[發明專利]由含氫硅烷高效可控合成氯硅烷的方法

有效

• 申請號: 201410092930.4
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103880874B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張志杰;王文超;譚永霞;謝擇民
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C07F7/12
• 分類號: C07F7/12
• 代理公司: 北京慶峰財智知識產權代理事務所(普通合伙)11417
• 代理人: 劉元霞,謝蓉

技術領域

本發明涉及一種由硅烷高效高產率合成部分取代或者全取代氯硅烷的方法，屬于化合物合成技術領域。

背景技術

在合成有機硅化學中，氯硅烷是一種很重要的起始原料，由它可以合成許多帶有其它功能基團的產物。而在合成氯硅烷的過程中，通常我們需要面對由含氫硅烷制備氯硅烷的情況。這里所說的含氫硅烷，是指硅原子上至少連有一個氫原子的硅烷。迄今為止，已有多種方法可以通過含氫硅烷合成氯硅烷。但是，可控合成部分取代氯硅烷的方法還很少。

1970年Sheila Mawaziny（J.Chem.Soc.A,1970,1641-1642）報道了用五氯化磷作為氯化劑，由含氫硅烷合成全取代或者部分取代的氯硅烷的方法。該方法產率相對較高，合成的多數氯硅烷產率超過了80%，但是該方法反應時間相對較長，尤其是在合成多取代氯硅烷時，反應困難，需要過量的氯化劑、提高反應溫度以及延長反應時間等。即便如此，有些氯硅烷也無法通過該方法合成，例如苯基三氯硅烷。

1993年Atsutaka Kunai（EP0557762A1）報道了室溫下由含氫硅烷合成氯硅烷的方法。該方法可以通過控制加入的含氫硅烷和氯化劑的摩爾比來控制合成不同取代個數的氯硅烷，該方法副反應少，可以單一的合成目標產物。但是該方法有溶劑用量極大（每合成0.1mol氯硅烷，至少需要200到300ml的溶劑）、反應時間長（最長至122h）、產率相對較低（50%到80%）的缺點，尤其是在合成高位阻的氯硅烷時，這些缺點更為明顯，限制了該方法的應用發展。

本發明設計了一種由含氫硅烷合成氯硅烷的方法。該方法溶劑用量降低，反應時間大大縮短，副反應少。同時，反應的轉化率得到了提高，即使是合成高位阻的氯硅烷也是如此，并且提純后產物產率較高。

發明內容

本發明提供一種由含氫硅烷合成氯硅烷的方法，所述方法包括在惰性材料顆粒的存在下，使含氫硅烷與氯化銅進行反應。

所述含氫硅烷可以具有例如通式R¹_mR²_nR³_oSiH_4-m-n-o所示的結構，所述氯硅烷為全取代或者部分取代的氯硅烷，其可以具有例如通式R¹_mR²_nR³_oSiH_4-m-n-o-tCl_t所示的結構。

其中，R¹，R²，R³代表Si原子上連接的基團，其彼此相同或不同且獨立地選自任選被取代的飽和或不飽和脂族基團或任選被取代的芳基或雜芳基；m、n、o分別代表不大于3的數值，例如分別為0、1、2或3，條件是m+n+o的和小于或等于3，并且t代表被取代氫原子的摩爾量。

在一個實施方案中，本發明提供一種由含氫硅烷合成氯硅烷的方法，所述方法包括如下反應式：

其中，R¹，R²，R³和t如上所定義，q代表發生反應的CuCl₂的摩爾量。

上述反應式中，q=2t。本領域技術人員應當理解，在上述反應式中的q和t分別意指該反應進行時發生反應的CuCl₂的摩爾量以及被取代氫原子的摩爾量。然而，在本發明的方法中，加入到反應體系中的CuCl₂的摩爾量可以與q相同或不同。