环已基烷氧基硅烷的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机硅烷偶联剂制备方法，具体地说是环己基烷氧基硅烷的制备方法。制备过程中，在铂催化剂和空气或氧气的作用下，采用氢硅和环己烯进行硅氢加成反应，再与醇进行醇解反应，经过中和、过滤、蒸馏，反应产物收率≥９２％，纯度≥９９．９％，和现有工艺相比具有工艺条件温和、产品收率高、纯度高、成本低等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机硅烷偶联剂的制备方法，即。环己基烷氧基硅烷可由环己烯与氢硅加成再醇解制得，也可由苯基烷氧基硅烷加氢或由格氏试剂法制得，目前国内的格氏试剂法已工业化，但此法成本高，产品质量不稳定。而由环己烯和氢硅烷制备环己基烷氧基硅烷，具有原料易得，收率较高的优点。Journal of the American Chemical Society Volume 79Page 947(1975)介绍了利用氯铂酸作催化剂，采用硅氢加成法合成环己基甲基二氯硅烷，此法反应时间长，难以控制，且收率低。USP 3.220.972(1965)介绍了合成环己基氯硅烷化合物，采用正辛醇作促进剂在100℃反应6小时，收率只有50％。Journal of Organometallic Chemistry Volume 50 Page 297(1973)介绍了一种以镍的配合物作催化剂合成环己基氯硅烷的方法，但此法存在操作不安全，手续繁琐，催化剂易失活，收率不高等缺点。EP.533.170(1992)介绍了一种利用H2PtCl6作催化剂合成环己基氯硅烷，此法利用干冰或液氮冷凝，一般工厂难以实现。USP 5.424.470(1995)、USP 5.486.637(1996)介绍了利用不饱和醇和不饱和酮作促进剂合成环己基氯硅烷，但其收率较用H2PtCl6/空气低，且催化剂处理较麻烦。张董泉、李乐庆在陕西化工27(3).1998上介绍了一种利用格氏试剂法合成环己基甲基二甲氧基硅烷的方法，但此法热平衡操作困难，安全系数低，产品质量受副产物镁盐影响大。JP 05.310.756(1992)报导了利用醇解法合成环己基甲基二烷氧基硅烷的方法，此法收率低，最高只有73.4％。EP 281425(1988)介绍了一种利用Meph Si(OMe)2在90-95℃ 12-16barHRaney Ni作催化剂条件下合成环己基甲基二甲氧基硅烷，此法步骤多，原料贵，成本高，难于实现工业化。本专利技术的技术方案这样实现的一种，在常压，20-70℃下，以环己烯为原料，采用硅氢加成法，用铂类化合物或络合物作催化剂，用含氧气体作为电子催化助剂以维持催化剂的活性和稳定性，合成的氢硅化中间产物环己基氯硅烷经醇解、分层、中和、过滤、减压蒸馏得到环己基烷氧基硅烷。电子催化助剂流速与催化剂浓度比例为5ml-50ml/min-100ppm。本专利技术所说的硅氢加成催化剂用量取初始反应体系中浓度，一般为10-200ppm即可。本专利技术所说的硅氢加成催化剂是指铂类化合物或络合物催化剂，如氯铂酸催化剂，Karsted催化剂，本专利技术可在反应体系中通入空气或氧气，通过氧气的供电子作用，维持铂的活性，避免胶体粒子铂的聚结，调节空气流速的大小可以控制反应快慢，空气流速的大小与催化剂用量多少有关，空气流速与催化剂浓度之间较好的比例为9ml/min～30ml/min100ppm。本专利技术所说的醇解反应是指将氢硅化中间反应产物环己基氯硅烷与醇R′CH2OH反应，其中R′可以为取代或未被取代的氢原子、烷基、环烷基、芳基等。本专利技术优选的温度为45℃-55℃。本专利技术具有以下特点1、催化剂活性好，稳定性高，易于回收。2、产物收率≥92％。3、产品纯度≥99.9％，用于丙烯聚合等规度＞98.5％。4、合成方法简单，反应条件温和，设备要求简单。实施例1在100ml装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入25ml环己烯，30ml甲基二氯氢硅，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的100ppm，升温至53℃，鼓泡进入空气，空气流速为9ml/min，反应9-10h进行硅氢加成后，蒸去过量的甲基二氯氢硅，得到氢硅化中间产物环己基甲基二氯硅烷，在常压下滴加甲醇进行醇解，摩尔比为环己基甲基二氯硅烷∶甲醇＝1∶2.2，滴加完成后回流3小时，静置分层，下层液用甲醇钠中和到pH接近中性，过滤、减压蒸馏，收集一定压力下馏份，得产物环己基甲基二甲氧基硅烷，收率按环己烯计算为93％，纯度为99.9％。