CN114478619A - 硅基磷酸酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅基磷酸酯的制备方法。包括如下步骤:将二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A和有机碱混合,进行预反应,再加入无机磷酸盐,混合反应,制备所述硅基磷酸酯;并具体限定了二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A的种类。本发明通过采用二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A与有机碱、无机磷酸盐反应制备硅基磷酸酯,制备过程无需进行中间体的分离纯化,可实现一锅法制备硅基磷酸酯,步骤简便,并且该方法能够在无溶剂条件下进行,避免了使用有机溶剂带来的危害以及后续处理问题,对设备无腐蚀,采用二硅氮烷类化合物可避免产生卤素盐类的问题,进而更好地避免对电池性能产生不利的影响。

Description

硅基磷酸酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,特别是涉及一种硅基磷酸酯及其制备方法。
背景技术
近年来,锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无污染等优点,具有非常广阔的应用前景。随着对锂离子电池的不断深入研究,研究者发现含P-O-Si键的硅基磷酸酯用作锂离子电池电解液的添加剂,能够抑制未反应的可聚合化合物在电极中反应,进而抑制电池电阻增加并且能抑制容量降低。在非水电解质中同时含有具有不饱和烃基的磺酸内酯和三(三甲基硅基)磷酸酯时,可以在负极表面形成低电阻的覆膜的同时不会使电池的大电流性能降低,从而可以大幅度的抑制电池的自放电,并提高电池的循环性能,含有这种电解液的电池可以作为动力电池用于电动汽车上。
目前,关于硅基磷酸酯化合物合成的报道中,大部分是关于三(三甲基硅基)磷酸酯的合成,主要包括以下几种方法:
(1)采用三甲基氯硅烷与磷酸盐为原料,反应得到三(三甲基硅基)磷酸酯。该方法反应温度较高,得到的三(三甲基硅基)磷酸酯纯度低,并且存在盐酸盐的过滤干燥问题以及副产物氯化氢的腐蚀和污染环境等问题。此外,该方法容易在反应产物中引入氯离子,导致将三(三甲基硅基)磷酸酯用作电解液添加剂时,影响电池的性能。
(2)采用六甲基二硅氮烷与磷酸二氢铵为原料,在80℃~160℃下,反应2h~5h,生成三(三甲基硅基)磷酸酯和氨气,然后粗品进行精馏纯化得到三(三甲基硅基)磷酸酯精品。该法对反应温度要求较高,且六甲基二硅氮烷通常需要过量50%、用量较大,产品摩尔收率在80%以下,工业化生产的成本比较高。
(3)采用卤代硅烷化合物与环状内胺类化合物A反应生成硅基取代的环状内胺化合物,再与磷酸盐反应,得到硅基磷酸酯化合物。该方法在制备中间体时依然会引入卤素,存在生成卤素盐类的问题,并且该方法需要在有机溶剂中进行,存在腐蚀设备和危害机体与环境等问题,采用毒性大的溶剂还存在使用安全风险。此外,该方法为多步反应,需要进行分离中间体、去除有机溶剂等步骤,制备方法仍较繁琐。
发明内容
基于此,本发明提供一种硅基磷酸酯的制备方法。该方法能够避免卤素盐类和有机溶剂对制备过程和产物造成的不利影响,且无需分离中间产物,实现一锅法制备硅基磷酸酯。
具体技术方案如下:
本发明提供一种硅基磷酸酯的制备方法,包括如下步骤:
将二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A和有机碱混合,进行预反应,再加入无机磷酸盐,混合反应,制备所述硅基磷酸酯;
所述二硅氮烷类化合物具有如下式(I)所示结构:
Figure BDA0003503474360000021
其中,R1~R3每次出现,各自独立地选自H、F、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的不饱和烃基或者取代或未取代的芳烃基;
所述环状内胺类化合物A选自
Figure BDA0003503474360000031
Figure BDA0003503474360000032
中的一种。
在其中一实施例中,R1~R3每次出现,各自独立地为H、F、甲基、甲氧基、三氟甲基、乙基、乙烯基、乙氧基、乙炔基、乙腈基、丙基、三氟乙基、三氟丙基、异丙基、异丙氧基、叔丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧甲基乙烯基、烯丙基、油烯基、丁二炔基、苯乙炔基、环丙基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氟苯基或3-甲基苯基。
在其中一实施例中,所述二硅氮烷类化合物和环状内胺类化合物A的摩尔比为(1:1)~(1:4)。
在其中一实施例中,所述有机碱和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:5)~(1:10)。
在其中一实施例中,预反应包括如下条件:温度为-10℃~40℃,时间为1h~6h。
在其中一实施例中,所述无机磷酸盐和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:1)~(1:4)。
在其中一实施例中,混合反应包括如下条件:温度为20℃~100℃,时间为1h~8h。
在其中一实施例中,所述有机碱选自氢化钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂、二异丙基氨基锂、三乙胺、二乙胺、吗啉、哌啶、吡啶、4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、胆碱和四乙基氢氧化铵中的一种或多种。
