CN117209529A - 一种八苯基环四硅氧烷的制备方法 - Google Patents

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钟燚超
叶文波
丁顺民
刘强
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Abstract

本发明涉及一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,以二苯基二甲氧基硅烷为原料,采用高沸点高闪点的丙二醇甲醚和甲苯为两种溶剂混合使用,同时利用滴加反应的方式,先将甲苯和催化剂水溶液加入反应容器中打底,而后二苯基二甲氧基硅烷和丙二醇甲醚混合后装入滴液漏斗缓慢滴加进反应容器中进行水解反应,水解生成的二苯基硅二醇继续在碱性条件下脱水缩合形成纯度较高八苯基环四硅氧烷,本发明的方法具有较高安全性能,能适用进行大规模生产。

Description

一种八苯基环四硅氧烷的制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域,尤其是涉及一种八苯基环四硅氧烷的制备方法。
背景技术
八苯基环四硅氧烷是一种非常重要的有机硅化合物中间体,因其具有较高的苯基含量以及优异的开环聚合性能而被应用于各种领域中,例如用于有机硅橡胶、有机硅树脂以及有机硅油的制备,医疗,航天航空以及汽车等领域。
传统的八苯基环四硅氧烷制备方法多以以二苯基二卤硅烷作为原料,例如先将二苯基二卤硅烷进行水解得到二苯基硅二醇,而后再经过脱水缩合得到八苯基环四硅氧烷;又或者将二苯基二氯硅烷与水和甲苯的溶液按一定的速率加入烧瓶中,经萃取蒸发干燥,最后重结晶得到八苯基环四硅氧烷;但是不管采用哪种方法,以二苯基二卤硅烷作为原料制备八苯基环四硅氧烷都不可避免的会出现酸水,需要进行水洗去除,不仅工艺复杂,而且会有大量的残留物,导致产物污染,从而影响产物的性能和纯度。
介于上述情况,有研究人员对传统的制备方法进行了改进,采用二苯基二甲氧基硅烷为原料,以丙酮作为溶剂,在碱性条件下进行催化水解得到八苯基环四硅氧烷,由于八苯基环四硅氧烷在丙酮中是微溶的,因此在生成八苯基环四硅氧烷之后能够作为固体沉淀出来,经过过滤烘干后即可得到八苯基环四硅氧烷;采用该方法制备八苯基环四硅氧烷不仅工艺简单,而且污染和残留相对于传统制备方法少的多,产物的纯度也得到了较大提升;但是丙酮是一种沸点较低的溶剂,存在较大的安全隐患,不适宜车间大规模生产。
因此,有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的八苯基环四硅氧烷的制备方法。
为达到本发明之目的,采用如下技术方案:
一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1:将甲苯、催化剂、去离子水加入反应容器中,在搅拌条件下升温至目标温度;
步骤S2:取丙二醇甲醚和二苯基二甲氧基硅烷均匀混合得到混合液体,而后使用滴液漏斗将混合液体缓慢滴加进所述反应容器中,滴加完成后进行保温反应;
步骤S3:反应结束后静置一晚等待晶体析出,而后进行过滤、烘干即得到八苯基环四硅氧烷。
优选的,所述甲苯与二苯基二甲氧基硅烷的质量比为0.1~(1:1)。
优选的,所述二醇甲醚二苯基二甲氧基硅烷和的质量比为0.4~(2:1)。
优选的,所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种。
优选的,所述催化剂在反应总溶液中的含量为10ppm~500ppm。
优选的,所述去离子水与二苯基二甲氧基硅烷的摩尔比为0.5~(4:1)。
优选的,所述步骤1中的目标温度为30℃~80℃。
进一步的,本发明还提供一种八苯基环四硅氧烷,该八苯基环四硅氧烷由上述所述的方法制得。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明的方法相对于传统制备方法来说,其采用二苯基二甲氧基硅烷为原料,并以高沸点,高闪点低毒性的丙二醇甲醚为主要溶剂;不仅可以有效的杜绝酸水的产生,减少水洗步骤,降低污染,简化工艺,而且具有较高安全性能,能有进行大规模生产。
2、本发明反应体系中的甲苯能够起到纯化结晶的作用,使得产物有较高的纯度和较好的晶型;这是由于八苯基环四硅氧烷难溶于丙二醇甲醚但易溶于甲苯,甲苯的加入可以使生成八苯基环四硅氧烷不断溶解其中并不断析出,从而起到纯化的作用;同时通过将丙二醇甲醚和二苯基二甲氧基硅烷的混合液缓慢加入含有甲苯的丙二醇甲醚溶剂体系中,可以有效的保证八苯基环四硅氧烷的生成、溶解、析出过程有充足的时间,滴加下去时甲苯的含量是相对较多的,有益于八苯基环四硅氧烷的溶解,不会因短时间产物大量生成而跳过溶解纯化的过程,进而有效的提高了八苯基环四硅氧烷的纯度。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的部分实施例,而不是全部实施例。
本发明提供一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,包括如下步骤:
步骤S1:将甲苯、催化剂、去离子水加入反应容器中,在搅拌条件下升温至目标温度;具体的,催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种,催化剂在反应总溶液中的含量为10ppm~500ppm;目标温度为30℃~80℃;
步骤S2:取丙二醇甲醚和二苯基二甲氧基硅烷均匀混合得到混合液体,而后使用滴液漏斗将混合液体缓慢滴加进所述反应容器中,滴加完成后进行保温反应;。
步骤S3:反应结束后静置一晚等待晶体析出,而后进行过滤、烘干即得到八苯基环四硅氧烷。
上述制备方法中所述甲苯与二苯基二甲氧基硅烷的质量比为0.1~(1:1);所述二醇甲醚二苯基二甲氧基硅烷和的质量比为0.4~(2:1);所述去离子水与二苯基二甲氧基硅烷的摩尔比为0.5~(4:1)。
实施例1
