一种含氰基氯硅烷的合成方法技术

本发明专利技术属于有机硅材料领域，公开了一种含氰基氯硅烷的合成方法。所述方法为：在反应器中加入氯化铜、叔胺衍生物和含氰基烯烃，在0～10℃、氮气保护及搅拌条件下滴加含氢氯硅烷，滴加完毕后升温至50～120℃保温反应3～48h，反应结束后冷却至室温、减压蒸馏收集相应馏分，得到所述含氰基氯硅烷。本发明专利技术通过含氰基烯烃与含氢氯硅烷之间的加成反应，以氯化铜作为主催化剂、叔胺衍生物作为助催化剂，通过滴加的方法，在较温和的条件下合成出了含氰基氯硅烷化合物；本发明专利技术提供的合成方法效率高、产物选择性好，反应条件安全、温和，催化剂简单易得、成本低廉。

Synthesis method of cyano containing silane

The invention belongs to the field of organic silicon materials and discloses a synthesis method of cyano containing silane. The method comprises: adding cupric chloride and tertiary amine derivatives and cyano containing olefins in the reactor, and in 0 ~ 10 DEG C, stirring conditions under the protection of nitrogen adding hydrogen containing chlorosilane, dropping after the temperature reaches 50 to 120 DEG C was 3 ~ 48h, the reaction after cooling to room temperature, vacuum evaporation run to collect corresponding fractions, obtain the cyano containing chlorosilane. The reaction between cyano containing olefin and hydrogen chlorosilane, with copper chloride as main catalyst, tertiary amine derivatives as catalyst, through the method of adding, under mild conditions to synthesize the cyano containing chlorosilane compounds; synthesis method provided by the invention has high efficiency and good selectivity. Safe and mild reaction conditions, simple and low cost catalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种含氰基氯硅烷的合成方法
本专利技术属于有机硅材料领域，具体涉及一种含氰基氯硅烷的合成方法。
技术介绍
含氰基氯硅烷作为一种重要的有机合成中间体，可广泛用来制备腈基橡胶等产品，同时，利用Si-Cl键的水解或醇解反应，含氰基氯硅烷还可制备出一系列不同结构及功能的化合物，应用于有机硅电解质材料等领域。将氰基连接在氯硅烷上的方法主要是通过硅氢加成实现的。烯烃硅氢加成反应通常是在氯铂酸及其配合物存在下进行的，如：Speier催化剂与Karstedt催化剂。上述催化剂虽然催化活性较高，但反应副产物较多，后来人们发现许多过度金属(Pt，Ru，Rh)的配合物对硅氢加成反应均有活性，但对于某些类型的反应，活性不高。含氰基氯硅烷作为一种有特殊性能的有机硅中间体，传统的合成方法主要是使用贵金属(Pt，Rh，Ru)的配合物作为催化体系，如中国专利CN103288863B，CN101033235，CN104324751A，CN103814038A等，均使用金属铂、铑、钌、钯等作为催化主体，这些催化剂不仅成本高、还存在催化活性较低、产物选择性差、反应条件较苛刻的问题。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种含氰基氯硅烷的合成方法。本专利技术的合成方法以氯化铜和叔胺衍生物作为催化体系，通过含氰基烯烃与含氢硅烷反应制得，该方法催化剂简单易得、产物收率高、选择性好、反应条件温和。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种含氰基氯硅烷的合成方法，包括如下步骤：在反应器中加入氯化铜、叔胺衍生物和含氰基烯烃，在0～10℃、氮气保护及搅拌条件下滴加含氢氯硅烷，滴加完毕后升温至50～120℃保温反应3～48h，反应结束后冷却至室温、减压蒸馏收集相应馏分，得到所述含氰基氯硅烷。优选地，所述叔胺衍生物选自三乙胺、三丙胺、三丁胺、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、四乙基乙二胺、四乙基丙二胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的任意一种。优选地，所述含氰基烯烃选自丙烯腈、2-丁烯腈、3-丁烯腈、2-甲基-3丁烯腈、2-戊烯腈、4-戊烯腈中的任意一种。优选地，所述含氢氯硅烷选自二甲基氯硅烷、二乙基氯硅烷、二苯基氯硅烷、甲基二氯硅烷、乙基二氯硅烷、苯基二氯硅烷中的任意一种。优选地，所述含氰基烯烃与含氢氯硅烷的摩尔比为(0.8～2.0):1；更优选摩尔比为(0.9～1.2):1。优选地，所述叔胺衍生物与氯化铜的摩尔比为(2～3):1；更优选摩尔比为(2.3～2.8):1。优选地，所述氯化铜与叔胺衍生物的加入量之和占反应物料总质量的2％～10％；更优选的加入量之和占反应物料总质量的3％～7％。优选地，所述保温反应的温度为70～100℃，保温反应时间为10～36h。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点及有益效果：本专利技术通过含氰基烯烃与含氢氯硅烷之间的加成反应，以氯化铜作为主催化剂、叔胺衍生物作为助催化剂，通过滴加的方法，在较温和的条件下合成出了含氰基氯硅烷化合物；本专利技术提供的合成方法效率高、产物选择性好，反应条件安全、温和，催化剂简单易得、成本低廉。