CN114084889B - 一种制备三甲硅烷基胺的方法 - Google Patents

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Abstract

该发明涉及精细化工技术领域，具体关于一种制备三甲硅烷基胺的方法；本发明将TSA反应后的固体残渣氯化铵用一定比例正己烷清洗，并蒸馏可得副产物聚硅氮烷，副产物聚硅氮烷用含有增效剂的溶剂溶解，热解可得三甲硅烷基胺粗产品，有较高的产率的同时提高了原料利用率和产品产率，无害化处理固体氯化铵，并降低了生产成本。

Description

一种制备三甲硅烷基胺的方法
技术领域
该发明涉及精细化工技术领域，尤其是一种制备三甲硅烷基胺的方法。
背景技术
三甲硅烷基胺TSA在合成过程中会产生副产物聚硅氮烷，且在氨气过量时，副产物更多，降低三甲硅烷基胺的产率。而聚硅氮烷残留在固体氯化铵中也比较危险，必须及时处理。在工业规模进行时，气相反应生成高收率和纯度的TSA的同时产生大量固体副产物。且从反应器中去除这些固体副产物非常耗时，并极大可能延长反应器停工时间，进而影响TSA的生产成本。
Richard L.Wells和Riley Schaeffer描述了通过氯氢硅和氨气在-196℃被加热至室温反应后，除了根据(1)式生成三甲硅烷基胺，还可观察到(2)、(3)后续反应的进程。
3H3SiCl+4NH3→N(SiH3)3+3NH3Cl (1)
3(SiH3)3N+nNH3→3SiH4+nNH3+(SiH3NSiH2)3 (2)
(SiH3NSiH2)3+xNH3→ySiH4+zNH3+"聚合材料" (3)
US2011/0178322利用全氢聚硅氮烷热解生成三甲硅烷基胺，但并不利于大规模工业化生产。CN105731464提供了制备三甲硅烷基胺的方法。以无溶剂条件下，向反应器中提供三甲硅烷基胺和一氯硅烷的反应混合物，其中所述反应混合物处于足以提供在液相中的三甲硅烷基胺的温度和压力下，制备高纯度的TSA，但该方法也会产生少量的聚硅氮烷。综上所述，本发明解决的技术问题：提供一种在超低温下无溶剂参与的制备三甲硅烷基胺的方法。
发明内容
该发明公开了一种制备三甲硅烷基胺的方法，属于精细化工技术领域。本发明用一定比例的溶剂清洗TSA反应后的氯化铵固体，将聚硅氮烷溶解在溶剂中，在惰性气氛和高温反应条件下，将聚硅氮烷分解成三甲硅烷基胺，将固体氯化铵无害化处理，并提高产率，降低成本。
一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于包括以下步骤：
按质量分数，将5-20份聚硅氮烷用溶剂按比例配置成混合溶液，放入高温高压反应釜中，减压蒸馏除去溶剂，在惰性气氛升温至300-500℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体通过蒸馏进行提纯；
进一步的，所述聚硅氮烷是由溶剂清洗TSA反应过滤后的固体氯化铵，并进行过滤，再将滤液蒸馏去除溶剂得到；
进一步的，所述溶剂选自正己烷或正戊烷；
进一步的，所述比例为聚硅氮烷的质量百分比含量为5-20wt％；
进一步的，所述混合溶剂中加入增效剂；
进一步的，所述增效剂加量为溶剂质量百分比含量的1-20％；
进一步的，所述增效剂加量为溶剂质量百分比含量的2-5％；
进一步的，所述的增效剂由烯丙基丁基醚和α-蒎烯进行加成反应得到；
进一步的，所述的增效剂制备方法为：
按质量份数：在反应釜中加入10-20份的烯丙基丁基醚，20-30份的α-蒎烯和0.5-2份的对甲苯磺酸，设定温度下搅拌反应40-90min，即得所述的增效剂；
进一步的，所述增效剂制备反应温度为90-100℃；
进一步的，所述增效剂制备搅拌转速为60-80r/min；
进一步的，所述增效剂制备反应时间为40-90min
进一步的，所述反应压力为1.2-3.0MPa。
技术原理为：
将TSA反应后的固体残渣氯化铵用一定比例溶剂清洗，并蒸馏可得副产物聚硅氮烷，将副产物聚硅氮烷回收再利用，高温热解生成三甲硅烷基胺，提高原料利用率和产品产率，并可回收溶剂，降低生产成本。
技术效果为：
1.无害化处理固体氯化铵，减少停车时间，为工业化生产TSA的问题提供解决方案。
2.增加TSA产量，提高利用率，降低生产成本。
附图说明
图1为装置示意图：1-高温高压反应釜、2-粗产品冷凝接收器、3-TSA产品接收器。
图2为实施例12中TSA的NMR的H谱。
具体实施方式
检测方法：
采用核磁共振氢谱来验证产品结构；采用气相色谱检测产品纯度。
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
实施例1：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成5wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至350℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为1.55g，产品纯度97.5％，产品收率为31％。
实施例2：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成5wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至400℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为1.95g，产品纯度97.4％，产品收率为34％。
实施例3：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成5wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至450℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为1.70g，产品纯度97.7％，产品收率为39％。
实施例4：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成10wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至350℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.15g，产品纯度98.1％，产品收率为43％。
实施例5：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成10wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至400℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.05g，产品纯度97.5％，产品收率为41％。
实施例6：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成10wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至450℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.15g，产品纯度98.2％，产品收率为43％。
实施例7：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成15wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至350℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.10g，产品纯度97.2％，产品收率为42％。
实施例8：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成15wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至400℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.50g，产品纯度98.4％，产品收率为50％。
实施例9：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成15wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至450℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.30g，产品纯度98.2％，产品收率为46％。
实施例10：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成20wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至350℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.15g，产品纯度97.8％，产品收率为43％。
实施例11：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成20wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至400℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.35g，产品纯度98.1％，产品收率为47％。
实施例12：
将5g聚硅氮烷与正己烷溶剂分别配比成20wt％的混合溶液，转入高温高压反应釜中，在氮气的惰性气氛下减压蒸馏除去溶剂，然后再升温至450℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体加热蒸馏得到TSA产品，并用气相色谱检测，TSA粗产品为2.60g，产品纯度98.6％，产品收率为52％。
实施例13：
在混合溶液中加入增效剂，计量为混合溶液的2％，其制备方法：在反应釜中加入10g的烯丙基丁基醚和20g的α-蒎烯，0.5g的对甲苯磺酸，90℃搅拌反应60min，得到产物为增效剂，其余步骤与实施例3完全一致。TSA粗产品为3.05g，产品纯度99.4％，产品收率为61％。
实施例14：
在混合溶液中加入增效剂，计量为混合溶液的3％，其制备方法：在反应釜中加入12g的烯丙基丁基醚和24g的α-蒎烯，1g的对甲苯磺酸，90℃搅拌反应60min，得到产物为增效剂，其余步骤与实施例6完全一致。TSA粗产品为3.20g，产品纯度99.5％，产品收率为64％。
实施例15：
在混合溶液中加入增效剂，计量为混合溶液的4％，其制备方法：在反应釜中加入16g的烯丙基丁基醚和28g的α-蒎烯，1.5g的对甲苯磺酸，90℃搅拌反应60min，得到产物为增效剂，其余步骤与实施例9完全一致。TSA粗产品为3.25g，产品纯度99.4％，产品收率为65％。
实施例16：
在混合溶液中加入增效剂，计量为混合溶液的5％，其制备方法：在反应釜中加入20g的烯丙基丁基醚和30g的α-蒎烯，2g的对甲苯磺酸，90℃搅拌反应60min，得到产物为增效剂，其余步骤与实施例12完全一致。TSA粗产品为3.40g，产品纯度99.6％，产品收率为68％。
Figure GDA0003956490440000071
Figure GDA0003956490440000081