在其中一实施例中,所述有机碱选自氢化钠、三乙胺和4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。
在其中一实施例中,所述无机磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸锂、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、磷酸铝和磷酸镁中的一种或多种。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过采用二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A作为原料与有机碱混合,再进一步与无机磷酸盐反应制备硅基磷酸酯,制备过程无需进行中间体的分离纯化,可实现一锅法制备得到产物,步骤简便,并且该方法能够在无溶剂条件下进行,避免了使用有机溶剂带来的危害以及后续处理问题,对设备无腐蚀,同时采用二硅氮烷类化合物可避免产生卤素盐类的问题,由此制备的硅基磷酸酯纯度高,可直接用作电解液添加剂而不需要进一步的处理,更好地避免了对电池性能产生不利的影响。该方法反应条件温和、原料安全易得、成本低,能够更好地满足工业化生产的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;
图1为实施例1中制备得到的三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯的GC图谱。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述,以下给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目,也包括相关所列项目的任意的和所有的组合,所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
除非另外说明或存在矛盾之处,本文中使用的术语或短语具有以下含义:
“烷基”是指包含伯(正)碳原子、或仲碳原子、或叔碳原子、或季碳原子、或其组合的饱和烃失去一个氢原子生成的一价残基。
“烷氧基”是指结构为-O-烷基的基团,即如上所定义的烷基经由氧原子连接至相邻基团。
“不饱和烃基”是指包含具有至少一个不饱和部位,即碳-碳sp2双键的烃失去一个氢原子生成的一价残基、或包含具有至少一个不饱和部位,即碳-碳sp三键的烃失去一个氢原子生成的一价残基。
“芳基”是指在芳香环化合物的基础上除去一个氢原子衍生的芳族烃基,可以为单环芳基、或稠环芳基、或多环芳基,对于多环的环种,至少一个是芳族环系。合适的实例包括但不限于:苯、联苯、萘、蒽、菲、芘、二萘嵌苯、三亚苯及其衍生物。
“卤素”或“卤基”是指F、Cl、Br或I。
“取代”是指被取代基团中的氢原子被取代基所取代。
“取代或未取代”表示所定义的基团可以被取代,也可以不被取代。当所定义的基团为被取代时,应理解为所定义的基团可以被一个或多个取代基R取代。
在本发明中,同一符号的取代基多次出现时,各取代基可以彼此相同或不同。如通式含有多个R1时,则R1可以彼此相同或不同。
本发明中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中,涉及到数值区间,如无特别说明,上述数值区间内视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明中涉及的百分比含量,如无特别说明,对于固液混合和固相~固相混合均指质量百分比,对于液相~液相混合指体积百分比。
本发明中的温度参数,如无特别限定,既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
本发明提供一种硅基磷酸酯的制备方法,包括如下步骤:
将二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A和有机碱混合,进行预反应,再加入无机磷酸盐,混合反应,制备硅基磷酸酯;
二硅氮烷类化合物具有如下式(I)所示结构:
Figure BDA0003503474360000071
其中,R1~R3每次出现,各自独立地选自H、F、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的不饱和烃基或者取代或未取代的芳烃基;
环状内胺类化合物A选自
Figure BDA0003503474360000072
Figure BDA0003503474360000073
中的一种。
本发明采用二硅氮烷类化合物为原料,其价格低廉,但在中性或酸性条件下容易水解。本发明通过在反应物中加入有机碱,一方面有机碱能作为反应助剂,促进二硅氮烷类化合物与环状内胺类化合物A的反应,另一方面有机碱可抑制二硅氮烷的水解副反应。
本发明提供的硅基磷酸酯的制备方法能够在无溶剂条件下进行,避免了使用有机溶剂带来的危害以及后续处理问题,对设备无腐蚀,并且采用二硅氮烷类化合物可避免产生卤素盐类的问题,从而更好地避免对电池性能产生不利的影响,由此制备的硅基磷酸酯纯度高,可直接用作电解液添加剂而不需要进一步的处理,该方法可广泛应用于实际生产中。
本发明实现了一锅法制备硅基磷酸酯,通过采用二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A作为原料与有机碱混合,再进一步与无机磷酸盐反应制备硅基磷酸酯,制备过程无需进行中间体的分离纯化,步骤简便,条件易控,操作简单。
可以理解地,本发明中将二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A和有机碱混合,进行预反应,先在较为温和的条件下生成硅基取代的环状内胺类化合物中间体B,无需进行中间体B的分离,进一步加入无机磷酸盐混合反应,制备得到硅基磷酸酯。
