由含氢硅烷高效可控合成氯硅烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法，所述方法包括在惰性材料颗粒的存在下，使含氢硅烷与氯化铜进行反应。溶剂用量大大降低（每合成0.1mol氯硅烷，只需0到150ml的溶剂用量），甚至可以不用溶剂，只要液体硅烷可以完全浸润固体原料即可反应。反应时间大大缩短，副反应少。同时，反应的转化率得到了很大提高，并且提纯后产物产率较高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法，所述方法包括在惰性材料颗粒的存在下，使含氢硅烷与氯化铜进行反应。溶剂用量大大降低（每合成0.1mol氯硅烷，只需0到150ml的溶剂用量），甚至可以不用溶剂，只要液体硅烷可以完全浸润固体原料即可反应。反应时间大大缩短，副反应少。同时，反应的转化率得到了很大提高，并且提纯后产物产率较高。【专利说明】
本专利技术涉及一种由硅烷高效高产率合成部分取代或者全取代氯硅烷的方法，属于化合物合成
。
技术介绍
在合成有机硅化学中，氯硅烷是一种很重要的起始原料，由它可以合成许多带有其它功能基团的产物。而在合成氯硅烷的过程中，通常我们需要面对由含氢硅烷制备氯硅烷的情况。这里所说的含氢硅烷，是指硅原子上至少连有一个氢原子的硅烷。迄今为止，已有多种方法可以通过含氢硅烷合成氯硅烷。但是，可控合成部分取代氯硅烷的方法还很少。1970 年 Sheila Mawaziny (J.Chem.Soc.A, 1970，1641-1642)报道了用五氯化磷作为氯化剂，由含氢硅烷合成全取代或者部分取代的氯硅烷的方法。该方法产率相对较高，合成的多数氯硅烷产率超过了 80%，但是该方法反应时间相对较长，尤其是在合成多取代氯硅烷时，反应困难，需要过量的氯化剂、提高反应温度以及延长反应时间等。即便如此，有些氯硅烷也无法通过该方法合成，例如苯基三氯硅烷。1993年Atsutaka Kunai (EP0557762A1)报道了室温下由含氢硅烷合成氯硅烷的方法。该方法可以通过控制加入的含氢硅烷和氯化剂的摩尔比来控制合成不同取代个数的氯硅烷，该方法副反应少，可以单一的合成目标产物。但是该方法有溶剂用量极大(每合成0.1mol氯硅烷，至少需要200到300ml的溶剂)、反应时间长(最长至122h)、产率相对较低(50%到80%)的缺点，尤其是在合成高位阻的氯硅烷时，这些缺点更为明显，限制了该方法的应用发展。本专利技术设计了一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法。该方法溶剂用量降低，反应时间大大缩短，副反应少。同时，反应的转 化率得到了提高，即使是合成高位阻的氯硅烷也是如此,并且提纯后产物产率较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法，所述方法包括在惰性材料颗粒的存在下，使含氢硅烷与氯化铜进行反应。所述含氢硅烷可以具有例如通式R1mR2nR3tjSiH4Ittj所示的结构，所述氯硅烷为全取代或者部分取代的氯硅烷，其可以具有例如通式所示的结构。其中，R1, R2, R3代表Si原子上连接的基团，其彼此相同或不同且独立地选自任选被取代的饱和或不饱和脂族基团或任选被取代的芳基或杂芳基；m、η、ο分别代表不大于3的数值，例如分别为0、1、2或3，条件是m+n+o的和小于或等于3，并且t代表被取代氢原子的摩尔量。在一个实施方案中，本专利技术提供一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法，所述方法包括如下反应式:【权利要求】1.一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法，其特征在于，所述方法包括在惰性材料颗粒的存在下，使含氢硅烷与氯化铜进行反应。2.根据权利要求1的方法，其特征在于， 所述氯硅烷为全取代或者部分取代的氯硅烷，其具有通式R1mR2nR3tjSiH4mtClt所示的结构， 所述含氢硅烷具有通式所示的结构， 其中，R1, R2, R3代表Si原子上连接的基团，其彼此相同或不同且独立地选自任选被取代的饱和或不饱和脂族基团或任选被取代的芳基或杂芳基;m、η、ο分别代表不大于3的数值，例如分别为O、1、2或3，条件是m+n+o的和小于或等于3，并且t代表被取代氢原子的摩尔量。3.根据权利要求1或2的方法，其中所述方法包括如下反应式: R1 通CuCI2粒R1 ,R2nR30SiH4I1^tCll + q CuCi HCl 其中: 所述含氢硅烷可以具有例如通式R1mR2nR3tjSiH4InI所示的结构，所述氯硅烷可以具有例如通式R1mR2nR3tjSiH4mtClt所示的结构， R1jR2, R3代表Si原子上连接的基团，其彼此相同或不同且独立地选自任选被取代的饱和或不饱和脂族基团或任选被取代的芳基或杂芳基;m、n、o分别代表不大于3的数值，例如分别为0、1、2或3，条件是m+n+o的和小于或等于3，并且t代表被取代氢原子的摩尔量，q代表发生反应的CuCl2的摩尔量并且q=2t。` 优选地，所述含氣硅烷选自苯基硅烷、二苯基硅烷、甲基苯基硅烷、二苯基硅烷、二乙稀基硅烷、甲基苯基乙烯基硅烷、二甲基异丙基硅烷、二乙基硅烷、乙基苯基硅烷、二乙基异丙基硅烷、二异丙基硅烷、二异丙基硅烷或其混合物。4.权利要求1-3任一项的方法，在催化剂和任选的溶剂的存在下进行，其中: 所述溶剂优选为惰性的有机溶剂，更优选非质子溶剂，包括例如乙醚、四氢呋喃、1，4- 二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚、乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇醚、丙二醇甲醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇二乙醚、丁醚、二丙二醇丁醚、甲基叔丁基醚、二戊醚、异戊醚、己醚等或其两种或更多种的混合物； 所述催化剂为例如CuI。5.权利要求1-4任一项的方法，其中所述惰性材料颗粒选自陶瓷颗粒、玻璃颗粒或其混合物，并且所述颗粒为例如球形或其它形状； 所述惰性材料颗粒与CuCl2的重量比可以为例如约10:1至约0.1:1，优选约8:1至约0.5:1,更优选约5:1至约1:1,更优选约4:1至约1:1或约3.5:1至约1.5:1,最优选约3:1至约2:1。6.权利要求1-5任一项的方法,其中所述溶剂的量为:每合成0.1mol氯硅烷,使用O至300ml，优选O至200ml，更优选O至150ml的溶剂。7.权利要求1-6任一项的方法，其中反应体系优选为基本无水的或无水的。8.权利要求1-7任一项的方法，其中所述方法的反应时间例如为I至24小时，优选I至12小时，更优选I至6小时，更优选2至5小时；和/或反应温度优选O至60°C，更优选O至 40°C，例如 10 至 30°C、15 至 25°C或 20 至 25°C。9.一种组合物，其包含含氢硅烷、氯化铜、惰性材料颗粒、催化剂和任选的溶剂。10.惰性材料颗粒或如权利要求`9所述的组合物用于制备氯硅烷的用途。【文档编号】C07F7/12GK103880874SQ201410092930【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日 【专利技术者】张志杰, 王文超, 谭永霞, 谢择民 申请人:中国科学院化学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由含氢硅烷合成氯硅烷的方法，其特征在于，所述方法包括在惰性材料颗粒的存在下，使含氢硅烷与氯化铜进行反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志杰，王文超，谭永霞，谢择民，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11