Claims (11)

1.一种制备三甲硅烷基胺的方法，其操作步骤为：
按质量分数，将5-20份聚硅氮烷用溶剂按比例配置成混合溶液，放入高温高压反应釜中，减压蒸馏除去溶剂，在惰性气氛升温至300-500℃热解，并将热解的气体冷凝回收至烧瓶内，再将收集的液体通过蒸馏进行提纯；
所述混合溶剂中加入增效剂；
所述的增效剂由烯丙基丁基醚和α-蒎烯进行加成反应得到。
2.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述聚硅氮烷是由溶剂清洗TSA反应过滤后的固体氯化铵，并进行过滤，再将滤液蒸馏去除溶剂得到。
3.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述溶剂选自正己烷或正戊烷。
4.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述比例为聚硅氮烷的质量百分比含量为5-20wt％。
5.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述增效剂加量为溶剂质量百分比含量的1-20％。
6.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述增效剂加量为溶剂质量百分比含量的2-5％。
7.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述的增效剂制备方法为：
按质量份数：在反应釜中加入10-20份的烯丙基丁基醚，20-30份的α-蒎烯和0.5-2份的对甲苯磺酸，设定温度下搅拌反应，即可得所述的增效剂。
8.根据权利要求7所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述增效剂制备反应温度为90-100℃。
9.根据权利要求7所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述增效剂制备搅拌转速为60-80r/min。
10.根据权利要求7所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述增效剂制备反应时间为40-90min。
11.根据权利要求1所述的一种制备三甲硅烷基胺的方法，其特征在于：所述热解温度为350-450℃。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110178322A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Yoshitaka Hamada Preparation process of trisilylamine
US20140050647A1 (en) * 2011-10-07 2014-02-20 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus and method for the condensed phase production of trisilylamine
CN104136366A (zh) * 2012-02-10 2014-11-05 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 三甲硅烷基胺的液相合成
DE102013209802A1 (de) * 2013-05-27 2014-11-27 Evonik Industries Ag Verfahren zur gekoppelten Herstellung von Trisilylamin und Polysilazanen mit einer Molmasse bis 500 g/mol

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110178322A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Yoshitaka Hamada Preparation process of trisilylamine
US20140050647A1 (en) * 2011-10-07 2014-02-20 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus and method for the condensed phase production of trisilylamine
CN104136366A (zh) * 2012-02-10 2014-11-05 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 三甲硅烷基胺的液相合成
DE102013209802A1 (de) * 2013-05-27 2014-11-27 Evonik Industries Ag Verfahren zur gekoppelten Herstellung von Trisilylamin und Polysilazanen mit einer Molmasse bis 500 g/mol

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