烯丙基三乙氧基矽烷的製備方法
2023-06-13 20:28:26 1
專利名稱：烯丙基三乙氧基矽烷的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種有機化合物的製備方法，具體地說是一種烯丙基三乙氧基矽烷的製備方法。
背景技術：
烯丙基三乙氧基矽烷是眾多有機矽烷偶聯劑中的一種，其用途廣泛，適用於不飽和聚酯、丙烯酸樹脂，還可用於硫化橡膠改性劑、玻璃纖維處理劑、高密度聚乙烯交聯劑等。烯丙基三氧基矽烷自身有一個獨特的性能，可用於氟橡膠、氟矽橡膠與金屬等其它硬質材料的粘接，烯丙基三乙氧基矽烷在處理氟橡膠、氟矽橡膠上的特殊性能是其它材料無法替代的，解決了性能十分優良的氟橡膠、氟矽橡膠難以粘接的應用難題。
但是目前國內尚無該種矽烷偶聯劑的合成研究及應用報導。從文獻得知，前蘇聯科學家在試驗室研究採用格氏試劑法，反應是兩步法，首先由氯丙烯與金屬鎂在特定的溶劑中合成出格氏試劑，經分離後的格氏試劑在與正矽酸乙酯進行分子基團交換，得到烯丙基三乙氧基矽烷，產品收率30％；美國科學家採用熱縮合法，熱縮合法所用原料為氯丙烯、三氯氫矽、乙醇，反應原理是氯丙烯與三氯氫矽在高溫(600℃以上)條件下反應生成烯丙基三氯矽烷，烯丙基三氯矽烷再與乙醇進行酯化反應，生成烯丙基三乙氧基矽烷，由於兩步反應都有氯化氫氣體生成，會對環境造成汙染，再則熱縮合反應溫度較高，合成原料氯丙烯在高溫下C＝C雙鍵極易斷裂，因此該方法的合成收率很低，產品收率僅10～20％。而且熱縮合反應生成大量氯化氫氣體，會對環境造成汙染，對生產設備有腐蝕。
發明內容本發明的目的在於提供一種合成收率高、工藝簡單容易實現的烯丙基三乙氧基矽烷的製備方法。
本發明的目的是這樣實現的原料組成為佔反應容器有效容積20％～40％的四氫呋喃、0.7～1mol鎂、0.9～1.3mol氯丙烯和0.7～1mol三乙氧基氫矽，將四氫呋喃、鎂、氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物的8-10％加入到反應容器中、其餘的氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物加入滴液漏鬥中，在攪拌下，緩慢加熱引發反應，控制反應溫度60～70℃，待反應平穩後，打開滴液漏鬥，向反應釜內滴加氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物，滴加完畢，給反應釜加熱，使其保持微沸狀態3～4小時，反應結束後降溫，生成液除去固體鹽，將濾液蒸餾，收集160～165℃餾分即為烯丙基三乙氧基矽烷。
為了證明本發明的效果我們依據蘇聯文獻〔k.ardrianov.and.M.kamenskayaJ.Gen.Chem(U.S.S.R)8，969-71(1938)〕報導中提供的工藝條件及數據，進行了重複試驗，結果令人失望，合成出的產物用碘化法測試，分子中無雙鍵成分存在，又經紅外光譜儀進行檢測，發現譜圖中無C＝C雙鍵峰，與標準譜圖對照，也不相符，說明合成出的最終產物不是烯丙基三乙氧基矽烷。
本發明根據有機化學反應機理並經分子設計提出了新的合成路線，採用氯丙烯與金屬鎂製備格氏試劑，然後格氏試劑與三乙氧基氫矽反應得到目的產物。反應方程式為Mg+CH2＝CHCH2Cl→CH2＝CHCH2MgClCH2＝CHCH2MgCl+HSi(OC2H5)3→CH2＝CHCH2Si(OC2H5)3+MgHCl↓由于格氏試劑極易氧化，在分離、洗滌和乾燥的過程中，雖然在氮氣保護下進行，也避免不了部分格氏試劑被氧化，造成格氏試劑的效率低下，從而降低了目的產物的收率；在對格氏試劑洗滌和乾燥的過程中採用大量的有機溶劑，會造成溶劑的損失，同時造成環境汙染。在試驗中我們不再分步反應，採用將氯丙烯和三乙氧基矽烷的混合物同時加入反應體系，避免了格氏試劑的氧化及副反應的發生，使反應一步完成，降低了合成難度，減化了合成步驟，縮短了反應周期，減少了溶劑的損失，提高了產品收率。本發明由鎂、氯丙烯、三乙氧基氫矽為原料，四氫呋喃為溶劑製備目的產物，合成反應一步完成，產品收率可達5 0％，超過國外有關資料報導。
