CN107540707A - 有机硅单体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机硅材料合成技术领域，具体涉及一种有机硅单体的制备方法。将有机溶剂及烷氧基取代的有机硅低聚物加入反应釜中，再投入有机强碱，通入惰性气体后，搅拌混匀，搅拌反应，再将卤代烃滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡；或将有机溶剂及有机强碱加入反应釜中，通入惰性气体后，搅拌混匀，加入卤代烃，搅拌均匀后，再滴加烷氧基取代的有机硅低聚物，滴加完毕后平衡；平衡后的反应液，先过滤，滤液经过精馏分离出反应产物及有机溶剂。本发明反应条件温和、操作简单易行、原料便宜易得、安全性高、产率高、易于工业化。
Description
技术领域
本发明属于有机硅材料合成技术领域，具体涉及一种有机硅单体的制备方法。
背景技术
特种有机硅单体是用于生产功能性有机硅材料的基础原料，目前这种单体的市场用量虽然还没有甲基单体那么大，但作为一种非常重要的有机硅产品在国防科技、航空航天、化工、医药等领域有着极其重要的应用。它的应用和发展必将是有机硅行业中最有前途的。例如在有机硅树脂、有机硅油、硅橡胶等产品的制备中，因为特种官能团，如苯基的引入，使得产品的性质得到了极大的提升。
因此，寻找一条反应条件温和，操作简单易行，原料便宜易得，安全性高，产率高，易于工业化的工艺技术意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机硅单体的制备方法，反应条件温和、操作简单易行、原料便宜易得、安全性高、产率高、易于工业化。
本发明所述的有机硅单体的制备方法，步骤如下：
(1)将有机溶剂及烷氧基取代的有机硅低聚物加入反应釜中，再投入有机强碱，通入惰性气体后，搅拌混匀，在30-100℃、常压条件下搅拌反应2-5h，再将卤代烃滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡2-6h；
或将有机溶剂及有机强碱加入反应釜中，通入惰性气体后，搅拌混匀，在30-100℃，加入卤代烃，搅拌均匀后，再滴加烷氧基取代的有机硅低聚物，滴加完毕后平衡3-8h；
(2)平衡后的反应液，先过滤，滤液经过精馏分离出反应产物及有机溶剂。
步骤(1)中所述的有机溶剂为DMSO、DMF或乙腈中的一种。
步骤(1)中所述的烷氧基取代的有机硅低聚物为二硅烷，优选至少含有一个烷氧基可能含有甲基的二硅烷，烷氧基取代的有机硅低聚物分子式为MemSi2(CH3O)6-m或MemSi2(CH3CH2O)6-m，m取值均为0-5的整数，式中Me为-CH3；优选m取值为2，3，4。
步骤(1)中所述的有机强碱为醇钠或醇钾。
所述的有机强碱为甲醇钠、乙醇钠或甲醇钾中的一种。
步骤(1)中所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气或氩气中的一种，优选为氮气。
步骤(1)中所述的卤代烃为卤代苯、卤代丙烯或卤代丙炔中的一种，优选为氯苯、溴苯、氯丙烯或氯丙炔中的一种。
步骤(1)中所述的卤代烃中卤素为Cl或Br。
步骤(1)中所述的烷氧基取代的有机硅低聚物、有机强碱与卤代烃的摩尔比为1：1：1.1。
步骤(1)中所述的有机溶剂与卤代烃的质量比为4:1。
步骤(2)中所述的反应产物主要为：苯基烷氧基硅烷(或丙烯基烷氧基硅烷或丙炔基烷氧基硅烷)、甲基烷氧基硅烷。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明的反应条件为室温常压，反应过程平稳易控，副产物为卤代金属盐，无致癌副产物产生，反应环境非常安全。
2、本发明所采用的有机溶剂能够使金属离子溶剂化，提高了醇钾或醇钠的溶解度，使得多相反应转化为均相反应，进而极大的提高了反应活性，促进了反应的顺利进行。
3、本发明所采用的有机溶剂的沸点与产品的沸点相差很大，这非常有利于产品与溶剂的分离，有机溶剂回收率可达98％，回收后可以循环重复利用。
4、本发明所采用的反应原料均为常规原料，对市场依赖性很低，产品产率高，种类明确，化学性质非常稳定，是制备功能性有机硅材料的重要基础原料。
基于以上优点本发明非常适合工业生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
将495gDMSO，1mol Me3Si2(CH3O)3加入反应釜中，再投入1mol甲醇钠，通入氮气后，快速搅拌混匀，在100℃，常压条件下搅拌反应3h，再将1.1mol氯代苯滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡5h，平衡后的反应液过滤，滤液经过精馏分离得到反应产物，气相色谱分析后，计算收率(产物质量与理论产量之比为收率)分别为二甲基苯基甲氧基硅烷84％、甲基三甲氧基硅烷81％。
实施例2
将690g DMF加入反应釜中，再投入1mol乙醇钠，通入氮气，快速搅拌，在80℃，加入1.1mol溴代苯，搅拌均匀后，滴加1mol Me2Si2(CH3CH2O)4，滴加完毕后平衡7h，平衡后的反应液过滤，滤液经过精馏分离得到反应产物，气相色谱分析后，计算收率(产物质量与理论产量之比为收率)分别为甲基苯基二乙氧基硅烷91％、甲基三乙氧基硅烷88％。
实施例3
