[發明專利]一種制備三甲基碘硅烷的方法

在審

• 申請號: 201510818087.8
• 申請日: 2015-11-22
• 公開（公告）號: CN105294752A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 吳興連
• 申請（專利權）人: 青島麥瑞特醫藥技術有限公司
• 主分類號: C07F7/12
• 分類號: C07F7/12;C07F7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于化工領域，具體地，涉及一種制備三甲基碘硅烷的方法。

背景技術

三甲基碘硅烷在藥物合成以及有機合成領域常作為氨基、羥基、巰基等官能團的保護試劑，由于其活性高、反應條件溫和等優點使其具有廣泛的應用，尤其在藥物合成如頭孢吡肟、頭孢匹羅的合成中的應用。

目前，三甲基碘硅烷的合成方法有多種，工業上常用的合成方法是六甲基二硅氧烷與碘和鋁粉反應制備三甲基碘硅烷。工業上，六甲基二硅氧烷主要通過三甲基氯硅烷水解得到，由于水解后反應體系呈酸性，往往需要加入有機或無機堿作為縛酸劑，加入無機堿中和反應劇烈，造成對產品穩定性的影響，六甲基二硅氧烷收率降低；而加入有機堿，會造成產品與有機堿難以分離，產品純度難以保證，雜質很容易帶入后續的反應中，從而影響最終產品的質量。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有的制備三甲基碘硅烷的方法中收率低、副產物多等缺陷，提供一種制備三甲基碘硅烷的方法。

本發明的發明人通過研究發現，三甲基碘硅烷的關鍵原料六甲基二硅氧烷通過三甲基氯硅烷水解得到，該水解過程中，體系呈強酸性，會抑制進一步水解反應并且強酸會破壞部分六甲基二硅氧烷，從而收率很低。另外，該過程產生的低沸點雜質如四甲基硅烷等難以除去，直接影響三甲基碘硅烷的合成過程以及其純度。現有技術中加入有機堿如N,N-二甲基苯胺作為縛酸劑，而反應后有機堿和產物都處于反應液上層，難以直接分離，并且N,N-二甲基苯胺會與部分產物或原料共沸，加大了產品純化的難度。本發明的發明人發現，將陰離子交換樹脂用于三甲基氯硅烷的水解反應，加速了反應，并且反應后，分離簡單，大大簡化了操作，由此得到的六甲基二硅氧烷收率高、純度高，進而參加后續反應得到三甲基碘硅烷收率更高、純度高。

為了實現上述目的，本發明提供一種三甲基碘硅烷的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)在保護氣體存在下，將陰離子交換樹脂和水加入到反應容器中，開動攪拌，升溫至45℃，加入三甲基氯硅烷，加入三甲基氯硅烷后升溫至65-75℃攪拌反應1.5-3小時，常壓蒸餾，收集99-100℃餾分，用無水硫酸鈉干燥，過濾，得六甲基二硅氧烷；

2)在保護氣體存在下，將六甲基二硅氧烷和鋁粉加入到另一反應容器中，開動攪拌，升溫至55℃，然后加入碘單質，碘單質加入完成后浴溫升至120-140℃，反應回流2-3小時，裝置改為蒸餾裝置，常壓蒸餾，收集106-107℃餾分，得三甲基碘硅烷。

在本發明中，為了進一步提高反應的收率以及原子利用率，優選情況下，在步驟1)中，三甲基氯硅烷與水的用量的摩爾比為1:2-4；陰離子交換樹脂的用量為三甲基氯硅烷重量的30-50％；進一步優選情況下，三甲基氯硅烷與水的用量的摩爾比為1:3-4；陰離子交換樹脂的用量為三甲基氯硅烷重量的35-45％。

在本發明中，對于陰離子交換樹脂并沒有特別的限定，例如所述陰離子交換樹脂為強堿型或弱堿型陰離子交換樹脂。作為市售品，所述強堿型陰離子交換樹脂可以為201×7(717)強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、201×4(711)強堿性苯乙烯系I型陰離子交換樹脂或D201大孔強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂等；所述弱堿型陰離子交換樹脂可以為303弱堿性環氧系陰離子交換樹脂、D301大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂或D311大孔丙烯酸系弱堿性陰離子交換樹脂等。

本發明提供的制備方法，在步驟2)中，優選情況下，六甲基二硅氧烷、鋁粉和碘單質的用量的摩爾比為1:1.5-1.8:3-4。

在本發明中，發明人發現，使用不同粒徑的鋁粉對反應的收率和反應效率均有影響，例如，鋁粉平均粒徑過大則使得鋁粉與碘單質接觸面積過小反應時間長，而鋁粉的平均粒徑過小則容易顆粒集聚反應不均勻，優選情況下，所述鋁粉的平均粒徑為30-50μm。

為了進一步提高反應收率，所述碘單質通過加料漏斗分三次加入，總的加入時間為15-25分鐘。

在發明中，所述保護氣體為氦氣、氬氣和氮氣中的一種或多種。

在本發明中，可以根據需要選用合適的反應容器，例如三口燒瓶，可以根據需要裝配加料漏斗、冷凝管、溫度計或者機械攪拌等。在本發明中優選在攪拌下進行反應，攪拌方法可以采用本領域常規的機械攪拌或磁力攪拌。

在本發明中，過量的碘單質可以通過本領域的常規方法進行回收。

與現有技術相比，本發明的優點在于：1.中間體六甲基二硅氧烷收率更高，純化更加簡單；2.三甲基碘硅烷雜質少、無低沸點雜質生成，純化簡單即可獲得高純度產品。