在500ml烧瓶中加入30g甲苯、0.047g的氢氧化钠及14.75g的去离子水,搅拌升温至80℃;而后将100g二苯基二甲氧基硅烷和90g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加3h,滴加完毕后保温反应2h,反应结束后静置一晚等待晶体析出,然后使用布氏漏斗过滤后在150℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
经液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.3%。
实施例2
在500ml烧瓶中加入30g甲苯、0.061g的NaOH及14.81g的去离子水,搅拌升温至30℃;而后将100g二苯基二甲氧基硅烷和90g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加3h,滴加完毕后保温反应2h,反应完毕静置一晚等待晶体析出,然后使用布氏漏斗过滤后在100℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
经液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.1%。
实施例3
在500ml烧瓶中加入20g甲苯、0.061g的氢氧化钠及14.81g的去离子水,搅拌升温至30℃;而后再将100g二苯基二甲氧基硅烷和100g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加3h,滴加完毕后保温反应2h,反应完毕静置一晚等待晶体析出,然后使用布氏漏斗过滤后在100℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
经液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.7%。
实施例4
在500ml烧瓶中加入10g甲苯、0.061g的氢氧化钾及14.81g的去离子水,搅拌升温至30℃;而后再将100g二苯基二甲氧基硅烷和110g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加3h,滴加完毕后保温反应2h,反应完毕静置一晚等待晶体析出,然后使用布氏漏斗过滤后在100℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
经液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.4%。
实施例5
在500ml烧瓶中加入30g甲苯、0.061g的氢氧化钾及14.81g的去离子水,搅拌升温至30℃;而后再将100g二苯基二甲氧基硅烷和90g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加2h,滴加完毕后保温反应1h,反应完毕静置一晚等待晶体析出,然后使用布氏漏斗过滤后在100℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
经液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.6%。
实施例6
在500ml烧瓶中加入50g甲苯、0.040g的四甲基氢氧化铵及11.80g的去离子水,搅拌升温至40℃;而后再将80g二苯基二甲氧基硅烷和60g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加2h,滴加完毕后保温反应1h,反应完毕静置一晚等待晶体析出,然后使用布氏漏斗过滤后在100℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.4%。
实施例7
在500ml烧瓶中加入40g甲苯、0.040g的四甲基氢氧化铵及11.80g的去离子水,搅拌升温至40℃;而后再将80g二苯基二甲氧基硅烷和70g丙二醇甲醚混合后加入到滴液漏斗中,等待升温完毕后缓慢滴加进入烧瓶内,滴加2h,滴加完毕后保温反应1h,反应完毕静置一晚等待晶体析出,使用布氏漏斗过滤后在100℃烘箱内烘干4h,即得到八苯基环四硅氧烷。
经液相色谱检测得到八苯基环四硅氧烷的纯度为99.6%。
由上述实施例的检测结果可知,采用本发明的方法制备八苯基环四硅氧烷,在保证生产安全的同时仍可以得到高纯度的八苯基环四硅氧烷成品。
所述对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。

Claims (8)

1.一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤S1:将甲苯、催化剂、去离子水加入反应容器中,在搅拌条件下升温至目标温度;
步骤S2:取丙二醇甲醚和二苯基二甲氧基硅烷均匀混合得到混合液体,而后使用滴液漏斗将混合液体缓慢滴加进所述反应容器中,滴加完成后进行保温反应;
步骤S3:反应结束后静置一晚等待晶体析出,而后进行过滤、烘干即得到八苯基环四硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:所述甲苯与二苯基二甲氧基硅烷的质量比为0.1~(1:1)。
3.根据权利要求1所述的一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:所述二醇甲醚二苯基二甲氧基硅烷和的质量比为0.4~(2:1)。
4.根据权利要求1所述的一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:所述催化剂在反应总溶液中的含量为10ppm~500ppm。
6.根据权利要求1所述的一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:所述去离子水与二苯基二甲氧基硅烷的摩尔比为0.5~(4:1)。
7.根据权利要求1所述的一种八苯基环四硅氧烷的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的目标温度为30℃~80℃。
8.一种八苯基环四硅氧烷,其特征在于:采用如权利要求1-7任意一项所述的方法制得。
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