实施例2在3000ml装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入750ml环己烯，900ml甲基二氯氢硅，其余同实施例1。实施例3在3000ml装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入环己烯800ml和三氯氢硅1000ml，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的100ppm，反应温度为63℃，空气经稳压稳流后，流速为9ml/min，反应9h，进行硅氢加成后，蒸去过量的三氯氢硅，得到氢硅化中间产物环己基三氯硅烷，在常压下滴加甲醇进行醇解，摩尔比为环己基三氯硅烷∶甲醇＝1∶3.3，滴加完成后回流3h，静置分层，下层液用甲醇钠中和，过滤，减压蒸馏，收集一定压力下馏份，收率为92％。实施例4在3000ml装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入环己烯800ml和三氯氢硅1000ml，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的100ppm，反应温度为20℃，空气经稳压稳流后，流速为5ml/min，反应10h，进行硅氢加成后，蒸去过量的三氯氢硅，得到氢硅化中间产物环己基三氯硅烷，在常压下滴加甲醇进行醇解，摩尔比为环己基三氯硅烷∶甲醇＝1∶3.3，滴加完成后回流3h，静置分层，下层液用甲醇钠中和，过滤，减压蒸馏，收集一定压力下馏份，收率为78％。实施例5在3000ml装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入环己烯800ml和三氯氢硅1000ml，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的100ppm，反应温度为70℃，空气经稳压稳流后，流速为50ml/min，反应7h，进行硅氢加成后，蒸去过量的三氯氢硅，得到氢硅化中间产物环己基三氯硅烷，在常压下滴加甲醇进行醇解，摩尔比为环己基三氯硅烷∶甲醇＝1∶3.3，滴加完成后回流3h，静置分层，下层液用甲醇钠中和，过滤，减压蒸馏，收集一定压力下馏份，收率为84％。实施例6在3000ml装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入环己烯800ml和三氯氢硅1000ml，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的20ppm，反应温度为45℃，空气经稳压稳流后，流速为3ml/min，反应9h，进行硅氢加成后，蒸去过量的三氯氢硅，得到氢硅化中间产物环己基三氯硅烷，在常压下滴加甲醇进行醇解，摩尔比为环己基三氯硅烷∶甲醇＝1∶3.3，滴加完成后回流3h，静置分层，下层液用甲醇钠中和，过滤，减压蒸馏，收集一定压力下馏份，收率为72％。实施例7在30L装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入环己烯8L和三氯氢硅10L，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的200ppm，反应温度为55℃，空气经稳压稳流后，流速为100ml/min，反应9h，进行硅氢加成后，蒸去过量的三氯氢硅，得到氢硅化中间产物环己基三氯硅烷，在常压下滴加甲醇进行醇解，摩尔比为环己基三氯硅烷∶甲醇＝1∶3.3，滴加完成后回流3h，静置分层，下层液用甲醇钠中和，过滤，减压蒸馏，收集一定压力下馏份，收率为89％。实施例8在100L装有回流冷凝装置的三口烧瓶中加入25L环己烯，30L甲基二氯氢硅，加入氯铂酸异丙醇溶液作为催化剂，氯铂酸用量为初始反应体系的100ppm，升温至53℃，鼓泡进入空气，空气流速为9m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环已基烷氧基硅烷的制备方法，在常压，温度２０－７０℃条件下，以环已烯为原料，采用硅氢加成法，用铂类化合物或络合物作催化剂，催化剂用量取初始反应体系中浓度１０－２００ｐｐｍ；用含氧气体作为电子催化助剂，电子催化助剂流速与催化剂浓度比例为５ｍｌ～５０ｍｌ／ｍｉｎ∶１００ｐｐｍ，合成的氢硅化中间产物环已基氯硅烷经醇解、分层、中和、过滤、减压蒸馏得到环已基烷氧基硅烷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤仪，丁楚雄，张宁，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]