在本发明中,反应的副产物为环状内胺类化合物,可重复回收利用于硅基取代的环状内胺类化合物中间体B的合成。
在其中一示例中,硅基取代的环状内胺类化合物中间体B具有如下式(II)所示结构:
Figure BDA0003503474360000081
其中,R1~R3每次出现,各自独立地选自H、F、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的不饱和烃基或者取代或未取代的芳烃基;
R4
Figure BDA0003503474360000082
Figure BDA0003503474360000083
*表示与Si的连接位点。
在其中一示例中,R1~R3每次出现,各自独立地选自取代的烷基、取代的烷氧基、取代的不饱和烃基或者取代的芳烃基。可以理解地,烷基、烷氧基、不饱和烃基或者芳烃基被一个或多个取代基R取代。
在其中一示例中,取代基R为卤素或氰基。
在其中一示例中,R1~R3每次出现,各自独立地选自具有1至3个C原子的取代或未取代的烷基、具有1至3个C原子的取代或未取代的烷氧基或者具有1至3个C原子的取代或未取代的不饱和烃基。
在其中一示例中,R1~R3每次出现,各自独立地为H、F、甲基、甲氧基、三氟甲基、乙基、乙烯基、乙氧基、乙炔基、乙腈基、丙基、三氟乙基、三氟丙基、异丙基、异丙氧基、叔丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧甲基乙烯基、烯丙基、油烯基、丁二炔基、苯乙炔基、环丙基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氟苯基或3-甲基苯基。
在其中一示例中,二硅氮烷类化合物选自六甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙炔基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二乙基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-双三氟甲基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷或六乙基二硅氮烷中的任意一种。
在其中一示例中,二硅氮烷类化合物和环状内胺类化合物A的摩尔比为(1:1)~(1:4)。进一步地,二硅氮烷类化合物和环状内胺类化合物A的摩尔比包括但不限于:1:1、1:2、1:3、1:4。
在其中一示例中,有机碱和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:5)~(1:10)。进一步地,有机碱和二硅氮烷类化合物的摩尔比为包括但不限于:1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。
在其中一示例中,二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A和有机碱的摩尔比为1:(1~4):(0.1~0.2)。
在其中一示例中,预反应包括如下条件:温度为-10℃~40℃,时间为1h~6h。进一步地,预反应的温度包括但不限于-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃;预反应的时间包括但不限于:1h、2h、3h、4h、5h、6h。
在其中一示例中,预反应的温度为10℃~30℃。
在其中一示例中,无机磷酸盐和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:1)~(1:4)。进一步地,无机磷酸盐和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:2)~(1:3)。更进一步地,无机磷酸盐和二硅氮烷类化合物的摩尔比包括但不限于:1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9、1:3。
在本发明中,通过合理设置反应原料的配比,有利于使反应充分地进行,制备的硅基磷酸酯具有较高的收率,能够更好地满足工业化生产的需求,提高生产效率、降低成本。
在其中一示例中,混合反应包括如下条件:温度为20℃~100℃,时间为1h~8h。进一步地,混合反应的温度包括但不限于20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃;混合反应的时间包括但不限于:1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h。
在其中一示例中,混合反应的温度为30℃~80℃。
在本发明中,整个反应过程在较低的温度条件下即可实现较高收率,并且不采用毒性有机溶剂,使得反应过程更安全易控。
在其中一示例中,有机碱选自氢化钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂、二异丙基氨基锂、三乙胺、二乙胺、吗啉、哌啶、吡啶、DMAP、DBU、胆碱和四乙基氢氧化铵中的一种或多种。进一步地,有机碱选自氢化钠、三乙胺和DMAP中的一种或多种。更进一步地,有机碱选自氢化钠、三乙胺和DMAP中的一种。
在其中一示例中,无机磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸锂、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、磷酸铝和磷酸镁中的一种或多种。
本发明还提供由上述的硅基磷酸酯的制备方法制备的硅基磷酸酯。
可以理解地,硅基磷酸酯具有如下式(III)所示结构:
