一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法技术

本发明专利技术涉及一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法,包括步骤如下：直接以甲基三乙氧基硅烷作为溶剂和反应原料，将金属钠分散在甲基三乙氧基硅烷中，形成钠砂，然后与溴乙烷发生缩合反应，得到甲基乙基二乙氧基硅烷。本发明专利技术在产物通过钠缩合法合成过程中不使用额外的溶剂，直接以反应原料甲基三乙氧基硅烷作为溶剂制备钠砂，反应条件温和，工艺简单，用流速泵从反应器底部加入原料溴乙烷，使沸点较低的溴乙烷的转化率高，目标产物含量高，产物选择性好且反应设备利用率高。

A method of synthesis of methyl ethyl two ethoxylsilane

The invention relates to a synthesis method of methyl ethyl two silane, which comprises the steps of: solvent and reaction raw materials directly to methyl triethoxysilane as sodium metal dispersed in methyl triethoxysilane, forming sodium sand, then condensation reaction with ethyl bromide, methyl ethyl two ethoxy silane. The present invention in the product without the use of additional solvent by sodium condensation synthesis process, reaction materials directly with methyl triethoxysilane as solvent for preparation of sodium sand, mild reaction conditions, simple process, adding raw materials was from the bottom of the reactor with flow pump, high conversion rate of the low boiling point of bromoethane, target product high content, good selectivity and high utilization rate of equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法
本专利技术涉及有机化学领域，具体是一种含硅元素的化合物甲基乙基二乙氧基硅烷的合成方法。
技术介绍
高耐低温有机硅密封胶可广泛应用于航空航天、卫星太阳能、核工业、电子通讯、化工、医学、船舶、潜艇、战舰、高速列车等多种领域中的高寒环境中，具有良好的经济效益和推广价值，而制备高耐低温有机硅密封胶的关键原材料是乙基有机硅单体，目前国内能合成乙基单体的企业非常少，且价格十分昂贵，限制了这种优异材料的使用，因此，合成成本较低的乙基有机硅单体十分必要。中国专利文件CN1569859A(申请号：200410018068.9)公开了一种乙基三甲基硅烷的合成方法,其特征是以高沸点醚类R-O-(CH2CH2-O)n-R(I)为溶剂或这种醚与芳香烃的混合物为溶剂,在碘引发下,乙基卤化物CH3CH2X(II)与金属镁反应制得格林纳试剂乙基卤化镁溶液,然后将三甲基氯硅烷加入乙基卤化镁溶液中进行乙基化反应,反应结束后进行分馏制得乙基三甲基硅烷。上述方法不仅要用到大量的溶剂，增加了物料成本及溶剂回收成本，而且使用了格式试剂及氯硅烷，这都要求生产过程严格无水无氧，对生产设备及工艺的要求非常高，而且具有一定的危险性，另外，该方法工艺繁琐，生产流程长，效率低下，不适合大规模的工业化生产。基于钠缩法合成新型的有机硅化合物已有文献报道，例如：中国专利文件CN102898459A(申请号：201210222070.2)公开了一种二乙基二甲氧基硅烷的制备方法，所述的二乙基二甲氧基硅烷以乙基三甲氧基硅烷和溴乙烷为原料，通过钠缩合法制成，本方法提高了反应的可控制性，反应条件温和，工艺简单；合成混合物中二乙基二甲氧基硅烷的选择性好，收率较高，适合于大规模工业生产。利用钠缩合法可以将一些特殊的官能团引入有机硅分子中，而且成本较为低廉。然而，该专利文件公开的方法使用甲苯作为溶剂，需要面临严重的环境污染及溶剂回收利用问题，原料溴乙烷的转化率较低。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法。本专利技术解决的技术问题是：现有的甲基乙基二乙氧基硅烷的合成效率及收率低；以及钠缩合法合成甲基乙基二乙氧基硅烷中，使用甲苯等溶剂，带来的环境污染和溶剂不易回收的问题。本专利技术的技术方案如下：一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，包括步骤如下：直接以甲基三乙氧基硅烷作为溶剂和反应原料，将金属钠分散在甲基三乙氧基硅烷中，形成钠砂，然后与溴乙烷发生缩合反应，得到甲基乙基二乙氧基硅烷。根据本专利技术，优选的，所述的甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，包括步骤如下：(1)将甲基三乙氧基硅烷搅拌升温，在持续搅拌下加入金属钠，将金属钠在搅拌作用下打成钠砂；(2)加入溴乙烷，保持反应混合物回流反应并控制反应温度≤112℃；(3)反应结束后，将反应混合物冷却，然后滴加乙醇中和过量的金属钠并维持反应，再滴加甲基氯硅烷中和生成的醇钠；然后，固液分离除去反应混合物中的固体杂质，同时收集滤液；(4)对滤液进行分离提纯，得到甲基乙基二乙氧基硅烷。根据本专利技术，优选的，步骤(1)中甲基三乙氧基硅烷搅拌升温至90～112℃，进一步优选为102～105℃；优选的，甲基三乙氧基硅烷和金属钠的摩尔比为(4～6)：1。