附图说明图1为本专利技术实施例1所得产物的核磁共振氢谱图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入2.19g(0.016mol)氯化铜、3.28g(0.032mol)三乙胺、84.8g(1.60mol)丙烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取235g(2.00mol)甲基二氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后升温至70℃反应30h。反应完毕后冷却至室温，再升至合适的温度将含氰基氯硅烷通过减压蒸馏蒸出，产物收率为75％，纯度为99.3％。采用400M核磁对本实施例所得产物进行1HNMR分析，结果如图1所示。图中化学位移δ＝2.55处的质子共振峰对应于CN-CH2基团的氢，化学位移δ＝1.51处的特征峰对应Si-CH2基团中的氢，从图中可以看出，两者的积分面积比例接近1:1，与结构相符合。化学位移δ＝0.88处的质子共振峰对应于Si-CH3基团中的氢，从图中可以看出，积分面积为1.47，与分子结构中的比例相吻合。实施例2在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入4.55g(0.034mol)氯化铜、10.60g(0.074mol)三丙胺、134g(2.0mol)2-丁烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取245g(2.0mol)二乙基氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后升温至50℃反应48h。反应完毕后冷却至室温，再升至合适的温度将含氰基氯硅烷通过减压蒸馏蒸出，产物收率为65％，纯度为99.3％。实施例3在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入5.68g(0.042mol)氯化铜、17.12g(0.093mol)三丁胺、134g(2.0mol)3-丁烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取436g(2.0mol)二苯基氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后升温至120℃反应3h。反应完毕后冷却至室温，再升至合适的温度将含氰基氯硅烷通过减压蒸馏蒸出，计算收率为83％，纯度为99.2％。实施例4在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入8.31g(0.062mol)氯化铜、17.15g(0.148mol)四甲基乙二胺、194.4g(2.4mol)2-甲基3-丁烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取230g(2.0mol)甲基二氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后升温至90℃反应48h。反应完毕后冷却至室温，再升至合适的温度将含氰基氯硅烷通过减压蒸馏蒸出，产物收率为92％，纯度为99.1％。实施例5在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入11.07g(0.082mol)氯化铜、27.71g(0.213mol)四甲基丙二胺、226.8g(2.8mol)2-戊烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取258g(2.0mol)乙基二氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后升温至80℃反应24h。反应完毕后冷却至室温，再升至合适的温度将含氰基氯硅烷通过减压蒸馏蒸出，产物收率为86％，纯度为99.3％。实施例6在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入11.07g(0.082mol)氯化铜、40.02g(0.230mol)四乙基乙二胺、324g(4.0mol)4-戊烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取258g(2.0mol)苯基二氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后升温至90℃反应24h。反应完毕后冷却至室温，再升至合适的温度将含氰基氯硅烷通过减压蒸馏蒸出，产物收率为93％，纯度为99.4％。实施例7在带有冷凝回流装置的500mL三口圆底烧瓶中依次加入5.54g(0.041mol)氯化铜、23.12g(0.123mol)四乙基丙二胺、106g(2.0mol)丙烯腈，然后将三口烧瓶置入冰水浴中，称取189g(2.0mol)二甲基氯硅烷，滴加入烧瓶中，在2h内滴完，滴加时体系温度＜10℃，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氰基氯硅烷的合成方法，其特征在于包括如下步骤：在反应器中加入氯化铜、叔胺衍生物和含氰基烯烃，在0～10℃、氮气保护及搅拌条件下滴加含氢氯硅烷，滴加完毕后升温至50～120℃保温反应3～48h，反应结束后冷却至室温、减压蒸馏收集相应馏分，得到所述含氰基氯硅烷。

【技术特征摘要】
1.一种含氰基氯硅烷的合成方法，其特征在于包括如下步骤：在反应器中加入氯化铜、叔胺衍生物和含氰基烯烃，在0～10℃、氮气保护及搅拌条件下滴加含氢氯硅烷，滴加完毕后升温至50～120℃保温反应3～48h，反应结束后冷却至室温、减压蒸馏收集相应馏分，得到所述含氰基氯硅烷。2.根据权利要求1所述的一种含氰基氯硅烷的合成方法，其特征在于：所述叔胺衍生物选自三乙胺、三丙胺、三丁胺、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、四乙基乙二胺、四乙基丙二胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种含氰基氯硅烷的合成方法，其特征在于：所述含氰基烯烃选自丙烯腈、2-丁烯腈、3-丁烯腈、2-甲基-3丁烯腈、2-戊烯腈、4-戊烯腈中的任意一种。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，秦文，张利萍，张宇，雷秋芬，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，广州天赐有机硅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44