反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至79℃，收集该温度下的馏分，得到产品449g，产率89%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.4%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.5%。
实施例14
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入320g三氟甲磺酸酐，将132mL三甲基硅醇加入三氟甲磺酸酐中，三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.05，反应温度为50℃，继续搅拌，反应时间为3小时。然后将反应温度降至30℃，往反应混合物中加入151mL三甲基氯硅烷，有氯化氢逸出，搅拌反应2小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.005MPa后，将反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至64℃，收集该温度下的馏分，得到产品418g，产率83%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.1%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.5%。
实施例15
步骤一：在1000mL三口圆底烧瓶中，加入320g三氟甲磺酸酐，将201mL三甲基硅醇加入三氟甲磺酸酐中，三氟甲磺酸酐和三甲基硅醇摩尔比为1.00：1.60，反应温度为70℃，继续搅拌，反应时间为1小时。然后将反应温度降至70℃，往反应混合物中加入144mL三甲基氯硅烷，有氯化氢逸出，搅拌反应1小时，反应结束后，得到反应混合物。
步骤二：将反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力降至0.015MPa后，将反应混合物温度以1～2℃每分钟的速度升至88℃，收集该温度下的馏分，得到产品363g，产率88%，质量含量为纯度99.1%。
19F NMR和1H NMR检测结果与实施例1类似，产品为质量含量为99.1%的三氟甲磺酸三甲基硅酯，三氟甲磺酸质量含量低于0.5%。
Claims (7)
1.一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，以通式为CF3SO2X的化合物和三甲基硅醇为原料，其中所述CF3SO2X中的X为Cl或F，反应路线如下：
具体步骤如下：
步骤一：干燥环境下，往反应容器中加入CF3SO2X，搅拌下再加入三甲基硅醇，混合反应，继续搅拌，反应时间为1～10小时，反应结束后，得到反应混合物；
步骤二：将所述反应混合物减压蒸馏，蒸馏压力为0.005～0.030MPa，将反应混合物温度升至所述压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点，收集得到三氟甲磺酸三甲基硅酯。
2.根据权利要求1所述的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，所述干燥环境为氮气或氩气氛围，所述原料中水质量含量小于1％，所述蒸馏压力为0.005～0.015MPa。
3.根据权利要求1所述的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，
当X为Cl时，CF3SO2X和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，反应温度为-50～100℃；
反应结束后，将反应混合物温度升至所述压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点前，先将所述反应混合物温度升至30～40℃，搅拌0.5小时，再将反应混合物温度升至60～70℃，搅拌0.5小时。
4.根据权利要求1所述的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，当X为F时，CF3SO2X和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：0.80～1.00：1.60，反应温度为-50～-30℃；
反应结束后，将反应混合物温度升至所述压力下三氟甲磺酸三甲基硅酯的沸点前，先将所述反应混合物温度升至20～30℃，搅拌0.5小时，再将反应混合物温度升至60～70℃，搅拌0.5小时。
5.根据权利要求3或4所述的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，当X为Cl或F时，CF3SO2X和三甲基硅醇的摩尔比为1.00：1.05～1.00：1.10。
6.根据权利要求3所述的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，当X为Cl时，反应温度为10～20℃，反应时间为3～4小时。
7.根据权利要求4所述的一种三氟甲磺酸三甲基硅酯的制备方法，其特征在于，当X为F时，反应温度为-50～-40℃，反应时间为4～6小时。
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