根据本专利技术，优选的，步骤(2)中溴乙烷的加入量控制为溴乙烷：甲基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：(1～2)，进一步优选(1.5～2)；优选的，回流反应时间为0.1～20h，进一步优选为2～10h。根据本专利技术，优选的，步骤(3)中乙醇中和金属钠的反应温度为0～50℃，进一步优选为15～35℃；反应时间为0.1～4h，进一步优选为0.5～2h；优选的，乙醇的滴加时间为0.05～2h，进一步优选为0.1～1h。根据本专利技术，优选的，步骤(3)中所述的甲基氯硅烷为甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷或甲基三氯硅烷，进一步优选甲基三氯硅烷；优选的，乙醇：金属钠的摩尔比为10：1。根据本专利技术，优选的，步骤(3)中所述甲基氯硅烷中和乙醇钠反应中，甲基氯硅烷的滴加时间为0.1～4h；进一步优选为0.5～2h；该反应维持时间优选为1～8h，特别优选为2～6h。根据本专利技术，优选的，步骤(4)中所述的分离提纯的方式为精馏。本专利技术以甲基三乙氧基硅烷和溴乙烷为原料，采用新的工艺方法，通过钠缩合法制备甲基乙基二乙氧基硅烷[MeEtSi(OEt)2]，通过改变原料配比、加料速率、反应温度等参数，进一步提高目标产物收率。本专利技术的合成产物甲基乙基二乙氧基硅烷的结构式如下：本专利技术反应方程式如式(I)所示：本专利技术采用的无溶剂法没有严重的副反应发生，而且由于用反应物做溶剂实际是提高了一种反应物的浓度，会使反应平衡加速向生产产物的方向，因此，会提高生产效率，对生产中控制成本非常有效。本专利技术具有如下优点：1.反应过程中除了反应原料溴乙烷和甲基三乙氧基硅烷外，不使用其它溶剂，反应条件温和，工艺简单；2.本专利技术克服了传统钠缩合法制备有机化合物工艺中使用甲苯溶剂所面临的环境污染及溶剂回收利用问题，有效地提高了反应设备利用率，提高了原料溴乙烷的转化率。溴乙烷的单次转化率可达78％。3.本专利技术合成混合物中甲基乙基二乙氧基硅烷含量高，目标产物甲基乙基二乙氧基硅烷的收率可达32％，目标产物甲基乙基二乙氧基硅烷分离提纯简单，可大幅度节省操作费用，非常适合于大规模工业生产。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不限于此。实施例1在装有回流冷凝管、机械搅拌器及Pt-100铂电阻的干燥250mL四口烧瓶中，加入109g甲基三乙氧基硅烷，在搅拌下加入15g新切的钠片，升温至102℃，将钠片打成钠砂；在4h内，将84g溴乙烷通过流速泵从反应器底部缓慢加到反应体系中，并回收冷凝物。控制反应温度介于108～110℃，滴加完毕后继续反应2h，待冷却至25℃后，在0.5h内慢慢加入1.5g无水乙醇中和过量的金属钠，滴加完毕后再在25℃下维持1h；然后将12.7mL甲基三氯硅烷在1h内滴加到混合物中，以中和生成的醇钠；滴加完毕后，再在该温度下继续反应3h。然后将反应混合物减压抽滤，得到含甲基乙基二乙氧基硅烷、二乙基甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷及少量缩聚产物所组成的混合物。将混合物进行精馏，得到甲基乙基二乙氧基硅烷，甲基乙基二乙氧基硅烷的收率为31％，纯度为99.5％；溴乙烷的转化率为71％。实施例2在装有回流冷凝管、机械搅拌器及Pt-100铂电阻的干燥1000mL四口烧瓶中，加入560g甲基三乙氧基硅烷，在搅拌下加入56.2g新切的钠片，升温至105℃，将钠片打成钠砂；在2h内，将214g溴乙烷通过流速泵从反应器底部缓慢加到反应体系中，并回收冷凝物，控制反应温度介于102～105℃，滴加完毕后继续反应4h，待冷却至30℃后，在1.0h内慢慢加入5.1g无水乙醇中和过量的金属钠，滴加完毕后再在30℃下维持1.5h；然后将47.5mL甲基三氯硅烷在2h内滴加到混合物中，以中和生成的醇钠；滴加完毕后，再在该温度下继续反应4h。然后将反应混合物减压抽滤，得到含甲基乙基二乙氧基硅烷、二乙基甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷以及少量缩聚产物所组成的混合物。将混合物进行精馏，得到甲基乙基二乙氧基硅烷，甲基乙基二乙氧基硅烷的收率为25％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，包括步骤如下：直接以甲基三乙氧基硅烷作为溶剂和反应原料，将金属钠分散在甲基三乙氧基硅烷中，形成钠砂，然后与溴乙烷发生缩合反应，得到甲基乙基二乙氧基硅烷。

【技术特征摘要】
1.一种甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，包括步骤如下：直接以甲基三乙氧基硅烷作为溶剂和反应原料，将金属钠分散在甲基三乙氧基硅烷中，形成钠砂，然后与溴乙烷发生缩合反应，得到甲基乙基二乙氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)将甲基三乙氧基硅烷搅拌升温，在持续搅拌下加入金属钠，将金属钠在搅拌作用下打成钠砂；(2)加入溴乙烷，保持反应混合物回流反应并控制反应温度≤112℃；(3)反应结束后，将反应混合物冷却，然后滴加乙醇中和过量的金属钠并维持反应，再滴加甲基氯硅烷中和生成的醇钠；然后，固液分离除去反应混合物中的固体杂质，同时收集滤液；(4)对滤液进行分离提纯，得到甲基乙基二乙氧基硅烷。3.根据权利要求2所述的甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，其特征在于，步骤(1)中甲基三乙氧基硅烷搅拌升温至90～112℃，优选为102～105℃。4.根据权利要求2所述的甲基乙基二乙氧基硅烷合成方法，其特征在于，步骤(1)中甲基三乙氧基硅烷和金属钠的摩尔比为(4～6)：1。5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆铭，曹健，
申请(专利权)人：山东宝龙达实业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37