[發(fā)明專利]一種基于格氏反應(yīng)制備乙烯基硅烷的方法

在審

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114539309A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張招貴;張英;張萍
• 申請（專利權(quán)）人: 張萍
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 武漢市首臻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

一種基于格氏反應(yīng)制備乙烯基硅烷的方法，該方法以重量比為330?400:35?45:200?300的氯乙烯、金屬鎂屑、硅烷為原料，先在無水環(huán)境下，將硅烷、金屬鎂屑按所需比例加熱攪拌至75?85℃后通入氯乙烯氣體進行反應(yīng)，然后對反應(yīng)產(chǎn)物進行過濾，取濾液常壓分餾以去除未反應(yīng)完的硅烷即可得到乙烯基硅烷產(chǎn)品。本發(fā)明不僅反應(yīng)步驟少、制備工藝簡便，而且濾渣為重要化工產(chǎn)品，不會產(chǎn)生廢渣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于格氏反應(yīng)制備乙烯基硅烷的方法。

背景技術(shù)

乙烯基硅烷是一類重要的有機硅化合物，目前國內(nèi)年產(chǎn)量已達十萬噸以上,用途廣泛。制備乙烯基硅烷主要有二種方法即直接法和間接法。

直接法制備烴基硅烷具有許多優(yōu)點，如原料易得，工藝簡單，且不用溶劑，它已經(jīng)成了制備有機鹵硅烷最重要的方法之一。可以大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，因而相對來說成本較低，但是也有許多困難存在，如反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)設(shè)備要求較高，投資大，反應(yīng)產(chǎn)品組分多，分離提純困難。反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣廢水廢渣造成環(huán)境污染。且不易制備高級烴基硅烷，因此，至今只少數(shù)幾種烴基硅烷如甲基氯硅烷是采用直接法制備。目前，直接法制備乙烯基三氯硅烷的方法用銅作催化劑，氯乙烯與硅粉在500℃以上的溫度直接反應(yīng)，由于氯乙烯的反應(yīng)活性低，即使再添加Sn、Ni等催化劑，它的轉(zhuǎn)化率仍然較低。且在高溫下反應(yīng)，對反應(yīng)裝置的腐蝕性大，環(huán)境污染嚴重，因而至今未獲得工業(yè)應(yīng)用獲得應(yīng)用。

許多烴基硅烷，尤其是一些特殊結(jié)構(gòu)要求的，或高級烴基硅烷，只能是采用間接的一些反應(yīng)來制備。相對直接法制備反應(yīng)，這些間接的制備方法可以按要求設(shè)計烴基結(jié)構(gòu)，利用有機合成的方法制備所需的烴基硅烷，這對于某些的烴基硅烷制備就具有重要意義了。間接法制備烴基硅烷，適合用于制備一些小品種，特殊烴基的有機硅化合物，它具有工藝簡單，反應(yīng)設(shè)備要求不高，投資相對較小，產(chǎn)品的分離提純比較容易。

用格氏反應(yīng)制備烴基硅烷，是制備有機硅化合物的一種間接的重要方法，已獲得廣泛的應(yīng)用，該方法通常需要采用溶劑。目前，間接制備乙烯基硅烷的方法主要有二種，一種是乙炔與三甲氧基氫硅烷在鉑催化劑下加成，粗品精餾得成品，即用Si—H加成方法制備。在催化劑存在下用乙炔與含有Si-H鍵的有機硅化合物，進行Si-H加成反應(yīng)，得到含有乙烯鍵的化合物。但是該反應(yīng)中催化劑的選擇性是成功與否的關(guān)鍵。如果催化劑的選擇性不好，乙炔的第一次硅氫加成反應(yīng)，得到了乙烯基硅烷，它的烯鍵仍然可以進行第二次硅氫加成反應(yīng)，得到飽和的乙烷基硅烷，而不是具有乙烯鍵結(jié)構(gòu)的目標化合物。因此，用乙炔的硅氫加成制備乙烯基硅烷，雖然最簡便，卻很難把反應(yīng)控制在一次加成，而不進行二次加成。因此一次加成產(chǎn)品的收率不高，主要產(chǎn)品為二次加成的產(chǎn)品。另一種是用乙烯基三氯硅烷與甲醇進行酯化反應(yīng)，如中國專利：公開號CN1320600、公開日2001年11月7日的發(fā)明專利公開的一種乙烯基三甲氧基硅烷的制備方法：由乙烯基三氯硅烷和甲醇進行酯化反應(yīng)，經(jīng)中和、過濾、精餾后完成的。該技術(shù)方案中乙烯基三甲氧基硅烷，由乙烯基三氯硅烷和甲醇進行酯化反應(yīng)，再經(jīng)中和、過濾、精餾共四個工序制備而成。它的改進之處是所述酯化反應(yīng)是在石油醚存在下，由乙烯基三氯硅烷和甲醇按克分子比1∶3.6，于常壓45±4℃條件下進行雙向滴加反應(yīng)，反應(yīng)時并用干燥壓縮空氣驅(qū)趕氯化氫。上述反應(yīng)在滴加4-5小時后，用干燥壓縮空氣驅(qū)趕氯化氫，滴加結(jié)束后升溫至60±2℃，繼續(xù)用干燥壓縮空氣驅(qū)趕氯化氫，至溶液中Cl^-含量降至1.5%以下時降溫出料，用飽和甲醇鈉中和至pH=7，然而，其中的乙烯基三氯硅烷的合成很復(fù)雜，不容易制備，同時，該方案的酯化過程也較復(fù)雜，從而使得整個制備過程非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種工藝簡便、反應(yīng)不產(chǎn)生廢渣的基于格氏反應(yīng)制備乙烯基硅烷的方法。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種基于格氏反應(yīng)制備乙烯基硅烷的方法，該制備方法以重量比為330-400:35-45:200-300的氯乙烯、金屬鎂屑、硅烷為原料，且硅烷為烷氧基硅烷或氯硅烷，依次包括以下步驟：