Figure BDA0003503474360000111
其中,R1~R3每次出现,各自独立地选自H、F、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的不饱和烃基和或者取代或未取代的芳烃基。
在其中一示例中,硅基磷酸酯选自但不限于如下结构:
Figure BDA0003503474360000112
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂等,如无特殊说明,均为市售购买产品。
以下实施例中所用的试剂:
2,5-二氢吡咯:Aladdin(纯度97%);
1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷:Aladdin(纯度97%);
氢化钠:Aladdin(纯度60%);
磷酸二氢铵:麦克林(纯度99%);
吗啡啉:麦克林(纯度99%);
DMAP:麦克林(纯度99%);
六甲基二硅氮烷:麦克林(纯度98%);
1,3-二苯基四甲基二硅氮烷:麦克林(纯度95%);
磷酸氢二铵:麦克林(纯度99%);
磷酸二氢钾:麦克林(纯度99.5%);
三甲基氯硅烷:麦克林(纯度99%)。
实施例1
本实施例提供一种硅基磷酸酯的制备方法,步骤如下:
(1)于20℃条件下将2,5-二氢吡咯(2.0mol)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷(1.5mol)和氢化钠(0.3mol)混合,搅拌反应3h,将反应温度保持在20℃继续反应;
(2)待基本没有氨气产生后,升温,于常压、60℃条件下蒸出氨气,保持温度不变,加入磷酸二氢铵(0.6mol)反应2.5h;
(3)反应结束后,减压蒸馏得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.49mol),产率为81.7%,纯度为99.65%,GC色谱分析结果见图1、表1。
表1
Figure BDA0003503474360000121
Figure BDA0003503474360000131
实施例2
本实施例提供一种硅基磷酸酯的制备方法,步骤如下:
(1)于冰水浴条件(0~4℃)下,将2,5-二氢吡咯(2.0mol)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷(1.5mol)和氢化钠(0.3mol)混合,搅拌反应5h;
(2)待基本没有氨气产生后,升温,于常压、50℃条件下蒸出氨气,保持温度不变,加入磷酸二氢铵(0.6mol)反应3h;
(3)反应结束后,减压蒸馏得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.50mol),产率为83.3%,纯度为99.71%。
实施例3
本实施例提供一种硅基磷酸酯的制备方法,步骤如下:
(1)于20℃条件下,将吗啡啉(2.0mol)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷(2mol)和DMAP(0.3mol)混合,搅拌反应3h,将反应温度保持在20℃继续反应;
(2)待基本没有氨气产生后,升温,于常压、50℃条件下蒸出氨气,保持温度不变,加入磷酸二氢铵(0.65mol),反应3h;
(3)反应结束后,减压蒸馏得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.53mol),产率为81.5%,纯度为99.73%。
实施例4
本实施例提供一种硅基磷酸酯的制备方法,步骤如下:
(1)于20℃条件下,将2,5-二氢吡咯(2.0mol)、六甲基二硅氮烷(2mol)和氢化钠(0.3mol)混合,搅拌反应3h,将反应温度保持在20℃继续反应;
(2)待基本没有氨气产生后,升温,于常压、50℃条件下蒸出氨气,保持温度不变,再加入磷酸二氢铵(0.7mol),反应3h;
(3)反应结束后,减压蒸馏得到三(三甲基硅烷)磷酸酯(0.59mol),产率为84.3%,纯度为99.59%。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于,将实施例4中的六甲基二硅氮烷替换为1,3-二苯基四甲基二硅氮烷。
本实施例其余原料种类、原料配比及制备步骤同实施例4,最终得到三(苯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.52mol),产率为74.3%,纯度为99.55%。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于,将实施例1中的磷酸二氢铵替换为磷酸氢二铵。
本实施例其余原料种类、原料配比及制备步骤同实施例1,最终得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.47mol),产率为78.3%,纯度为99.62%。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于,将实施例1中的磷酸二氢铵替换为磷酸二氢钾。
本实施例其余原料种类、原料配比及制备步骤同实施例1,最终得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.46mol),产率为76.7%,纯度为99.70%。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于,步骤(1)中,于20℃条件下将2,5-二氢吡咯(2.0mol)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷(3.0mol)和氢化钠(0.1mol)混合。
