CN104592280A - 一种三-(2-甲氧乙氧基)氢硅烷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的制备方法，属精细化工技术领域。本发明以三氯氢硅与乙二醇甲醚为原料，在有机溶剂的条件下，通过一级酯化反应和二级酯化反应制得三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷产品，本发明工艺合理、反应收率高，可适合工业大规模生产；解决了目前市场上因乙烯基三氯硅烷不易采购，乙烯基三-（2-甲氧乙氧基）硅烷生产受到限制的问题；具有较大的实施使用价值和社会经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的制备方法，属精细化工技术领域。
背景技术
三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷是制备有机硅材料的基本原料之一，是有机硅工业中的重要中间体，它既含有水解的烷氧基键（Si-OCH2CH2OCH3），又含有活泼的氢键（Si-H）。其中Si-OCH2CH2OCH3键通过水解缩合转化为硅氧烷；与格氏试剂反应可生成有机烷氧基硅烷；Si-H键能与一系列的烯、炔等不饱和基的化合物在铂系催化剂下发生硅氢加成反应，得到各种有机硅的偶联剂、有机硅封端固化的聚醚以及聚丙烯酸酯密封胶和黏合剂等产品，并且适合于制备许多高纯的有机硅化合物，如改性的硅烷密封胶、抗雾剂、拒水剂、硅烷偶联剂如乙烯基、环氧基及甲基丙烯酰氧基衍生物和涂料材料。
1948年，直接法合成有机氯硅烷的发明人Rochow提出了由低级脂肪醇与硅粉反应制得含氢烷氧基硅烷的方法，但当时反应效果较差，随着市场对烷氧基硅烷需求量的增加，近20年来，人们对该合成方法又产生了浓厚的兴趣，1996-1997年终于在意大利建成了第一套工业规模直接法合成三甲氧基氢硅烷的生产装置，随着三甲氧基氢硅烷工业化大规模的生产，乙烯基系列的硅烷偶联剂生产厂家放弃传统采用乙烯基三氯硅烷与甲醇、乙醇等醇类的生产工艺，纷纷采用乙炔与含氢烷氧基硅烷加成反应生产乙烯基系列硅烷偶联剂，这样使得市场上原来生产乙烯基三氯硅烷企业转换为生产乙烯基系列的硅烷偶联剂，而目前三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷偶联剂的直接法工艺还没有人去探索，这样导致了因市场上乙烯基三氯硅烷不好采购，使得许多生产乙烯基三-（2-甲氧乙氧基）硅烷的企业因买不到乙烯基三氯硅烷而无法生产乙烯基三-（2-甲氧乙氧基）硅烷产品。然而使用本发明的三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷产品与乙炔加成反应可以使企业开辟一条新的合成路径来生产乙烯基三-（2-甲氧乙氧基）硅烷产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺合理、反应收率高，可适合工业大规模生产的，以为乙烯基三-（2-甲氧乙氧基）硅烷产品开辟一条新的合成工艺提供原料，解决目前市场上因乙烯基三氯硅烷不易采购，乙烯基三-（2-甲氧乙氧基）硅烷生产受到限制问题的三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的合成方法。
本发明的技术方案是
一种三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的合成方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）、在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗A中加入乙二醇甲醚，并在三口烧瓶的恒压滴液漏斗B中加入三氯氢硅，三氯氢硅与乙二醇甲醚的摩尔配比为1:1.0~2.0，同时通过三角漏斗向三口烧瓶中加入有机溶剂；三氯氢硅与有机溶剂的质量为1:0.5~2.0；然后开启搅拌，将三口烧瓶升至40~60℃；
2）、待釜温稳定后，将乙二醇甲醚以56g~105g/h的速度滴入三口烧瓶内，同时以100g/h的速度将三氯氢硅滴入三口烧瓶中进行一级酯化反应，
3）、三氯氢硅与乙二醇甲醚原料滴加完毕后，将三口烧瓶升温至60~80℃进行老化反应1h，
4）、老化反应完毕后，采用常规工艺蒸馏回收有机反应溶剂；溶剂回收完毕后降温至30℃以下；然后将回收完溶剂的一级酯化粗品取出；
5）、将取出的一级酯化粗品加入至二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗C中，并在二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗D中加入乙二醇甲醚，一级酯化粗品与乙二醇甲醚的摩尔配比为1:2.0~1.0，然后开启搅拌与水冲泵，使其产生负压（负压要求>-0.085Mpa），并同时将三口烧瓶升温至120~140℃；
6）、待负压与温度稳定后，将一级粗品以200g/h的滴加速度滴入三口烧瓶内、乙二醇甲醚以150~85g/h的滴加速度同时滴入三口烧瓶进行二级酯化反应，
7）、一级粗品和乙二醇甲醚原料滴加完毕后，在釜温120~140℃下进行老化反应1h，
8）、老化反应完毕后，将合成的二级酯化粗产品经过减压蒸馏，收集沸点为145-150℃/20mmHg的蒸馏物，得三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品，三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品质量收率为150%(按三氯氢硅计算)，含量为98.5%（GC），PH=6（PH试纸）。
所述的有机溶剂为酮类溶剂、脂肪族烃类溶剂、芳香烃溶剂中的任意一种。
