親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機硅化合物的合成技術領域，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】
[0002] 苯基三烷氧基硅烷是一種非常重要的有機硅功能化合物，是生產(chǎn)制備苯基硅樹 月旨、高端液體硅橡膠的重要原料。尤其將苯基引入硅原子后，能大大改善有機硅材料的性 能，如提高有機硅產(chǎn)品的耐熱性、耐輻照、化學穩(wěn)定性、優(yōu)秀的光學性能等，使得有機硅材料 在國防、航空、化工、醫(yī)療等領域具有極大的應用價值。
[0003] 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)過程中會產(chǎn)生酸氣，嚴重腐蝕生產(chǎn)設備，污染環(huán)境，不利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；而格 氏法因為格氏試劑的高活性導致整個反應危險性較大，對設備的干燥要求極高，產(chǎn)品難分 離等問題也不利于工業(yè)化。

【發(fā)明內容】

[0004] 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，操作簡單、溫和 可控、利于工業(yè)化、安全環(huán)保。
[0005] 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：
[0006] (1)在惰性氣體保護下，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；
[0007] (2)將金屬納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 促進劑，在30-60 °C的條件下，優(yōu)選40-50 °C，反應l_5h，停止反應，反應混合物經(jīng)過固液分 尚后，精饋得到苯基二烷氧基硅烷廣品；
[0008] 或者將鹵代苯加到金屬鈉顆粒懸浮液中，反應l_4h，優(yōu)選I. 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促進劑的混合 液中，在30-60°C的條件下，優(yōu)選40-50°C，反應2-4h，停止反應，反應混合物經(jīng)過固液分離 后，精饋得到苯基二烷氧基硅烷廣品。
[0009] 步驟（1)中所述的惰性氣體為氮氣、氖氣或氬氣中的一種，優(yōu)選為氮氣。
[0010] 步驟⑴中所述的加熱溫度為100-115°c，優(yōu)選102-112°C。
[0011] 步驟⑴中所述的鈉塊與甲苯的質量比為1 :4-7。
[0012] 步驟（1)中所述的分散劑為軟脂酸、石蠟或油酸中的一種；分散劑和甲苯的質量 比為 I :200-400。
[0013] 步驟⑵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,反應促進劑與四烷氧基硅烷的質量比為1 :800-1000。
[0014] 步驟（2)中所述的鹵代苯為氯苯或溴苯，優(yōu)選為氯苯。
[0015] 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。
[0016] 步驟（2)中所述的反應促進劑為環(huán)糊精、15-C-5或18-C-6中的一種。
[0017] 步驟（2)中所述的固液分離方式為過濾，精餾方式為減壓精餾。
[0018] 本發(fā)明在常壓下操作，反應溫度較低，溫和可控，操作簡單，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)?；a(chǎn)。本發(fā)明的產(chǎn)品苯 基二烷氧基硅烷結構式為：
[0019]
[0020] R: Me 或 Et
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果：
[0022] 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。
[0023] 2、本發(fā)明采用反應促進劑，增強了親核中間體的進攻能力，非常有利于產(chǎn)品的形 成。
[0024] 3、本發(fā)明整個反應過程均在低于IKTC的溫度下進行，尤其親核中間體與四烷氧 基硅烷反應階段的反應溫度更低，低于60°C。因此，該工藝達到了常壓低溫、操作簡單、溫和 可控的生產(chǎn)條件，非常有利于工業(yè)化。
[0025] 4、本發(fā)明僅僅采用一種有機溶劑，用量少且可進行充分的回收利用，解決了使用 多種溶劑造成污染、難分離的難題。
[0026] 5、本發(fā)明不產(chǎn)生酸氣等腐蝕性氣體，安全環(huán)保。
[0027] 6、本發(fā)明采用氯苯稍過量的方法，將鈉完全耗盡，消除了殘余鈉的不安全隱患。
【具體實施方式】
[0028] 以下結合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0029] 實施例1
[0030] 在氮氣保護下，將23g鈉塊加到92g甲苯中，再加入0.46g軟脂酸，加熱到102°C， 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°C條件下，反應5h，停止反應，反應混合物經(jīng)過過濾 后，減壓精餾得到苯基三甲氧基硅烷，收率為86. 5%。
[0031] 實施例2
[0032] 在氮氣保護下，將46g鈉塊加到230g甲苯中，再加入0.77g石蠟，加熱到107°C， 制備成金屬鈉顆粒懸浮液，溫度降低至40°C，將120. 79g氯苯滴加到金屬鈉顆粒懸浮液中， 反應3h后生成苯基鈉懸浮液，再將苯基鈉懸浮液滴加到1230. 2g四乙氧基硅烷和I. 37g 15-C-5的混合液中，在40°C條件下，反應4h，停止反應，反應混合物經(jīng)過過濾后，減壓精餾 得到苯基三乙氧基硅烷，收率為78%。