本实施例其余原料和制备步骤同实施例1。最终得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.46mol),产率为71.7%,纯度为99.48%。
实施例9
本对比例与实施例1的区别在于,步骤(2)中,加入2mol磷酸二氢铵。
本对比例其余原料和制备步骤同实施例1。最终得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.47mol),产率为23.5%,纯度为99.52%。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,不加入氢化钠。
本对比例其余原料和制备步骤同实施例1。最终得到三(乙烯基二甲基硅烷)磷酸酯(0.08mol),产率为13.3%,纯度为99.26%。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于,将实施例4中的六甲基二硅氮烷替换为三甲基氯硅烷。制备步骤如下:
(1)于20℃条件下,将2,5-二氢吡咯(2.0mol)、三甲基氯硅烷(4mol)和氢化钠(0.3mol)混合,搅拌反应3h,将反应温度保持在20℃继续反应;
(2)待基本没有HCl气体产生后,升温,于常压、50℃条件下蒸出HCl气体,保持温度不变,再加入磷酸二氢铵(0.7mol),反应3h;
(3)反应结束后,过滤,减压蒸馏得到三(三甲基硅烷)磷酸酯(0.13mol),产率为18.6%,纯度为99.53%。
采用卤代硅烷第一步产生的HCl会与有机碱反应,生成副产物卤素盐,残留的HCl在第二步也会与磷酸盐反应,生成卤素盐,使得在制备过程中增加了过滤干燥工序,还涉及到固废处理,产品中存在卤素离子含量超标的问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明的保护范围应以所附权利要求为准,说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将二硅氮烷类化合物、环状内胺类化合物A和有机碱混合,进行预反应,再加入无机磷酸盐,混合反应,制备所述硅基磷酸酯;
所述二硅氮烷类化合物具有如下式(I)所示结构:
Figure FDA0003503474350000011
其中,R1~R3每次出现,各自独立地选自H、F、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的不饱和烃基或者取代或未取代的芳烃基;
所述环状内胺类化合物A选自
Figure FDA0003503474350000012
Figure FDA0003503474350000013
中的一种。
2.根据权利要求1所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,R1~R3每次出现,各自独立地为H、F、甲基、甲氧基、三氟甲基、乙基、乙烯基、乙氧基、乙炔基、乙腈基、丙基、三氟乙基、三氟丙基、异丙基、异丙氧基、叔丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧甲基乙烯基、烯丙基、油烯基、丁二炔基、苯乙炔基、环丙基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氟苯基或3-甲基苯基。
3.根据权利要求1所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,所述二硅氮烷类化合物和环状内胺类化合物A的摩尔比为(1:1)~(1:4)。
4.根据权利要求1所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,所述有机碱和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:5)~(1:10)。
5.根据权利要求1所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,预反应包括如下条件:温度为-10℃~40℃,时间为1h~6h。
6.根据权利要求1所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,所述无机磷酸盐和二硅氮烷类化合物的摩尔比为(1:1)~(1:4)。
7.根据权利要求1所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,混合反应包括如下条件:温度为20℃~100℃,时间为1h~8h。
8.根据权利要求1~7任一项所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,所述有机碱选自氢化钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂、二异丙基氨基锂、三乙胺、二乙胺、吗啉、哌啶、吡啶、4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、胆碱和四乙基氢氧化铵中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,所述有机碱选自氢化钠、三乙胺和4-二甲氨基吡啶中的一种或多种。
10.根据权利要求1~7任一项所述的硅基磷酸酯的制备方法,其特征在于,所述无机磷酸盐选自磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸锂、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、磷酸铝和磷酸镁中的一种或多种。
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