所述的酮类溶剂为丙酮、丁酮、戊酮中的任意一种。
所述的脂肪族烃类溶剂为环己烷、正己烷、石油醚中的任意一种。
所述的芳香烃溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯中的任意一种。
其反应方程式为：
HSiCl3 +HOCH2CH2OCH3 HSi（OCH2OCH3）3 + HCl
本发明的有益效果为：
1、本发明的一级酯化反应、二级酯化反应都为气液相反应，可大大的提高反应效率。
2、所用原料廉价易得，工艺路线先进，工艺条件合理。
3、生产成本低，反应收率高，具有较大的实施使用价值和社会经济效益。
具体实施方式
实施例1
首先用氮气将带有填料柱（含玻璃弹簧填料）、球形冷凝管、磁力搅拌、恒压滴液漏斗A、恒压滴液漏斗B的1000ml一级酯化三口烧瓶和带有填料柱（含玻璃弹簧填料）、球形冷凝管、磁力搅拌、恒压滴液漏斗C、恒压滴液漏斗D的1000ml二级酯化三口烧瓶及整个反应体系的空气吹扫干净，上述准备完成后，用三角漏斗向一级酯化三口烧瓶中加入200g正己烷、并在一级酯化填料塔上部恒压滴液漏斗A中加入400g乙二醇甲醚，在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗B中加入400g三氯氢硅；然后开启搅拌，将三口烧瓶升至40℃。待釜温稳定后，将三氯氢硅与乙二醇甲醚同时以100g/h的速度滴入三口烧瓶中进行一级酯化反应。三氯氢硅与乙二醇甲醚原料滴加完毕后，将三口烧瓶升温至60℃进行老化反应1h，老化反应完毕后，采用常规工艺将200g正己烷溶剂蒸馏回收，正己烷溶剂回收完毕后降温至30℃以下；降温完成后，将回收完正己烷溶剂的600g一级酯化粗品取出。将取出的一级酯化粗品加入至二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗C中，并在二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗D中加入280g乙二醇甲醚，然后开启搅拌与水冲泵，使其产生-0.09MPa的负压，并同时将三口烧瓶温升至120℃，待负压与温度稳定后，将一级粗品以200g/h的滴加速度、乙二醇甲醚以93g/h的滴加速度同时滴入三口烧瓶进行二级酯化反应。一级粗品和乙二醇甲醚原料滴加完毕后，在釜温120℃下进行老化反应1h。老化反应完毕后，将合成的二级酯化粗产品经过常规工艺减压蒸馏，收集沸点为145-150℃/20mmHg的蒸馏物，得三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品，三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品质量收率为150%(按三氯氢硅计算)，含量为98.5%（GC），PH=6（PH试纸）。
实施例2
首先用氮气将带有填料柱（含玻璃弹簧填料）、球形冷凝管、磁力搅拌、恒压滴液漏斗A、恒压滴液漏斗B的1000ml一级酯化三口烧瓶和带有填料柱（含玻璃弹簧填料）、球形冷凝管、磁力搅拌、恒压滴液漏斗C、恒压滴液漏斗D的1000ml二级酯化三口烧瓶及整个反应体系的空气吹扫干净，上述准备完成后，用三角漏斗向一级酯化三口烧瓶中加入200g丙酮、并在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗A中加入400g乙二醇甲醚，在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗B中加入400g三氯氢硅；然后开启搅拌，将三口烧瓶升至60℃。待釜温稳定后，将三氯氢硅与乙二醇甲醚同时以100g/h的速度滴入三口烧瓶中进行一级酯化反应。三氯氢硅与乙二醇甲醚原料滴加完毕后，将三口烧瓶升温至80℃进行老化反应1h，老化反应完毕后，采用常规工艺将200g丙酮溶剂蒸馏回收，丙酮溶剂回收完毕后降温至30℃以下；降温完成后，将回收完丙酮溶剂的600g一级酯化粗品取出。将取出的一级酯化粗品加入至二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗C中，并在二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗D中加入280g乙二醇甲醚，然后开启搅拌与水冲泵，使其产生-0.09MPa负压，并同时将三口烧瓶温升至140℃，待负压与温度稳定后，将一级粗品以200g/h的滴加速度、乙二醇甲醚以93g/h的滴加速度同时滴入三口烧瓶进行二级酯化反应。一级粗品和乙二醇甲醚原料滴加完毕后，在釜温140℃下进行老化反应1h。老化反应完毕后，将合成的二级酯化粗产品经过常规工艺减压蒸馏，收集沸点为145-150℃/20mmHg的蒸馏物，得三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品，三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品质量收率为160%(按三氯氢硅计算)，含量为99.31%（GC），PH=6（PH试纸）。
实施例3
