CN104610340A - 一种甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法，属机硅化学领域。本发明以甲基三甲低聚物为溶剂，甲基三甲、金属钠、氯代苯为原料，通过钠缩合法制成甲基苯基二甲氧基硅烷。解决了现有利用钠缩合法合成甲基苯基二甲氧基硅烷时产生的杂质分离及使用大量溶剂会面临环境污染的问题，本发明甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法不使用甲苯等溶剂，反应条件温和，工艺简单，非常适合于大规模的工业化生产。

Description

一种甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法

技术领域

本发明涉及一种甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法，属有机硅化学领域。

背景技术

甲基苯基二甲氧基硅烷是一种重要的合成单体，它的性质比较活泼，可用来合成有机硅中间体及硅油、硅橡胶等高分子化合物，因其具有较高的摩尔折射率，可用于提高有机硅材料的折射率，在LED封装、光波导器件、光互连器件以及光学透镜等领域具有重要作用。

钠缩合法是目前构建有机硅化合物的一种经典方法，即利用钠缩合法可以将苯基等高折射率的官能团引入有机硅分子中，提高有机硅化合物及其衍生的聚合物的折射率，改善有机硅产品的光学性质。在合成制备时，存在以下缺点：一、钠缩合法反应过程是一个固液反应过程，必须使用大量溶剂（甲苯等），才能使得固体均匀分散在反应介质中，与介质充分反应，同时降低体系中的固含量，使得搅拌可以正常运行，但是，大量使用甲苯溶剂会导致环境被严重污染。二、选择使用原料甲基三甲为溶剂，会在甲基苯基二甲氧基硅烷粗产品中产生一种很难与产品峰分离的杂质，导致不能得到高含量的甲基苯基二甲氧基硅烷。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种反应条件温和，工艺简单，适合于大规模工业生产，以解决现有利用钠缩合法合成甲基苯基二甲氧基硅烷时产生的杂质分离及使用大量溶剂会面临环境污染问题的甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1）将甲基三甲低聚物加入到带机械搅拌和恒温加热的容器中，同时加入金属钠丝，搅拌升温至98~102℃将钠丝打成金属钠砂；甲基三甲低聚物用量与金属钠丝用量的质量比为1.5~5:1 。

2）滴加氯代苯与甲基三甲的混合物，氯代苯用量与甲基三甲用量的质量比为1~1.3：1；保持反应混合物回流并控制反应温度低于132℃，滴加时间为0.5~5h，滴加完毕后继续老化反应0.5~15h；氯代苯用量与金属钠丝用量的质量比为1~1.3:2；

3）将反应体系温度冷却至64℃以下，在此温度下滴加甲醇，以中和未反应完全的金属钠，甲醇用量按金属钠丝用量的2%~10%加入，甲醇的滴加时间为0.1~0.5h，并老化反应0.5~5h，再滴加甲基三氯硅烷，以中和反应生成的醇钠，然后继续老化反应0.5~5h，甲基三氯的滴加时间为0.1~0.5h；

 4）继续老化反应0.5~5h后，采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗品，按常规方式对粗品进一步分离提纯后，得高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷。

本发明的化学反应式如下：

                                                 

本发明的反应原理

本发明以甲基三甲低聚物为溶剂，甲基三甲、金属钠、氯代苯为原料，通过钠缩合法制成甲基苯基二甲氧基硅烷。将甲基三甲的低聚物加入到带机械搅拌和恒温加热的容器中，加入钠丝，搅拌升温至将钠丝打成钠砂，钠砂形成后，滴加氯代苯与甲基三甲的混合物，保持反应混合物回流并控制反应温度在指定范围内，反应完全后，将反应体系温度冷却至指定温度并在此温度下滴加少量甲醇，除去少量未反应完全的金属钠，再滴加少量的甲基三氯硅烷将体系中的甲醇钠转化为甲基三甲和氯化钠，反应结束后采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗产品，对滤液进一步分离提纯后可得到高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷。

本发明与现有技术相比的优点如下：

1）、本发明正确使用甲基三甲低聚物做溶剂，不会由于大量使用溶剂而产生严重的环境污染问题，且产品易于分离提纯。

2）、本发明的制备方法反应条件温和，工艺简单，非常适合于大规模的工业生产。

具体实施方式

实施例1：

 在装有回流冷凝管、机械搅拌器及油浴控温的干燥1000ml四口烧瓶中，加入350g甲基三甲低聚物，在搅拌下加入34.5g金属钠丝，升温至98℃将金属钠丝打成钠砂。

在5小时内，将102.5g甲基三甲与84.5g氯代苯的混合液通过恒压滴液漏斗滴加到反应体系中，控制反应温度于125℃，滴加完毕后继续老化反应3h。

待冷却至63℃后，在0.2h内慢慢加入2.4g无水甲醇中和未反应完全的金属钠，滴加完毕后再在63℃下继续反应2h。

待冷却至25℃时，将41g甲基三氯硅烷在0.5h内滴加到反应体系中，以中和反应生成的醇钠，滴加完毕后，再在该温度下继续反应3h。

然后采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质并用50g甲基三甲低聚物洗盐，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗产品；将滤液通过减压蒸馏分离提纯后，得高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷产品111g，产品收率达到81.2%，产品主含量达到99.1%，氯离子含量5ppm。