将495g乙腈，1mol Me4Si2(CH3O)2加入反应釜中，再投入1mol甲醇钾，通入氮气后，快速搅拌混匀，在90℃，常压条件下搅拌反应3h，再将1.1mol氯代苯滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡5h，平衡后的反应液过滤，滤液经过精馏分离得到反应产物，气相色谱分析后，计算收率(产物质量与理论产量之比为收率)分别为二甲基苯基甲氧基硅烷76％、二甲基二甲氧基硅烷72％。
实施例4
将336.2gDMSO，1mol Me3Si2(CH3O)3加入反应釜中，再投入1mol甲醇钠，通入氮气后，快速搅拌混匀，在60℃，常压条件下搅拌反应3h，再将1.1mol氯代丙烯滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡5h，平衡后的反应液过滤，滤液经过精馏分离得到反应产物，气相色谱分析后，计算收率(产物质量与理论产量之比为收率)分别为二甲基丙烯甲氧基硅烷74％、甲基三甲氧基硅烷72.5％。
实施例5
将327.8gDMSO，1mol Me3Si2(CH3O)3加入反应釜中，再投入1mol甲醇钠，通入氮气后，快速搅拌混匀，在30℃，常压条件下搅拌反应3h，再将1.1mol氯代丙炔滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡5h，平衡后的反应液过滤，滤液经过精馏分离得到反应产物，气相色谱分析后，计算收率(产物质量与理论产量之比为收率)分别为二甲基丙炔甲氧基硅烷89％、甲基三甲氧基硅烷86％。
Claims (10)
1.一种有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)将有机溶剂及烷氧基取代的有机硅低聚物加入反应釜中，再投入有机强碱，通入惰性气体后，搅拌混匀，在30-100℃、常压条件下搅拌反应2-5h，再将卤代烃滴加到反应釜中，滴加完毕后平衡2-6h；
或将有机溶剂及有机强碱加入反应釜中，通入惰性气体后，搅拌混匀，在30-100℃，加入卤代烃，搅拌均匀后，再滴加烷氧基取代的有机硅低聚物，滴加完毕后平衡3-8h；
(2)平衡后的反应液，先过滤，滤液经过精馏分离出反应产物及有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的有机溶剂为DMSO、DMF或乙腈中的一种。
3.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的烷氧基取代的有机硅低聚物为二硅烷。
4.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的有机强碱为醇钠或醇钾。
5.根据权利要求4所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于所述的有机强碱为甲醇钠、乙醇钠或甲醇钾中的一种。
6.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气或氩气中的一种。
7.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的卤代烃为卤代苯、卤代丙烯或卤代丙炔中的一种。
8.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的卤代烃中卤素为Cl或Br。
9.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的烷氧基取代的有机硅低聚物、有机强碱与卤代烃的摩尔比为1：1：1.1。
10.根据权利要求1所述的有机硅单体的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的有机溶剂与卤代烃的质量比为4:1。
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|---|---|---|---|---|
| CN114149462A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-08 | 湖北兴瑞硅材料有限公司 | 一种苯基烷氧基硅烷的制备方法 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHRISTA GROGGER等: ""Electrochemical synthesis of symmetrical difunctional disilanes as precursors for organofunctional silanes"", 《JOURNAL OF ORGANOMETALLIC CHEMISTRY》 * |
| YOICHIRO NAGAI等: ""Formation and Reactions of Functional Silyl Anions"", 《CHEMINFORM》 * |
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| CN114149462A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-08 | 湖北兴瑞硅材料有限公司 | 一种苯基烷氧基硅烷的制备方法 |
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