首先用氮气将带有填料柱（含玻璃弹簧填料）、球形冷凝管、磁力搅拌、恒压滴液漏斗A、恒压滴液漏斗B的1000ml一级酯化三口烧瓶和带有填料柱（含玻璃弹簧填料）、球形冷凝管、磁力搅拌、恒压滴液漏斗C、恒压滴液漏斗D的1000ml二级酯化三口烧瓶及整个反应体系的空气吹扫干净，上述准备完成后，用三角漏斗向一级酯化三口烧瓶中加入200g二甲苯溶剂、并在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗A中加入400g乙二醇甲醚，在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗B中加入400g三氯氢硅；然后开启搅拌，将三口烧瓶升至60℃。待釜温稳定后，将三氯氢硅与乙二醇甲醚同时以100g/h的速度滴入三口烧瓶中进行一级酯化反应。三氯氢硅与乙二醇甲醚原料滴加完毕后，将三口烧瓶升温至80℃进行老化反应1h，老化反应完毕后，采用常规工艺将200g二甲苯溶剂蒸馏回收，二甲苯溶剂回收完毕后降温至30℃以下；降温完成后，将回收完正己烷溶剂的600g一级酯化粗品取出。将取出的一级酯化粗品加入至二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗C中，并在二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗D中加入280g乙二醇甲醚，然后开启搅拌与水冲泵，使其产生负压-0.09MPa，并同时将三口烧瓶升温至140℃，待负压与温度稳定后，将一级粗品以200g/h的滴加速度、乙二醇甲醚以93g/h的滴加速度同时滴入三口烧瓶进行二级酯化反应。一级粗品和乙二醇甲醚原料滴加完毕后，在釜温140℃下进行老化反应1h。老化反应完毕后，将合成的二级酯化粗产品经过常规工艺减压蒸馏，收集沸点为145-150℃/20mmHg的蒸馏物，得三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品，三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品质量收率为155%(按三氯氢硅计算)，含量为98.15%（GC），PH=6（PH试纸）。
Claims (3)
1.一种三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的合成方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）、在一级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗A中加入乙二醇甲醚，并在三口烧瓶的恒压滴液漏斗B中加入三氯氢硅，三氯氢硅与乙二醇甲醚的摩尔配比为1:1.0~2.0，同时通过三角漏斗向三口烧瓶中加入有机溶剂；三氯氢硅与有机溶剂的质量为1:0.5~2.0；然后开启搅拌，将三口烧瓶升至40~60℃；
2）、待釜温稳定后，将乙二醇甲醚以56g~105g/h的速度滴入三口烧瓶内，同时以100g/h的速度将三氯氢硅滴入三口烧瓶中进行一级酯化反应;
3）、三氯氢硅与乙二醇甲醚原料滴加完毕后，将三口烧瓶升温至60~80℃进行老化反应1h，
4）、老化反应完毕后，采用常规工艺蒸馏回收有机反应溶剂；溶剂回收完毕后降温至30℃以下；然后将回收完溶剂的一级酯化粗品取出；
5）、将取出的一级酯化粗品加入至二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗C中，并在二级酯化三口烧瓶的恒压滴液漏斗D中加入乙二醇甲醚，一级酯化粗品与乙二醇甲醚的摩尔配比为1:2.0~1.0，然后开启搅拌与水冲泵，使其产生负压，负压要求>-0.085MPa，并同时将三口烧瓶温升至120~140℃；
6）、待负压与温度稳定后，将一级粗品以200g/h的滴加速度滴入三口烧瓶内、乙二醇甲醚以150~85g/h的滴加速度同时滴入三口烧瓶进行二级酯化反应；
7）、一级粗品和乙二醇甲醚原料滴加完毕后，在釜温120~140℃下进行老化反应1h，
8）、老化反应完毕后，将合成的二级酯化粗产品经过减压蒸馏，收集沸点为145-150℃/20mmHg的蒸馏物，得三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷成品。
2.根据权利要求1所述的一种三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的合成方法，其特征在于：所述的有机溶剂为酮类溶剂、脂肪族烃类溶剂、芳香烃溶剂中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种三-（2-甲氧乙氧基）氢硅烷的合成方法，其特征在于：所述的酮类溶剂为丙酮、丁酮、戊酮中的任意一种；脂肪族烃类溶剂为环己烷、正己烷、石油醚中的任意一种；芳香烃溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯中的任意一种。
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| CN114181243A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-15 | 浙江皇马科技股份有限公司 | 一种甲基二甲氧基氢硅烷的制备方法 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US3651117A (en) * | 1970-09-08 | 1972-03-21 | Union Carbide Corp | Esterification of halosilanes |
| US3985781A (en) * | 1974-03-01 | 1976-10-12 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Esterification method for trichlorosilane |
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| CN114181243B (zh) * | 2021-12-01 | 2024-04-02 | 浙江皇马科技股份有限公司 | 一种甲基二甲氧基氢硅烷的制备方法 |
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