[0033] 實施例3
[0034] 在氮氣保護下，將72g鈉塊加到504g甲苯中，再加入1.26g油酸，加熱到112°C， 制備成金屬鈉顆粒懸浮液，溫度降低至45°C，將172. 13g氯苯滴加到金屬鈉顆粒懸浮液中， 反應2h后生成苯基鈉懸浮液，再將苯基鈉懸浮液滴加到1630. 3g四甲氧基硅烷和I. 63g 18-C-6的混合液中，在45°C條件下，反應2. 5h，停止反應，反應混合物經(jīng)過過濾后，減壓精 餾得到苯基三甲氧基硅烷，收率為70%。
[0035] 實施例4
[0036] 在氮氣保護下，將72g鈉塊加到504g甲苯中，再加入1.26g油酸，加熱到112°C， 制備成金屬鈉顆粒懸浮液，溫度降低至50°C，將172. 13g溴苯滴加到金屬鈉顆粒懸浮液中， 反應I. 5h后生成苯基鈉懸浮液，再將苯基鈉懸浮液滴加到1630. 3g四甲氧基硅烷和I. 63g 18-C-6的混合液中，在50°C條件下，反應2h，停止反應，反應混合物經(jīng)過過濾后，減壓精餾 得到苯基三甲氧基硅烷，收率為62%。
[0037] 實施例5
[0038] 在氮氣保護下，將23g鈉塊加到92g甲苯中，再加入0.46g軟脂酸，加熱到102°C， 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，再加入反應0. 43g環(huán)糊精，在50°C條件下，反應lh，停止反應，反應混合物經(jīng)過 過濾后，減壓精餾得到苯基三甲氧基硅烷，收率為80 %。
【主權項】
1. 一種親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟如下： (1) 在惰性氣體保護下，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，再加入反應促進 劑，在30-60°C的條件下，反應l_5h，停止反應，反應混合物經(jīng)過固液分離后，精餾得到苯基 二烷氧基硅烷廣品； 或者將鹵代苯加到金屬鈉顆粒懸浮液中，反應l_4h，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促進劑的混合液中，在30-60°C的 條件下，反應2-4h，停止反應，反應混合物經(jīng)過固液分離后，精餾得到苯基三烷氧基硅烷產(chǎn) 品。2. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（1) 中所述的惰性氣體為氮氣、氖氣或氬氣中的一種。3. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（1) 中所述的加熱溫度為100-115°C。4. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（1) 中所述的鈉塊與甲苯的質量比為1 :4-7。5. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（1) 中所述的分散劑為軟脂酸、石蠟或油酸中的一種；分散劑和甲苯的質量比為1 :200-400。6. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（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,反應促進劑與四烷氧基硅烷的質量比為1 :800-1000。7. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（2) 中所述的鹵代苯為氯苯或溴苯。8. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（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。9. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（2) 中所述的反應促進劑為環(huán)糊精、15-C-5或18-C-6中的一種。10. 根據(jù)權利要求1所述的親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法，其特征在于步驟（2) 中所述的固液分離方式為過濾，精餾方式為減壓精餾。
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機硅化合物的合成技術領域，具體涉及一種親核法制備苯基三烷氧基硅烷的方法。在惰性氣體保護下，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；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，再加入反應促進劑反應，反應混合物經(jīng)過固液分離后，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促進劑的混合液中反應，反應混合物經(jīng)過固液分離后，精餾得到苯基三烷氧基硅烷產(chǎn)品。本發(fā)明工藝達到了常壓低溫、操作簡單、溫和可控的生產(chǎn)條件，非常有利于工業(yè)化。
【IPC分類】C07F7/18
【公開號】CN104926858
【申請?zhí)枴緾N201510367915
【發(fā)明人】胡慶超, 宋超, 徐曉光, 劉海龍, 王安營, 劉殿忠, 李云杰, 張振玉, 許棟, 沈惟龍, 張停, 毛寧, 張學迪, 朱永和, 周磊, 周玲
【申請人】山東東岳有機硅材料有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月29日