具體實施方式
下面舉例對本發明做更詳細地描述實施例1，向帶有蛇型冷凝器、電動攪拌器、滴液漏鬥、溫度計、加熱器的500mL反應釜內，加入100mL的四氫呋喃、5g鎂、4g的氯丙烯和三乙氧基矽烷的混合物，剩餘的氯丙烯和三乙氧基矽烷的混合物39g加入滴液漏鬥中，在攪拌下，緩慢加熱引發反應，反應一旦引發立即停止加熱，若反應劇烈，迅速給反應釜降溫，待反應平穩後，打開滴液漏鬥，向反應釜內滴加氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物，滴加完畢，給反應釜加熱，始終保持反應溫度在60～70℃，使其保持微沸狀態，反應3～4小時，反應結束後降溫，生成液除去固體鹽，將濾液蒸餾，收集160～165℃餾分，得粗產品120g，粗產品經蒸餾得98％的烯丙基三乙氧基矽烷20g，理論得量為42g，產品收率47.6％。
實施例2，向帶有蛇型冷凝器、電動攪拌器、滴液漏鬥、溫度計、加熱器的500mL反應釜內，加入200mL的四氫呋喃、8g鎂、10g的氯丙烯和三乙氧基矽烷的混合物，剩餘的氯丙烯和三乙氧基矽烷的混合物89g加入滴液漏鬥中，其他條件同實例，反應後得粗產品280g，粗產品經蒸餾得98％的烯丙基三乙氧基矽烷41g，理論得量為78g，產品收率52.6％。
權利要求
1.一種烯丙基三乙氧基矽烷的製備方法，其特徵是原料組成為佔反應容器有效容積20％～40％的四氫呋喃、0.7～1mol鎂、0.9～1.3mol氯丙烯和0.7～1mol三乙氧基氫矽，將四氫呋喃、鎂、氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物的8-10％加入到反應容器中、其餘的氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物加入滴液漏鬥中，在攪拌下，緩慢加熱引發反應，控制反應溫度60～70℃，待反應平穩後，打開滴液漏鬥，向反應釜內滴加氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物，滴加完畢，給反應釜加熱，使其保持微沸狀態3～4小時，反應結束後降溫，生成液除去固體鹽，將濾液蒸餾，收集160～165℃餾分即為烯丙基三乙氧基矽烷。
全文摘要
本發明提供的是一種烯丙基三乙氧基矽烷的製備方法。原料組成為佔反應容器有效容積20％～40％的四氫呋喃、0.7～1mol鎂、0.9～1.3mol氯丙烯和0.7～1mol三乙氧基氫矽，將四氫呋喃、鎂、氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物的8－10％加入到反應容器中、其餘的氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物加入滴液漏鬥中，在攪拌下，緩慢加熱引發反應，控制反應溫度60～70℃，待反應平穩後，打開滴液漏鬥，向反應釜內滴加氯丙烯和三乙氧基氫矽的混合物，滴加完畢，給反應釜加熱，使其保持微沸狀態3～4小時，反應結束後降溫，生成液除去固體鹽，將濾液蒸餾，收集160～165℃餾分即為烯丙基三乙氧基矽烷。本發明合成反應一步完成，產品收率可達50％。
文檔編號C07F7/00GK101054389SQ20071007228
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月30日 優先權日2007年5月30日
發明者郭示欣, 李麗, 李熒, 高振傑, 金東升 申請人:哈爾濱化工研究所