实施例2：

    在装有回流冷凝管、机械搅拌器及油浴控温的干燥1000ml四口烧瓶中，加入350g甲基三甲低聚物，在搅拌下加入34.5g金属钠丝，升温至102℃将金属钠丝打成钠砂。

在3小时内，将102.5g甲基三甲与84.5g氯代苯的混合液通过恒压滴液漏斗滴加到反应体系中，控制反应温度于120℃，滴加完毕后继续反应15h。

待冷却至62℃后，在0.5h内慢慢加入2.4g无水甲醇中和未反应完全的金属钠，滴加完毕后再在62℃下继续反应3h.

待冷却至25℃时，将41g甲基三氯硅烷在0.3h内滴加到反应体系中，以中和反应生成的醇钠，滴加完毕后，再在该温度下继续反应5h。

然后采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质并用80g甲基三甲低聚物洗盐，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗产品；将滤液通过减压蒸馏分离提纯后；得到高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷产品119g，产品收率达到87.1%，产品主含量达到99.13%，氯离子含量7ppm。

实施例3：

    在装有回流冷凝管、机械搅拌器及油浴控温的干燥1000ml四口烧瓶中，加入350g甲基三甲低聚物，在搅拌下加入34.5g金属钠丝，升温至100℃将金属钠丝打成钠砂。

在4小时内，将102.5g甲基三甲与92.5g氯代苯的混合液通过恒压滴液漏斗滴加到反应体系中，控制反应温度于120℃，滴加完毕后继续反应8h。

待冷却至61℃后，在0.2h内慢慢加入2.4g无水甲醇中和未反应完全的金属钠，滴加完毕后再在61℃下继续反应4h。

待冷却至25℃时，将41g甲基三氯硅烷在0.2h内滴加到反应体系中，以中和反应生成的醇钠，滴加完毕后，再在该温度下继续反应2.5h。

然后采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质并用50g甲基三甲低聚物洗盐，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗产品；将滤液通过减压蒸馏分离提纯后，得高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷产品115g，产品收率达到84.1%，产品主含量达到99%，氯离子含量4ppm。

实施例4：

    在装有回流冷凝管、机械搅拌器及油浴控温的干燥1000ml四口烧瓶中，加入350g甲基三甲低聚物，在搅拌下加入34.5g金属钠丝，升温至102℃将金属钠丝打成钠砂。

在3.5小时内，将112.5g甲基三甲与84.5g氯代苯的混合液通过恒压滴液漏斗滴加到反应体系中，控制反应温度于131℃，滴加完毕后继续反应10h。

待冷却至60℃后，在0.4h内慢慢加入2.4g无水甲醇中和未反应完全的金属钠，滴加完毕后再在60℃下继续反应4.5h。

待冷却至25℃时，将41g甲基三氯硅烷在0.4h内滴加到反应体系中，以中和反应生成的醇钠，滴加完毕后，再在该温度下继续反应4.5h。

然后采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质并用50g甲基三甲低聚物洗盐，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗产品；将滤液通过减压蒸馏分离提纯后，得高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷产品114g，产品收率达到83.4%，产品主含量达到99%，氯离子含量5ppm。

Claims (1)

1.一种甲基苯基二甲氧基硅烷的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1）将甲基三甲低聚物加入到带机械搅拌和恒温加热的容器中，同时加入金属钠丝，搅拌升温至98~102℃将钠丝打成金属钠砂；甲基三甲低聚物用量与金属钠丝用量的质量比为1.5~5:1 ；

2）滴加氯代苯与甲基三甲的混合物，氯代苯用量与甲基三甲用量的质量比为1~1.3：1；保持反应混合物回流并控制反应温度低于132℃，滴加时间为0.5~5h，滴加完毕后继续老化反应0.5~15h；氯代苯用量与金属钠丝用量的质量比为1~1.3:2；

3）将反应体系温度冷却至64℃以下，在此温度下滴加甲醇，以中和未反应完全的金属钠，甲醇用量按金属钠丝用量的2%~10%加入，甲醇的滴加时间为0.1~0.5h，并老化反应0.5~5h，再滴加甲基三氯硅烷，以中和反应生成的醇钠，然后继续老化反应0.5~5h，甲基三氯的滴加时间为0.1~0.5h；

 4）继续老化反应0.5~5h后，采用减压抽滤方式除去反应混合物种的固体杂质，同时收集滤液，滤液即为甲基苯基二甲氧基硅烷粗品，按常规方式对粗品进一步分离提纯后，得高纯度的甲基苯基二甲氧基硅烷。