[發明專利]一種采用固體超強酸制備1,1,1,3,5,5,5－七甲基三硅氧烷的新方法

有效

• 申請號: 201410104470.2
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN104004010A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 吳艷金;王三躍;歐陽建松;賀志江
• 申請（專利權）人: 藍星化工新材料股份有限公司江西星火有機硅廠
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08;B01J27/053
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及一種采用固體超強酸制備1,1,1,3,5,5,5－七甲基三硅氧烷的新方法。

背景技術

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷（雙三甲基硅氧基甲基硅烷，CAS登錄號1873-88-7）是合成三硅氧烷類表面活性劑的中間體，其合成與純化也顯得越來越重要。目前合成七甲基三硅氧烷的方法主要有鹵代硅烷合成法、開環共聚法和高含氫硅油調聚法，其中高含氫硅油和六甲基二硅氧烷的合成方法具有反應條件溫和、反應工藝簡單等特點。

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷可由高含氫硅油和六甲基二硅氧烷在催化劑的作用下合成，而在合成過程中所選的催化劑對反應條件、反應工藝都有很大的影響。

在酸堿催化作用的研究中，固體超強酸以其非凡的酸強度能使許多難以進行的化學反應在很溫和的條件下進行，已成為催化領域研究的熱點。

固體超強酸是指固體表面酸強度大于lOO％硫酸的，酸強度Hammer指示劑的酸度函數Ho來表示，硫酸的Ho=-11.93，凡是Ho值比-11.93低的固體酸均稱為固體超強酸，Ho值越小，該固體超強酸的酸強度越強。固體超強酸的酸性可達100％：硫酸的1萬倍以上。

固體超強酸本身是一種清潔無污染催化劑，在工業上有很好的應用前景。無論從減少腐蝕，消除污染角度，或從改進工藝，提高產品質量角度，固體超強酸都都優于其他酸催化劑。相對于液體酸催化劑來講，固體超強酸催化效果較好，對設備無腐蝕性，對環境危害小，與產品容易分離，可重復使用。

采用固體超強酸制備1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷過程中不需要中和、水洗，整個制備過程所用時間短，且有望實現連續法工業化生產。與采用H型大孔徑陽離子交換樹脂法生產1,1,1,3,5,5,5－七甲基三硅氧烷相比，固體超強酸催化劑活性好，使用壽命長,因此生產周期長，生產成本低，經濟效益高。

盡管使用固體超強酸有這么多好處，但是在制備1,1,1,3,5,5,5－七甲基三硅氧烷實際生產應用中，鮮有應用固體超強酸催化制備的方法報道。這是因為想獲得適宜反應的固體超強酸，與催化反應的反應物及反應條件密切有關，在不同的反應體系中，同樣的催化劑并不能取得等同或相應的催化效果，因而并不能盲目地移植別的催化模式，在化工合成領域，不可控因素較多，想要使得反應順利進行，需要對反應中各參數及工藝步驟進行合理篩選，合理規劃設計。另外，固體超強酸的制備方法也將影響其催化效果，在固體超強酸的制備過程中對金屬氧化物有特殊要求。有些氧化物如MgO、?CuO、ZnO、CaO等，用一定濃度的硫酸進行處理后，其酸催化活性并沒有提高，說明并不是所有的金屬氧化物都具有合成固體超強酸的條件，因為這不僅與氧化物的電子構成有關，而且還和金屬離子的電負性及配位數的大小有密切聯系。金屬氧化物的電負性和配位數嚴重影響著與促進劑S-離子形成配位結構，因而有的得不到超強酸，或者生成相應的硫酸鹽而只能得到表面酸性較小的固體酸。

經反復試驗發現，在單組分固體超強酸催化劑的應用中，主要活性組分硫酸根在反應中較易流失，特別是在較高溫度條件下容易失活，這類單組分固體催化劑雖然有較好的起始催化活性，但單程壽命較短。為了解決上述問題，人們常常通過對催化劑載體的改性或者對催化劑進行組合使用，催化劑載體的改性可使催化劑能提供合適的比表面積、增加酸中心密度、酸種類型、增加抗毒物能力，提高機械強度等作用。目前改性研究的方向主要有：以金屬氧化物ZrO2、TiO2和Fe2O3為母體，加入其他金屬或氧化物，形成多組元固體超強酸；引入稀土元素、過渡元素改性；引入特定的分子篩及納米級金屬氧化物等；而催化劑的組合使用，則與實際應用中的具體反應體系相關，沒有固定模式可套用，只有不斷在生產實踐過程中摸索研究，方可切實掌握各組合的應用效果。

發明內容

本發明旨在解決現有技術存在的上述不足，目的是提供一種采用固體超強酸制備1,1,1,3,5,5,5－七甲基三硅氧烷的新方法，其工藝步驟簡潔連貫；其催化劑環保節能，高效降本，且制備方法明確，組合科學；其成品純度高。

實現上述目的的技術方案是：

本發明1,1,1,3,5,5,5－七甲基三硅氧烷的制備方法包括以下步驟：將202含氫硅油、六甲基二硅氧烷、固體超強酸催化劑按質量比（3～10）:1:（0.08～0.66）置于帶有機械攪拌、溫度計和回流冷凝管的反應器中，攪拌下升溫，控制溫度在50～90℃下反應5～9h，靜置1～3h，將上層清液過濾得濾液，將該濾液采用精餾塔精餾，得1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷產品；