[發(fā)明專利]親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510367915.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104926858A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡慶超;宋超;徐曉光;劉海龍;王安營(yíng);劉殿忠;李云杰;張振玉;許棟;沈惟龍;張停;毛寧;張學(xué)迪;朱永和;周磊;周玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東東岳有機(jī)硅材料有限公司
• 主分類號(hào): C07F7/18
• 分類號(hào): C07F7/18
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)硅化合物的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法。

背景技術(shù)

苯基三烷氧基硅烷是一種非常重要的有機(jī)硅功能化合物，是生產(chǎn)制備苯基硅樹(shù)脂、高端液體硅橡膠的重要原料。尤其將苯基引入硅原子后，能大大改善有機(jī)硅材料的性能，如提高有機(jī)硅產(chǎn)品的耐熱性、耐輻照、化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)秀的光學(xué)性能等，使得有機(jī)硅材料在國(guó)防、航空、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

如今，合成苯基烷氧基硅烷的工藝方法，常采用醇解法、格氏法等方法。但醇解法在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生酸氣，嚴(yán)重腐蝕生產(chǎn)設(shè)備，污染環(huán)境，不利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；而格氏法因?yàn)楦袷显噭┑母呋钚詫?dǎo)致整個(gè)反應(yīng)危險(xiǎn)性較大，對(duì)設(shè)備的干燥要求極高，產(chǎn)品難分離等問(wèn)題也不利于工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，操作簡(jiǎn)單、溫和可控、利于工業(yè)化、安全環(huán)保。

本發(fā)明所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，步驟如下：

(1)在惰性氣體保護(hù)下，將鈉塊加到甲苯中，再加入分散劑，加熱，制備成金屬鈉顆粒懸浮液；

(2)將金屬鈉顆粒懸浮液加入到鹵代苯和四烷氧基硅烷的混合液中，再加入反應(yīng)促進(jìn)劑，在30-60℃的條件下，優(yōu)選40-50℃，反應(yīng)1-5h，停止反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)過(guò)固液分離后，精餾得到苯基三烷氧基硅烷產(chǎn)品；

或者將鹵代苯加到金屬鈉顆粒懸浮液中，反應(yīng)1-4h，優(yōu)選1.5-3h，制備得到苯基堿金屬鈉鹽懸浮液，再將苯基堿金屬鈉鹽懸浮液加入到四烷氧基硅烷和反應(yīng)促進(jìn)劑的混合液中，在30-60℃的條件下，優(yōu)選40-50℃，反應(yīng)2-4h，停止反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)過(guò)固液分離后，精餾得到苯基三烷氧基硅烷產(chǎn)品。

步驟(1)中所述的惰性氣體為氮?dú)狻⒛蕷饣驓鍤庵械囊环N，優(yōu)選為氮?dú)狻?/p>

步驟(1)中所述的加熱溫度為100-115℃，優(yōu)選102-112℃。

步驟(1)中所述的鈉塊與甲苯的質(zhì)量比為1：4-7。

步驟(1)中所述的分散劑為軟脂酸、石蠟或油酸中的一種；分散劑和甲苯的質(zhì)量比為1：200-400。

步驟(2)中所述的鹵代苯與金屬鈉的摩爾比為1.02：1.8-2，鹵代苯與四烷氧基硅烷的摩爾比為1：4-7，反應(yīng)促進(jìn)劑與四烷氧基硅烷的質(zhì)量比為1：800-1000。

步驟(2)中所述的鹵代苯為氯苯或溴苯，優(yōu)選為氯苯。

步驟(2)中所述的四烷氧基硅烷為四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。

步驟(2)中所述的反應(yīng)促進(jìn)劑為環(huán)糊精、15-C-5或18-C-6中的一種。

步驟(2)中所述的固液分離方式為過(guò)濾，精餾方式為減壓精餾。

本發(fā)明在常壓下操作，反應(yīng)溫度較低，溫和可控，操作簡(jiǎn)單，可得到高收率的苯基三烷氧基硅烷，原料可回收利用，環(huán)境友好，非常利于工業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)。本發(fā)明的產(chǎn)品苯基三烷氧基硅烷結(jié)構(gòu)式為：

R:Me或Et

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明采用分散劑制備出了分散均勻、比表面積大活性高、穩(wěn)定存在的金屬鈉顆粒懸浮液，非常有利于親核中間體的形成。

2、本發(fā)明采用反應(yīng)促進(jìn)劑，增強(qiáng)了親核中間體的進(jìn)攻能力，非常有利于產(chǎn)品的形成。

3、本發(fā)明整個(gè)反應(yīng)過(guò)程均在低于110℃的溫度下進(jìn)行，尤其親核中間體與四烷氧基硅烷反應(yīng)階段的反應(yīng)溫度更低，低于60℃。因此，該工藝達(dá)到了常壓低溫、操作簡(jiǎn)單、溫和可控的生產(chǎn)條件，非常有利于工業(yè)化。

4、本發(fā)明僅僅采用一種有機(jī)溶劑，用量少且可進(jìn)行充分的回收利用，解決了使用多種溶劑造成污染、難分離的難題。

5、本發(fā)明不產(chǎn)生酸氣等腐蝕性氣體，安全環(huán)保。

6、本發(fā)明采用氯苯稍過(guò)量的方法，將鈉完全耗盡，消除了殘余鈉的不安全隱患。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將23g鈉塊加到92g甲苯中，再加入0.46g軟脂酸，加熱到102℃，制備成金屬鈉顆粒懸浮液。將金屬鈉顆粒懸浮液加入到63.75g氯苯和345g四甲氧基硅烷的混合液中，再加入0.43g環(huán)糊精，在40℃條件下，反應(yīng)5h，停止反應(yīng)，反應(yīng)混合物經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，減壓精餾得到苯基三甲氧基硅烷，收率為86.5％。

實(shí)施例2