[發明專利]一種苯基氯硅烷的制備方法

有效

• 申請號: 201410103908.5
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103833781B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 高俊杰;胡慶超;徐曉光;宋超
• 申請（專利權）人: 山東東岳有機硅材料有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C07F7/12
• 分類號: C07F7/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 朱家富

技術領域

本發明涉及一種苯基氯硅烷的制備方法，屬于有機硅單體制備技術領域。

背景技術

有機硅材料具有較好的耐溫性、抗輻射、相溶性等許多優異性能和特殊功能，廣泛應用于國防科技、航空航天、化工、醫藥等各個領域。和以甲基氯硅烷單體為原料制備的有機硅材料相比，以苯基氯硅烷單體制備的有機硅材料具有更加優異的耐溫性、抗輻射、相溶性等特性，使得有機硅材料的特性有了極大的提升。

苯基氯硅烷的制備方法主要包括：縮合法、Grignard法、Wurtz法、催化裂解法等。

專利文獻CN101628917A公開了一種縮合法制備苯基氯硅烷單體的合成工藝，即采用氯苯、甲基氫二氯硅烷為原料，氯仿為催化劑，在0.2-0.8Mpa，350-600℃條件下制備甲基苯基二氯硅烷。但該方法高溫高壓的反應條件，對設備及操作人員的安全性要求極高，增加了生產成本，尤其生成大量的強致癌性的副產物苯，十分不利于工業生產。

專利文獻US6541651和專利文獻CN102225949A均采用了Grignard法制備苯基氯硅烷。在無氧條件下，以氯苯和金屬鎂為原料，在烷基醚中制得苯基氯化鎂，然后再與甲基三氯硅烷反應得到甲基苯基二氯硅烷。這種方法采用大量有機溶劑，且Grignard試劑非常活潑，易發生爆炸，危險性高，產生的大量金屬鹵鹽的后續處理非常麻煩，最后生成的產物也難分離。

專利文獻CN101077877A公開了以Wurtz法制備苯基氯硅烷單體的醇解物苯基烷氧基硅烷，具體是以氯苯和甲基烷氧基硅烷為原料，在鈉的作用下發生縮合反應得到苯基烷氧基硅烷。這類方法的缺點是原料比較昂貴，甲基烷氧基硅烷要比氯硅烷價格高，若采用氯硅烷為原料則反應劇烈，過程難控，易發生危險，過量鈉的使用，在后續處理時操作步驟繁瑣且比較危險。

專利文獻US3772347和專利文獻CN101195633A公開了采用貴金屬鉑或鈀及其絡合物為催化劑，催化二硅烷與氯芳烴的裂解反應，制備苯基氯硅烷單體。但這類反應所得目標產品種類比較單一，同時生成等量的副產物甲基氯硅烷單體，所需的催化劑價格昂貴，難以循環回用，生產成本高。

因此，需要設計和開發一種苯基氯硅烷單體制備的新工藝，該工藝不僅反應條件溫和，操作簡單，原料便宜易得，而且所得目標產品苯基氯硅烷單體的種類多，產率高，副產物少，能實現硅資源的高值化利用。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種苯基氯硅烷的制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種苯基氯硅烷的制備方法，包括如下步驟：

將苯基二硅烷與催化劑按質量比（10～100）:1加入反應器中，混合均勻，然后向反應器中通入惰性氣體排出空氣，攪拌加熱至100～200℃，常壓條件下，持續通入裂解氣8～24h，裂解氣與苯基二硅烷的摩爾比為（1～8）:1，停止反應，對反應液進行精餾分離，制得不同種類的苯基氯硅烷單體；

所述的苯基二硅烷結構式如下：

Me_mPh_nX_3-m-nSiSiMe_aPh_bX_3-a-b

其中：m，n,a,b均為0～3的整數，且n+b≥1，m+n+a+b＜6，Me為-CH₃，Ph為-C₆H₅，X為Cl或Br；

所述的催化劑為聚醚、季銨鹽、有機胺、冠醚、季銨堿或季膦鹽中的一種或兩種以上的混合；

所述的裂解氣為HX、X₂、CH₃X中的一種或兩種以上的混合，其中X為Cl或Br。

根據本發明優選的，所述的聚醚為：H(OCH₂CH₂)₃OH、H(OCH₂CH₂)₅OH或R(OCH₂CH₂)₄OR；所述的季銨鹽為：四甲基氯化銨、四丁基硫酸銨或十二烷基三甲基氯化銨；所述的有機胺為：氮氮二甲基苯胺、三正戊胺或三正丁胺；所述的冠醚為：環糊精、15-冠醚-5或18-冠醚-6；所述的季銨堿為：四甲基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨或二甲基乙基苯乙基氫氧化銨；所述的季膦鹽為：四甲基溴化膦、四丁基溴化膦或四苯基氯化膦。

根據本發明優選的，所述苯基二硅烷與催化劑的質量比為（40～80）:1。